 |
Последовательный и параллельный интерфейсы ввода-вывода
|
|
|
|
В состав микропроцессорного комплекта входит большая интегральная схема УСАПП (универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик) или схема UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), предназначенная для реализации интерфейса типа RS-232 (V24).
УСАПП является программируемой микросхемой, преобразующей параллельный код, получаемый от шины данных системной магистрали, в последовательный для передачи по двухпроводной линии связи. В качестве УСАПП используются БИС i8250, П6450, П6550А и др. Функции, выполняемые этими микросхемами, одинаковы. Различия заключаются в обеспечиваемом ими быстродействии.
Типовая структурная схема УСАПП приведена на рис. 6.6.
Рис. 6.6. Структурная схема УСАПП
От микропроцессора передаваемый байт данных поступает по шинам данных (ШД) в буфер данных УСАПП на входной регистр РгВх, затем через внутреннюю шину передается в регистр передатчика РгПд. В момент передачи содержимое РгПд серией сдвигов выдвигается в канал с преобразованием в последовательный код.
В синхронном режиме передаваемые данные сопровождаются управляющими сигналами, называемыми синхронизирующими словами (СС). Для хранения СС используются специальный регистр РгСС на входе УСАПП и регистр состояния (РгС) — на выходе. Из РгС информация в виде байта состояния передается в микропроцессор по его запросу.
Устройство управления (УУ) содержит регистр режима РгР, предназначенный для хранения передаваемой из микропроцессора информации о режиме работы, и регистр команд РгК для хранения принимаемой из микропроцессора команды на обмен данными.
Передаваемый последовательный код перед выходом из передатчика УСАПП в линию связи комплектуется управляющими сигналами, необходимыми для настройки приемника. После такого укомплектования образуется кодовая посылка структуры, представленной на рис. 6.7.
|
|
|
Рис. 6.7. Кодовая посылка УСАПП
Старт-бит всегда имеет единичное значение, отличное от состояния «молчащего» канала. Вслед за старт-битом расположены информационные биты, принятые от шины данных системной магистрали. В зависимости от настройки УСАПП в одной посылке может содержаться от 5 до 8 информационных бит. Значение этих битов в каждой посылке непредсказуемо. В процессе передачи они могут быть искажены помехами. Поэтому в посылке должны содержаться не только биты, говорящие о начале и конце посылки, но и биты для контроля правильности передачи.
В качестве контрольного выступает бит паритета, следующий сразу вслед за информационными битами. С помощью бита паритета осуществляется контроль на четность или нечетность. При контроле на четность сначала подсчитывается количество единиц в информационной части посылки, затем определяется, четное оно или нет. Если полученное число нечетное, бит паритета устанавливается в единицу, в этом случае в правильно переданной посылке всегда будет содержаться четное количество единиц (т.е. единиц, содержащихся в информационных разрядах вместе с битом паритета). При контроле на нечетность бит паритета устанавливается так, чтобы общее количество единиц было всегда нечетным.
При программировании УСАПП программист выбирает, использовать режим контроля или отказаться от него. Он может отказаться от контроля, и бит паритета всегда будет нулевым; может включить контроль на четность или контроль на нечетность. Выбор, что необходимо — контроль на четность или на нечетность, осуществляется в зависимости от характера возможных помех. Если воздействие возможных помех будет проявляться преимущественно в появлении лишних единиц, необходим контроль на четность. Если же воздействие помех будет проявляться преимущественно в исчезновении единиц, то необходим контроль на нечетность (чтобы отличать передаваемый 0 от полной потери информации из-за помех).
|
|
|
После бита паритета в кодовой посылке следуют стоп-биты. Для стоп-битов в кодовой посылке отводятся два двоичных знакоместа. Если выбран режим «1 стоп-бит», то после бита паритета всегда (в каждой посылке) будет следовать комбинация 01. Если выбран режим «1,5 стоп-бита», то после бита паритета всегда будет следовать комбинация 10. Если же выбирается режим «2 стоп-бита», то каждая посылка будет завершаться цифрами 11.
В УСАПП-приемнике поступившая от канала связи кодовая комбинация проверяется в соответствии с установленным заранее режимом контроля (на четность или нечетность), освобождается от управляющих сигналов и передается в шину данных системной магистрали параллельным кодом.
Настраиваться УСАПП-приемник и УСАПП-передатчик, работающие в паре, должны согласованно.
Программирование УСАПП может вестись на физическом или логическом уровне. Программирование на физическом уровне производится на языках низкого уровня или в машинных кодах. Логический уровень программирования обеспечивается алгоритмическими языками высокого уровня, коммуникационными программами, некоторыми пакетами прикладных программ.
Параллельный интерфейс представлен в микропроцессорном комплекте микросхемой типа i8255 — контроллером параллельного интерфейса или программируемым интерфейсным адаптером.
Микросхема подключается к системной магистрали ЭВМ (к шинам данных, адреса и управления соответственно) и имеет три независимых канала для подключения внешних устройств. Внутренний блок управления позволяет программировать каждый канал на ввод или вывод информации по 8 линиям, т.е. 8 бит параллельно.
Контрольные вопросы
1.Что означает термин «автономность внешних устройств»?
2. Какие виды интерфейсов используются в электронных вычислительных машинах?
3. Какие способы управления обменом нашли применение в интерфейсах?
4. Для чего необходим прямой доступ к памяти?
5. По каким параметрам можно определить, совместимы ли интерфейсы системной шины?
|
|
|
6. Чем характеризуется НМД, использующий интерфейс IDE?
7. Какие черты характеризуют различные виды программ, используемых для управления ЭВМ?
8. Каким образом можно создать благоприятную для пользователя операционную обстановку?
9. Чем различаются протоколы обмена информацией DTR/DSR и
XON/XOFF? 10. Какую структуру имеет кодовая посылка, используемая в RS-232?
|
|
|
