4.4 Общий магистральный канал
Особенности интерфейса. Общий магистральный канал
Для подсистем, решающих в основном задачи сбора данных с объекта в реальном времени и управления экспериментом, ЭВМ должны обеспечивать непосредственно подключение большого количества функциональных модулей для связи с датчиками и исполнительными органами объекта. Большинство микро- и мини-ЭВМ имеет структуру с общим магистральным каналом/рис.4.3 /
Рис 4.3- Общий магистральный канал
В такой структуре для соединения процессора с запоминающими устройствами /ЗУ/, устройствами ввода-вывода информации /уВВ/ и внешними устройствами связи с экспериментальной установкой /ВУ1 ,..., ВУn/ используется одна совокупность шин, называемая общим магистральным каналом /ОМК/. Все устройства ЭВМ обмениваются по ОМК числовой, адресной и управляющей информацией с помощью одного итого же набора сигналов. Следовательно, все команды обращения к памяти могут использоваться для обращения к внешним устройствам. Каждый регистр внешнего устройства, ячейки ЗУ и внутренние регистры процессора имеют адрес на магистрали. Обычно последние 4 слова адресного пространства отведены для регистров ВУ и УВВ. Следовательно, к подобным ЭВМ может быть подключено практически неограниченное число регистров внешних устройств, а от процессора требуется меньшее число управляющих сигналов.
Общий магистральный канал ЭВМ состоит из набора трех групп линий, называемых шинами адреса /ША/, данных /ЩД/ и управления /ШУ/.
Код, установленный на шине адреса /ША/, представляет собой ключ к ячейке ОЗУ, УВВ или ВУ. Каждое устройство, подключенное к ОМК, имеет дешифратор адреса. Код,установленный на ША, будет соответствовать только одному дешифратору, и, следовательно, только одно устройство будет связано с процессором в каждый момент времени. С помощью m-разрядной ША можно подключить к процессору до 2m устройств /ячеек ОЗУ, регистров УВВ ВУ/. В большинстве современных микро-ЭВМ используется 16-разрядная ША.
Шина данных /ШД/ двунаправленная n-разрядная используется для передачи данныхмежду процессором, ОЗУ, УВВ и ВУ. Разрядность ШД определяется разрядностью процессора.
С целью сокращения числа связей в микро-ЭВМ иногда совмещают шины данных и адресов, что приводит к некоторому уменьшению быстродействия из-за последовательной передачи адресов и данных по одной шине данных-адреса.
Шина управления включает проводники, по которым передаются управляющие сигналы.
Связь между устройствами, подключенными к каналу, осуществляется по принципу "активный - пассивный". В любой момент времени только одно устройство является активным и управляет обменом информацией в канале. Активным кроме процессора могут быть внешние устройства, способные работать в режиме прямого доступа к памяти /ПДП/.
При выборе ЭВМ следует иметь в виду, что в общем случае любая микро-ЭВМ может удовлетворять самым различным требованиям до тех пор, пока не учитывается еебыстродействие.
Структура интерфейса определяет количество внешних устройств, которыми можно управлять, количество логических схем, необходимых для управления, возможности прерывания основной программы и не программного обмена данными.