ОМПТ-2. Часть 2

1.

Новосибирский Государственный Технический Университет
Факультет Радиотехники и Электроники
И. А. Баховцев
ОМПТ – Ч. 2

2.

Общие принципы построения МПСУ
1. Обобщенная структура МПСУ
МП – цифровое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации, управления этой обработкой и реализованное в виде отдельной БИС или
отдельного модуля на кристалле.
Все устройства, подключенные к интерфейсу МПСУ, за вычетом МП и ЗУ,
называются периферийными.
МП
ПЗУ
ОЗУ
Интерфейс:
ША, ШД, ШУ.
КПУ
КИ
ПУ1
---
ПУN
Физическая
реализация
МПСУ:
многоплатные,
одноплатные,
однокристальные (МК)

3.

2. Интерфейс.
1) Интерфейс - совокупность программных и аппаратных средств,
предназначенных для объединения отдельных компонентов в единую
МПСУ посредством обеспечения их информационной, электрической и
конструктивной совместимости.
2) Физически интерфейс – это набор проводников, объединенных по
функциональному признаку.
3) Основной принцип работы: ведущий–ведомый (активный–пассивный).
МП – активное устройство.
4) Типы интерфейсов (парами по каждому признаку):
- параллельные / последовательные;
- синхронные / асинхронные;
- магистральные / периферийные;
- однонаправленные / двунаправленные;
……………………………………………………
Конкретному типу интерфейса, который используется в МПСУ,
должны соответствовать все подключаемые к нему устройства!

4.

3. Типовая структура интерфейсной части ПУ
Состав ПУ в МПСУ:
интерфейсная часть,
функциональная часть.
Пример. В ПУ – 4 адресуемых регистра:
два - на ввод, два - на
вывод.
Состав ИЧ: ДША, ДШУ,
Двунаправленный буфер
данных, внутренняя ШД,
регистры.
Типы регистров:
регистры данных
(Data Reg.),
регистры управления
(Control Reg.),
регистры состояния
(Status Reg.).

5.

4. Понятие программно-логической модели (ПЛМ)
• Модель объекта – средство изучения объекта.
• Каждая модель объекта отражает свои особенности объекта,
специфический взгляд на него.
Программно-логическая модель (ПЛМ) любого устройства
МПС – это та информация об этом устройстве, которая
нужна для работы программисту, т.е. адреса, формат
(количество и назначение битов) его программно-доступных
регистров.
• ПЛМ ПУ – программно-доступные регистры его интерфейсной
части.
• ПЛМ ЦП – компоненты его регистрового файла ЦП: АСС, РС,
SP, регистр признаков (условий), регистр состояния…
• ЗУ – набор программно-доступных ячеек памяти – регистров
ПЛММК = ПЛМЦП + ПЛМПУ + ПЛМЗУ

6.

5. Типы обмена данными между МП и ПУ
Роль интерфейса – передача данных между МП и ЗУ, между МП и ПУ.
Все остальные действия – в МП и в ПУ.
Обмен данными в МПС может производиться четырьмя способами:
1) Программный способ. Инициатор – МП. Обмен может происходить в
любой момент времени в соответствии с ПО.
2) По опросу флага. Инициатор – МП. Но обмен может происходить, когда
ПУ готово к обмену. Для определения этого состояния периферийного
устройства МП опрашивает его бит (флаг) готовности. Последний
устанавливается автоматически самим ПУ, когда внутренние процессы
закончились и устройство готово к обмену данными с МП.
Пример: Запуск АЦП, опрос флага КП, если «да», то считывание данных с АЦП.
3) По прерыванию. Инициатор – ПУ. Как только в нем происходит нужное
событие, оно выставляет флаг события (готовности), и, если разрешено
прерывание, формирует сигнал - запрос на прерывание. МП выполняет
до конца команду и переходит по определенной процедуре (автоматически) на П/Пр обслуживания запроса, где и происходит обмен данными.

7.

4) Прямой доступ к памяти.
Назначение – организация передачи больших объемов информации
между ПУ и ОЗУ, минуя процессор. Используется в информационноизмерительных системах.
Инициатор – ПУ. Когда ПУ накопило данные, оно выставляет, если разрешено, сигнал «Требование захвата шины». ЦП заканчивает выполнение текущей команды, разрешает ПУ доступ к шине и «засыпает». ПУ
формирует сигнал «Шина захвачена» и далее выступает как ведущий,
активное устройство: формирует все сигналы интерфейса, организуя
обмен данными с ОЗУ.
Единственная задача ПУ – многократная организация цикла «Запись»
(или «Чтение») данных в память (или из памяти) по модифицируемому
адресу. Предав весь пакет данных в заданный сектор памяти, ПУ
снимает сигнал «Шина захвачена» и отключается от шины.
Зафиксировав отключение, МП «просыпается» и продолжает свою работу.
Достоинство ПДП: с максимальной скоростью передаются большие
объемы данных.
Недостаток ПДП: в течение процедуры ПДП МП не работает!
В современных МК этот недостаток устранен!

8.

ПРИНЦИП ДВОИЧНОЙ АДРЕСАЦИИ В МПСУ
X0
X1
Х1
0
0
1
1
&
2И
Х0
0
1
0
1
Y
X0
X1
Y
0
0
0
1
Пример 8-битной адресации.
В ПУ – 4 адресуемых регистра: 10h-13h
1
Х1
0
0
1
1
Y
2ИЛИ
Х0
0
1
0
1
Y
0
1
1
1

9.

Продолжение следует