 |
Режимы обмена информацией в МПС.
|
|
|
|
Архитектура микропроцессора и микропроцессорных систем.
Простейшая микропроцессорная система состоит из таких компонентов как:
1. Микропроцессор
2. Устройство ввода информации
3. Устройство вывода.
 |
Память может делится на память данных и память команд. Память в микропроцессорной системе может быть двух типов:
1. Память имеет общую структуру для данных и команд.
2. Когда отдельно располагаются данные и отдельно располагаются команды.
Первый тип памяти с общей памятью данных и команд называется — одношинная или принстонская.
Если же в памяти происходит деление — одна область относится к данным, вторая к командам, то такая память называется гарвардская память (архитектура памяти). Для первого типа памяти требуется одна шина, для второго требуется две шины — шина команд и шина данных. При организации МПС по одношинной структуре — для команд выделяется «отдельная» шина. Она называется шина управления и по ней от процессора ко всем устройствам и от устройств к процессору подаются только управляющие сигналы. Вторая шина может состоять из двух шин — шина адресов и шина данных. Называется это одношинная структура организации.
Приоритетность — все устройства распределяются по приоритетам. Причем устройства первого приоритета располагаются ближе к процессору.
Команда или сигнал ПРПр проходит последовательно по линии связи от процессора далее к первому приоритету, далее к нижестоящим приоритетам.
Организация арбитража — микропроцессорному устройству вводится дополнительный узел который выполняет функции арбитра, то есть сигнал прерывания ПРПр заводится к арбитру и только он определяет в дальнейшем кому из устройств разрешить общение с процессором.
|
|
|
Архитектура микропроцессора
Любой микропроцессор состоит из следующих компонентов:
- арифметико-логическое устройство
- регистры
- устройство управления
- схема управления выборки команд
- схема управления прерываниями
- схема управления ПДП
АЛУ занимается арифметическими и логическими операциями. Блок регистров — сюда входят буферные регистры, регистры общего назначения (РОН), регистр признаков — выполнение арифметических и логических операций, регистр команд, регистр адреса.
Регистр — программный счетчик. Этот регистр формирует адрес следующей команды.
Регистр — указатель стека. Здесь хранится адрес вершины стековой памяти.
Схема управления ПДП — схема управления прямым доступом памяти. Это устройство позволяет внешним устройствам напрямую без участия процессора работать с памятью
Логика управления — устройство которое формирует управляющие сигналы процессора.
Режимы обмена информацией в МПС.
Есть два основных режима работы МПС:
1) синхронный обмен информацией. При синхронном обмене информацией процессор заканчивает обмен данными самостоятельно через раз и навсегда установленной временной интервал выдержки, игнорируя интересы партнера, то есть устройства исполнителя. Правила обмена простые — достоинство. Недостаток — отсутствие гарантий что исполнитель выполнит указанную процессором команду если он медленный.
2) асинхронный обмен информацией. Процессор заканчивает операцию обмена только тогда когда исполнитель выставит подтверждение окончания операции — специальный сигнал. Достоинство — возможность работы с любыми исполнителями с точки зрения их быстродействия. Недостаток — необходимость формирования сигнала подтверждения всеми исполнителями, то есть дополнительные аппаратурные затраты.
|
|
|
Обмен информацией в МПС происходит в циклах обмена информацией. Под циклом обмена информацией понимается временной интервал, в течении которого происходит выполнение одной элементарной операции обмена по шине, например: пересылка данных из процессора в память, пересылка кода данных из устройства ввода/вывода в процессор. Циклы обмена информацией делятся на 2 типа:
- цикл записи (вывода), в котором процессор записывает (выводит информацию) информацию;
- чтения (ввода), в котором процессор читает (вводит) информацию.
3 режима обмена информацией:
1) программный обмен информацией;
2) обмен информации с использованием прерываний;
3) обмен информацией с использованием ПДП.
При программном способе обмена информацией процессор является единоличным хозяином магистрали, все операции обмена инициируются только процессором, и все они выполняются в строгом порядке предписанном исполняемой программой. Здесь в основном путь процессора по программе линейный, но в отдельных случаях могут встречаться команды циклов и переходов.
Обмен информацией в режиме прерываний. Обмен по прерываниям используется тогда, когда нужна реакция процессора на какой-либо внешнее событие. Реакция процессора на внешние события может быть осуществлена тремя способами:
1. Способ опроса флага. В каждом устройстве имеется ячейка (электронный узел) в котором формируется логическая единица (флаг. Формируется когда у устройства возникла необходимость обменяться информацией с процессором).
2. Обмен информацией с помощью прерываний — насильственного перевода процессора с выполнения текущей программы на выполнение экстренно необходимой программы. При насильственном переводе процессора на обслуживание прерывающей программы процессор в любом месте останавливает выполнение основной программы, обслуживает внешнее прерывание, а далее возвращается к прерванной программе.
3. Обмен информацией с использованием ПДП (прямой доступ памяти). ПДП — это режим, при котором обмен по системной шине идет без участия процессора. Внешнее устройство требующее обслуживания сигнализирует процессору что режим ПДП необходим, в ответ на это процессор заканчивает выполнение текущей команды, отключается от всех шин, сигнализируя запросившему устройству что обмен в режиме ПДП можно начинать.
|
|
|
