Cunoaște Intuit, curs, și ciclurile de schimb sistem cu microprocesor de autobuz

Rezumat: În acest curs, este vorba despre schimbul de informații cu privire la sistemele de anvelope cu microprocesor de cicluri de schimb de informații și faze ale principiilor de sincronizare de schimb, principiile de întreruperi și DMA.

Cel mai important, ei trebuie să știe dezvoltator de sisteme cu microprocesor - principiile ei de schimb de informații referitoare la pneurile de astfel de sisteme. Fără acest lucru este imposibil să se dezvolte partea hardware a sistemului, și nici hardware-ul nu va rula orice software.

Pentru mai mult de 30 de ani care au trecut de la primele microprocesoare au fost dezvoltate anumite reguli ale schimbului, urmate de noi dezvoltatori și sisteme cu microprocesor. aceste reguli nu sunt prea complexe, dar ferm știu și să le urmați strict necesare pentru activitatea de succes. După cum se arată, principiile organizării de schimb al anvelopei este mai importantă decât caracteristicile specifice ale microprocesoarelor. Sistem standard de coloana vertebrală trăiesc mult mai mult decât unul sau celălalt procesor. Dezvoltatorii de noi procesoare sunt ghidate de standardele existente de conducte. Mai mult, unele sisteme se bazează pe complet diferite procesoare utilizează același sistem de conducte. Aceasta este autostrada este cel mai important factor sistemic în sistemele cu microprocesor.

Schimbul de informații are loc în sistemele de schimb de informații cu microprocesor în cicluri. Prin informații ciclului de schimb se referă la intervalul de timp. în cursul căreia executarea unei unități la operațiunea de schimb de autobuz. De exemplu, trimiterea codul de date de la procesor la memorie sau transmiterea codului de date de pe dispozitivul I / O la procesor. În cadrul unui ciclu poate fi, de asemenea, transmise și numărul de coduri de date, chiar și întregul set de date, dar este mai rar.

cicluri de schimb de informații sunt împărțite în două tipuri principale:

• Ciclul de scriere (de ieșire). în care procesorul scrie (ieșirile) informații;
• citește ciclul (I). în care procesorul citește (intrări) informații.

Un loc aparte este ocupat de cicluri de acces direct la memorie (modul DMA dacă se furnizează sistemului) și să solicitați cicluri și oferind o întrerupere (în cazul în care întreruperile sunt deja acolo). Atunci când, în viitor, ne vom concentra asupra acestor cicluri, acesta va fi menționat în mod specific.

În timpul fiecărui ciclu de dispozitiv care participă la schimbul de informații, își transmit date și semnale de control alte într-o ordine strict definită sau, cum se spune, în conformitate cu protocolul de comunicare.

Durata ciclului de schimb poate fi constantă sau variabilă, dar include întotdeauna anumite perioade ale semnalului de ceas de sistem. Adică, chiar și în cazul ideal, frecvența de citire a procesorului de informații și frecvența de înregistrare a informațiilor sunt de câteva ori mai mici decât ceasul de sistem.

cod citirea comenzilor din memoria sistemului este, de asemenea, produs cu ajutorul ciclurilor de citire. Prin urmare, în cazul unic de arhitectură cu magistrală de sistem alternativ de coloana vertebrală citește cicluri comenzi și cicluri de transfer (citire și scriere) de date, dar protocoale de comunicare rămân aceleași, indiferent de ceea ce se transmite - date sau instrucțiuni. Această arhitectură dvuhshinnoy citire și scriere de cicluri de comenzi sau citite de date sunt împărțite pentru anvelope diferite și pot fi efectuate simultan.

2.1. microcomputer Bus

Înainte de a trece la particularitățile ciclurilor de schimb, insista asupra compoziției și numirea diferitelor sistem cu microprocesor de anvelope.

autobuz de date - un autobuz, pentru care este creat întregul sistem. Numărul de biți sale (linii) determină viteza și eficiența schimbului de informații, precum și numărul maxim posibil de instrucțiuni.

Magistrala de date este întotdeauna două sensuri, deoarece implică transferul de informații în ambele direcții. Cel mai frecvent tip de stadiul de ieșire pentru liniile de autobuz - ieșire cu trei stări.

De obicei, magistrala de date este de 8, 16, 32 sau 64 de biți. Se înțelege că, pentru un ciclu de schimb de autobuz pe 64 de biți pot fi transmise 8 biți de informație, și 8-biți - un singur octet. Lățimea magistralei de date determină bitul de-a lungul autostrăzii. De exemplu, atunci când vorbim despre sistemul de coloana vertebrală pe 32 de biți, se înțelege că are magistrală de date de 32 de biți.

Bus Control - un autobuz auxiliar, semnalele de control care determină tipul ciclului curent și punctele fixe în timp, care corespund diferitelor părți sau etape ale ciclului. În plus, semnalele de control asigura coordonarea procesorului (sau altă linie master, setpoint, master) lucrează memorie sau dispozitive I / O (dispozitivul de executare, slave). Semnalele de control servesc, de asemenea, cererea și oferind o cerere de întrerupere și furnizarea de acces direct.

Semnalele de autobuz de control pot fi transmise în logica pozitivă (rar), iar logica negativă (de multe ori). linii de autobuz de control pot fi fie unidirecțională sau bidirecțională. Tipuri de etape de ieșire pot fi foarte diferite: cu două stări (pentru linii unidirecționale) cu trei stări (pentru linii bidirecționale) cu un colector deschis (pentru linii bidirecționale și multiplexate).

Cele mai importante semnale de control - l porți schimbul, adică semnalele generate de procesor și de a determina timpii la care transmisia se efectuează pe magistrala de date. schimbul de date. Cel mai adesea, două stroboscop de schimb diferite utilizate în autostrăzi:

Astfel, este de mare importanță, deoarece procesorul completează schimbul într-un ciclu. moment în care el ia de pe schimbul lui stroboscop. Există două moduri posibile de soluție (Figura 2.2.):

• La schimb simultană a procesorului completează schimbul de date, în mod independent, o dată pentru totdeauna prin intervalul de timp stabilit de intervalul (tvyd), adică, fără a ține seama de interesele unității de artist;
• In schimb procesor asincron completează schimbul numai atunci când aparatul confirmă Implementarea semnalului operațiuni speciale (așa-numitul modul de strângere de mână - strângere de mână).

Fig. 2.2. schimb sincronă și asincronă.

Avantajele simultană a schimbului - un protocol de comunicare simplu. un număr mai mic de semnale de control. Dezavantaje - absența garanție că contractantul efectua operațiunea solicitată, precum și cerințe ridicate privind viteza de interpret.

Avantajele asincron - o transmisie mai fiabilă a datelor, capacitatea de a lucra cu o varietate de interpreți de viteză. Dezavantajul - necesitatea unui semnal de confirmare toți interpreții, adică, cheltuielile suplimentare de hardware.

Ce tip de schimb mai rapid sincron sau asincron. Răspunsul la această întrebare este ambiguă. Pe de o parte, cu schimbul asincron este nevoie de ceva timp pentru producerea, transmiterea și semnalul suplimentar de procesarea sa CPU. Pe de altă parte, atunci când schimbul sincron trebuie să crească în mod artificial durata de schimb stroboscop pentru conformitatea cu un număr mai mare de interpreți, astfel încât acestea să aibă timp să facă schimb de informații în viteza procesorului. Deci, uneori, în linie oferă atât sincron. și asincron. și realizarea simultană a schimbului este de bază și destul de rapid și de inducție este utilizat numai pentru artiștii interpreți sau executanți lente.

Folosit pentru tipul liniei de schimb de sisteme de microprocesoare sunt împărțite în sincron și asincron.