Паралельний інтерфейс. Призначення і його структура.

Програмований паралельний інтерфейс

Призначення і структура інтерфейсу.

Програмований паралельний інтерфейс (ППІ) дозволяє організувати обмін 8-розрядними операндами між мікропроцесором і зовнішніми пристроями (ВУ) по трьох каналах. Напрямок обміну і режим роботи кожного каналу задаються програмно шляхом запису керуючого слова.

У ППІ можна виділити наступні складові частини (рис. 3.4.1):

● двонаправлений 8-розрядний буфер каналу даних (ВКД) з трьома станами;

● три 8-розрядних каналу зв’язку (КА, КВ, КС) з ВУ, причому канал КС може бути розділений на два канали КС1, КС2. У каналі КА передбачено два регістра, один з яких використовується для передачі даних з боку мікропроцесора в ВУ, інший – в зворотному напрямку. У каналах КВ, КС є по одному регістру, що забезпечує передачу даних в потрібному напрямку. Всі канали забезпечені вхідними та вихідними формувачами з трьома станами, які виконують функції буферів. Канали КС1 і КС2 використовуються для управління каналами КА і КВ;

● регістр керуючого слова

(УКР), призначений для організації обміну даними між регістрами каналів і ВУ. На його вхід подається сигнал скидання

R;

● пристрій управління

(УУ), призначене для вибору каналу і забезпечення необхідних режимів роботи. На його входи подаються такі сигнали:

• ¯Зп – для запису в регістри ППІ інформації, що надходить з мікропроцесора по шині даних ШД;

• ¯Чт – для видачі інформації з регістрів ППІ на ШД;

• А1, А0 – вмісту двох молодших розрядів шини адреси процесора, що утворюють код для вибору одного з каналів КА, КВ, КС або РУС;

• ¯ВК – вибірки кристала (мікросхеми ППІ), в якості якого при малій кількості ВУ (отже, мікросхем) можна використовувати один з старших розрядів А15 … ..А2 шини адреси.

Вихідні сигнали пристрою управління (на рис. 3.4.1 не показані) координують роботу всіх вузлів ППІ.

Загальні принципи організації обміну.

Обмін інформацією між процесором і ВУ відбувається по командам введення

(IN),

виведення

(OUT)

і поділяється на два види: обмін між процесором і ППІ і обмін між ППІ і ВУ. Розглянемо, як організовується кожен з них.

Перший вид обміну

здійснюється між шиною даних (ШД) процесора і регістрами каналів КА, КВ, КС (а також РУС при поданні інформації з процесора) ППІ за допомогою буфера каналу даних (ВКД) і внутрішньої шини даних (ВШ). Види обміну між шиною даних процесором і регістрами ППІ визначаються вхідними сигналами пристрою керування і наведені в табл. 3.4.1.

При ¯ВК =

1 буфер каналу даних знаходиться в третьому стані незалежно від значень інших вхідних сигналів. Комбінація вхідних сигналів А0 = А1 = ¯Зп = 1,

= ¯Чт = 0 є забороненою, тому що не передбачено виведення даних з РУС.

для другого виду обміну інформацією між регістрами каналів КА, КВ, КС (РУС не бере) і зовнішнім пристроєм використовується восьмирозрядному керуюче слово, яке зберігається в РУС. З його допомогою виробляється установка ППІ в один з можливих режимів роботи (режим 0, 1 або 2) для виконання каналами певних функцій і задається напрямок обміну. Нижче наведено призначення розрядів керуючого слова:

D0, D1,

D3, D4

– встановлюють відповідно канали КС1,

KB,

КС2, КА на введення інформації в канал при

Di =

1 або на висновок в ВУ при

Di

= 0

(i

= 0, 1, 3, 4). чотирирозрядний код

D4D3D1D0

визначає 16 можливих станів каналів;

D2

– встановлює канали КВ і КС1 в режим 0 при

D2

= 0 і в режим 1 при

D2

= 1;

D5, D6

– задають двухразрядний код

D6D5

для установки режиму каналів КА і К

C

2: 00 – режим 0; 01 – режим 1; 10 або 11 – режим 2;

D7

– задає місце завантаження керуючого слова: РУС при

D7 =

1 і один з восьми тригерів регістра каналу КС при

D7

= 0. У останньому випадку розряди

D3, D2, D1

керуючого слова утворюють код

D3D2D1,

який вказує завантаження тригер, а розряд

D0

задає значення (0 або 1) даних при завантаженні.

Режими роботи.

Режим 0.

В цьому режимі установка каналів КА,

KB,

КС1, КС2 на введення або виведення інформації проводиться за допомогою розрядів

D4, D1, D0, D3

керуючого слова. значення розрядів

D2, D5, D6

повинні бути рівні нулю.

Вибір виду обміну між ШД і каналами задається вхідними сигналами пристрою керування. Послідовність подачі керуючих сигналів при введенні інформації в мікропроцесор і виведення з ньо
го показана на рис. 3.4.2. Будь-які додаткові сигнали управління не формуються.

Режим 1.

Цей режим дозволяє здійснювати передачу інформації по каналах КА і КВ в різних напрямках за допомогою керуючих сигналів, що надходять по каналу КС. Можливі чотири комбінації взаємних напрямків передачі: КА, КВ – введення; КА, КВ – висновок; КА – введення, КВ – висновок; КА- висновок, КВ – введення.

На рис. 3.4.3 наведені функціональні схеми каналу КС і тимчасові діаграми для випадків, коли обидва канали КА і КВ встановлені на введення (рис. 3.4.3, а, б) або висновок (рис. 3.4.3, в, г) даних. При введенні і виведенні розряди 0-2 каналу КС задіяні для обслуговування каналу КВ, розряди 3-7 – для обслуговування каналу КА. Чи не задіяні під керуючі сигнали розряди каналу КС (6, 7 – при введенні; 4, 5 – при виведенні) можуть бути використані в якості додаткового каналу для обміну інформацією.

Установка режиму 1 задається програмно значеннями розрядів в керуючому слові. У верхній і нижній частині рис. 3.4.3, а, в наведені формати керуючих слів для операцій введення і виведення по обох каналах КА і КВ. Слід зазначити, що в режимі 1 значення розряду:

D0

не впливає на роботу ППІ, оскільки канал КС1 задіяний під управління;

D3

визначає напрямок обміну за вільними розрядами (5, 6 або 4, 5) каналу КС, якщо вони використовуються.

Розглянемо процеси, що протікають в ППІ, при введенні (рис. 3.4.3, а, б) і виведення (рис. 3.4.3, в, г) інформації по каналах КА, КВ.

Ввід данних

ініціює зовнішній пристрій посилкою в ППІ сигналу стрибає прийому (¯СПрм = 0 на рис. 3.4.3, б) на один з входів 4, 2 канали КС (рис. 3.4.3, а) після того, як дані виставлені на шину обраного каналу КА або КВ (рис. 3.4.1 – ШКА, ШКВ). За цим сигналом дані, що надходять від ВУ, записуються в регістри використовуваного для введення каналу КА, КВ. ППІ підтверджує цей факт видачею сигналу підтвердження прийому (ППРМ = 1) на висновках 5, 1 каналу КС.

Для інформування процесора про готовність ППІ до введення даних використовується сигнал запиту переривання (ЗПрв). Цей сигнал формується в каналі КС за допомогою тригерів дозволу переривання (РПрв на рис. 3.4.3, а) і з’являється після закінчення дії сигналу ¯СПрм на одному з висновків 3, 0 в залежності від обраного каналу КА або КВ.

Сигнал дозволу переривання на виході тригерів РПрв встановлюється програмно і не надходить на зовнішні затискачі каналу КС. За сигналом ЗПрв = 1 в мікропроцесорі виробляється сигнал Чт = 0, який надходить на вхід пристрою управління ППІ і ініціює передачу даних з регістрів чинного каналу КА, КВ на шину даних ШД.

По фронту сигналу ¯Чт (1 -> 0) припиняється дія сигналу ЗПрв, а по зрізу (0 -> 1) – дія сигналу ППРМ.

при виведення даних з процесора на вхід запису ППІ надходить сигнал ¯Зп = 0, за яким інформація з ШД записуються в регістри обраного каналу КА, КВ, а сигнал запит переривання знімається з висновків 3, 0 (ЗПрв = 0) каналу КС (рис. 3.4.3 , г). У каналі КС (висновки 7, 1) формується строб запису (¯СЗп = 0), що підтверджує прийняття даних від процесора, і передається на ВУ. У відповідь на цей сигнал ВУ приймає з ППІ дані і виробляє сигнал підтвердження записи (¯ПЗп = 0), який надходить на висновки 6, 2 канали КС. Переднім фронтом сигналу ¯ПЗп (1 -> 0) припиняється дія стрибає записи (¯СЗп = 1), а заднім фронтом (0 -> 1) активізується сигнал запиту переривання (ЗПрв = 1) на висновок наступного байта даних.

Режим 2.

У цьому режимі використовується тільки канал КА для двобічної передачі даних. Керуючі сигнали каналу КС в режимі 2 є комбінацією керуючих сигналів для каналу КА при введенні і виведенні в режимі 1 (рис. 3.4.4). Вільні молодші розряди 0, …, 2 канали КС можуть бути використані для управління каналом КВ в режимі 0 або 1, якщо вони задіяні. Режим 2 встановлюється за допомогою керуючого слова, формат якого наведено в верхній частині рис. 3.4.4. молодші розряди

D

0, …,

D

2 (відповідно до їх призначення в керуючому слові) обслуговують канали КВ, КС.

Процеси, які відбуваються в ППІ при обміні даними в режимі 2, схожі з процесами в режимі 1. Відмітна особливість режиму 2 полягає в наступному. У режимах 0, 1 напрямок обміну даними між ППІ і ВУ задається керуючим словом, попередньо засилають з процесора в РУС. Тому кожна зміна напрямку обміну даними вимагає тимчасових витрат. У режимі 2 сигналами ¯Чт, ¯Зп встановлюється обмін інформацією не тільки між процесором і ППІ, а й між ППІ і ВУ. Таким чином, забезпечується можливість швидкого перемикання напрямку передачі інформаці
ї в цілому між процесором і ВУ.

При подачі сигналу скидання

R

= 1 переводяться в нульове стан РУС і тригери дозволу переривання РПрв, а всі канали встановлюються в режим 0 для введення даних. Режими роботи каналів можна змінювати як на початку, так і в процесі виконання програми, що дозволяє ППІ обслуговувати різні ВУ в певному порядку. При зміні режиму роботи будь-якого каналу все регістри каналів (в тому числі і тригери дозволу переривання) скидаються. Стан ППІ в режимах 1, 2 можна контролювати за значенням розрядів регістра каналу КС на його висновках (рис. 3.4.1, рис. 3.4.4) і використовувати при складанні та реалізації програми. Для читання інформації стану використовується звичайна операція читання каналу КС. Вільні розряди каналу КС можна використовувати для обміну інформацією за допомогою операції читання або шляхом запису даних в тригери цих розрядів за допомогою керуючого слова (при

D

7 = 0).

Ссылка на основную публикацию