Знайте, Intuit, лекция, и обмен на циклите на микропроцесорна система с автобус

Резюме: В тази лекция, ние говорим за споделяне на информация относно гумите микропроцесорни системи за обмен на информация, цикли и фази на принципите за обмен синхронизация, принципите на прекъсвания и DMA.

Най-важното, което трябва да знаят на разработчика на микропроцесорни системи - това е принципа на споделяне на информация относно гумите на такива системи. Без тази не е възможно да се развие хардуерната част на системата, а не хардуер няма да се изпълняват всеки софтуер.

За повече от 30 години, които са минали, тъй като първите процесори са разработени някои правила за обмен, последвано от нови разработчици и микропроцесорни системи. тези правила не са твърде сложни, но твърдо да познават и следват ги строго необходими за успешна работа. Както се вижда, на принципите на организация за обмен на гумата е по-важна от специфичните особености на микропроцесори. Стандартна система гръбнак живеят много по-дълго от една или друга процесор. Разработчиците на нови процесори се ръководят от съществуващите стандарти в тръбопроводите. Освен това, някои системи се базират на съвсем различни процесори използват една и съща система тръба. Това е магистрала е най-важният фактор при системно микропроцесорни системи.

Обменът на информация се извършва в микропроцесорни системи обменят информация в цикъла. Чрез обмен на информация цикъл се отнася за интервала от време. през който изпълнението на един дял на операцията на автобус обмен. Например, напишете кода на данни от процесора към паметта или препращане код данни от I / O устройство към процесора. В рамките на един цикъл може да се предава също и броят на кодове за данни, дори и целия набор от данни, но това е рядко.

за обмен на информация цикли се разделят на два основни вида:

• Цикълът на запис (изход). където процесорът пише (изхода) на информация;
• чете цикъл (I). където процесорът чете (входове) информация.

Специално място е заето от циклите на директен достъп до паметта (DMA режим, ако е осигурена от системата) и заявка цикли и осигуряване на прекъсване (ако прекъсва вече са там). Когато, в бъдеще ще се съсредоточим върху тези цикли, то ще бъде изрично посочено.

По време на всяко устройство цикъл, участващи в обмена на информация, предават един на друг данни и управляващи сигнали в строго определена цел, или, както се казва, в съответствие с протокола за комуникация.

Продължителността на обменния цикъл може да бъде постоянен или променлив, но винаги включва някои периоди на системния часовник сигнал. Това означава, че дори и в идеалния случай, честотата на четене на информация процесора и честотата на регистриране на информацията, са няколко пъти по-ниски, отколкото на системния часовник.

код четене команди от паметта на системата също се произвежда с помощта на прочетените цикли. Ето защо, в случай на уникалната архитектура автобус система гръбнак заместникът прочетете цикъла команди и трансфер на цикъла (четене и писане) на данните, но комуникационни протоколи остават същите, независимо от това, което се предава - данни или инструкции. Тази архитектура dvuhshinnoy четат и пишат цикли команди или четат данни са разделени на различни гуми и могат да се извършват едновременно.

2.1. система Автобус микрокомпютър

Преди да се пристъпи към особеностите на циклите за обмен, се спирам на състава и назначаването на различни микропроцесор гума система.

автобус данни - автобус, за който е създаден на цялата система. Броят на битовете (линии) определя скоростта и ефективността на обмена на информация, както и най-големият брой на инструкции.

Автобусът за данни винаги е двупосочна, тъй като предполага прехвърляне на информация и в двете посоки. Най-често срещаният тип на крайното стъпало, за линиите на автобуса - изход с три състояния.

Обикновено, шината за данни е 8, 16, 32 или 64 бита. Разбираемо е, че за един цикъл на обмен на 64-битова шина могат да се предават 8 байта информация, както и 8-битов - само един байт. ширина автобус данни определя малко по време на магистралата. Например, когато става дума за 32-битова система гръбнак, се разбира, че тя има 32-битова шина за данни.

Контрол Bus - спомагателен автобус, контролните сигнали, които определят вида на текущия цикъл и фиксирани точки във времето, съответстващи на различни части, или етапи от цикъла. В допълнение, контролните сигнали осигуряват координация на процесора (или друг майстор линия, зададена стойност, родителска) работят памет или I / O устройства (устройство изпълнение, роби). Контролни сигнали служат също искане и предоставяне на заявка за прекъсване и предоставяне на пряк достъп.

контрол на сигналите на шината могат да се предават в положителна логика (рядко), а отрицателната логика (често). контрол на автобусни линии могат да бъдат или двупосочно. Видове изходни етапи могат да бъдат много различни: с две състояния (за еднопосочни линии) с три състояния (за двупосочни линии) с отворен колектор (за двупосочни и мултиплексирани линии).

Най-важните сигнали за управление - то портите на борсата, тоест, сигнали, генерирани от процесора и да определят часовете, в които се осъществява предаване на трансфер на данни. обмен на данни. По-често, отколкото не, две различни обмен Строб, използвани в магистрала:

По този начин тя е от голямо значение, тъй като процесорът завърши обмен в рамките на цикъла. като в този момент той сваля си обмен Строб. Има два възможни начина на разтвор (фигура 2.2.):

• В едновременен обмен на процесора завършва обмен на данни, независимо, веднъж завинаги чрез забавянето, определен от интервал (tvyd), което е, без да се вземат предвид интересите на единица-изпълнител;
• В асинхронен обмен процесор допълва обмена само когато апарата потвърждава прилагане специална операция сигнал (т.нар ръкостискане режим - ръкостискане).

Фиг. 2.2. Синхронни и асинхронни обмен.

Предимства на едновременен обмен - прост протокол за комуникация. по-малък брой управляващи сигнали. Недостатъци - липсата на гаранции, че изпълнителят извърши исканата операция, както и високите изисквания на скоростта на изпълнителя.

Предимства на асинхронни - по-надеждно предаване на данни, възможност за работа с различни изпълнители на скоростта. Недостатъкът - необходимостта от сигнал, потвърждаващ всички изпълнители, т.е. допълнителни хардуерни разходи.

Какъв тип обмен бързо синхронна или асинхронна. Отговорът на този въпрос е нееднозначен. От една страна, с асинхронния обмен е необходимо известно време, за производството, преноса и допълнителния сигнал на своя преработка на процесора. От друга страна, когато синхронен обмен има за изкуствено увеличаване на продължителността на обмен Строб за привеждане в съответствие с по-голям брой изпълнители, така че те да имат време да обменят информация в скоростта на процесора. Така че понякога в линията осигури синхронно. и асинхронно. и едновременно обмен е основно и доста бързо, и индукция се използва само за бавните изпълнителите.

Използва се за вида на градска линия на микропроцесорни системи са разделени на синхронни и асинхронни.