Реферат: Обзор процессоров и шин ПВМ начиная с 386 машин
├─┴─┴─┴─┴─┴─┴─┤ ┌──────┐ └──_│ Вентили И │ │
│ Буферный ре-│ │ R ├─────_│ │_─────┘
│ гистр прием-│_─┬_│Триггер│ └─┬───┬────┬──┘
│ ника │ │ │"Данные│ │ │ │
└─────────────┘ │ │готовы"│ ┌─┴───┴────┴──┐
‑ │ │S │ │ Регистр сос-│_──────┐
└────────┐ │ └┬──────┘ │ тояния │ │
Биты управления │ │ └────────────_└─────────────┘ │
от регистра состояния│ └────────────────────────┐ │
└─────────────┐ ┌──────┴────┐ │
├──────────────────────┐ └──────┤ Сдвиговый ├────────┘
┌────┴────┐ ┌────┴─────┐ │ регистр │
│ Логика ├───────────_│ Логика ├─────_│ приемника │
│проверки │ │ проверки │ │СР │
│паритета │ │ границы │ └───────────┘
│ │ │ кадра │ ‑
└───‑─────┘ └──────────┘ │
┌───┴─────┐ ┌──────────┐ │
│Проверка │ │Синхрони- │ │
│стартово-│ │зирующий │ │
│го бита │_───────────┤генератор ├───────┘
- 17 -
‑ Последовательный вход ‑ Частота 16хТ Рис. 4
Буквами обозначено: а - Данные готовы; б - Наложение; в - Ошибка
кадра; г - Ошибка четности; д - Буфер пере-
датчика свободен; е - Разрешение чтения слова
состояния; ж - Сброс триггера " Данные гото-
вы"
УСАПП заключен в корпус с 40 выводами и является дуплексным
устройством (т. е. может передавать и принимать одновременно).
Он выполняет логическое форматирование посылок. Для подключе-
ния УСАПП могут потребоваться дополнительные схемы, однако нет
необходимости в общем тактовом генераторе, синхронизирующем
УСАПП и то устройство, с которым установлена связь. В передат-
чике УСАПП предусмотрена двойная буферизация, поэтому следую-
щий байт данных может приниматься из процессора, как только
текущий байт подготовлен для передачи.
Выпускаются микросхемы УСАПП со скоростями передачи до 200
Кбод. Скорость работы передатчика и приемника (не обязательно
одинаковые) устанавливаются с помощью внешних генераторов,
частота которых должна в 16 раз превышать требуемую скорость
передачи. Сигналы от внешних генераторов поступают на раздель-
ные тактовые входы приемника и передатчика.
Обычно и микропроцессор, и устройства ввода-вывода подклю-
чаются к своим УСАПП параллельно. Между УСАПП действует после-
довательная связь (например по стандарту RS-232C).
- 18 -
4. MULTIBUS
Структура магистрали, обеспечивающей сопряжение всех аппа-
ратных средств, является важнейшим элементом вычислительной
системы. Магистраль позволяет многочисленным компонентам сис-
темы взаимодействовать друг с другом. Кроме того, в структуру
магистрали заложены возможности возбуждения прерываний, ПДП,
обмена данными с памятью и устройствами ввода-вывода и т. д.
Магистраль общего назначения MULTIBUS фирмы Intel представ-
ляет собой коммуникационный канал, позволяющий координировать
работу самых разнообразных вычислительных модулей. Основой ко-
ординации служит назначение модуля системы MULTIBUS атрибутов
ведущего и ведомого.
4.1 Магистрали MULTIBUS I/II.
Одним из наиболее важных элементов вычислительной системы
является структура системной магистрали, осуществляющей сопря-
жение всех аппаратных средств. Системная магистраль обеспечи-
вает взаимодействие друг с другом различных компонентов систе-
мы и совместное использование системных ресурсов. Последнее
обстоятельство играет важную роль в существенном увеличении
производительности всей системы. Кроме того, системная магист-
раль обеспечивает передачу данных с участием памяти и уст-
ройств ввода-вывода, прямой доступ к памяти и возбуждение пре-
рываний.
Системные магистрали обычно выполняются таким образом, что
сбои проходящие в других частях системы, не влияют на их функ-
ционирование. Это увеличивает общую надежность системы. Приме-
рами магистралей общего назначения являются предложенные фир-
- 19 -
мой Intel архитектуры MULTIBUS I и II, обеспечивающие коммуни-
кационный канал для координации работы самых разнообразных вы-
числительных модулей.
MULTIBUS I и MULTIBUS II используют концепцию "ведущий-ве-
домый". Ведущим является любой модуль, обладающий средствами
управления магистралью. Ведущий с помощью логики доступа к ма-
гистрали захватывает магистраль, затем генерирует сигналы уп-
равления и адреса и сами адреса памяти или устройства вво-
да-вывода. Для выполнения этих действий ведущий оборудуется
либо блоком центрального процессора, либо логикой, предназна-
ченной для передачи данных по магистрали к местам назначения и
от них. Ведомый - это модуль, декодирующий состояние адресных
линий и действующий на основании сигналов, полученных от веду-
щих; ведомый не может управлять магистралью. Процедура обмена
сигналами между ведущим и ведомым позволяет модулям различного
быстродействия взаимодействовать через магистраль. Ведущий ма-
гистрали может отменить действия логики управления магист-
ралью, если ему необходимо гарантировать для себя использова-
ние циклов магистрали. Такая операция носит название "блокиро-
вания" магистрали; она временно предотвращает использование
магистрали другими ведущими.
Другой важной особенностью магистрали является возможность
подключения многих ведущих модулей с целью образования многоп-
роцессорных систем.
MULTIBUS I позволяет передать 8- и 16 разрядные данные и
оперировать с адресами длиной до 24 разрядов.
MULTIBUS II воспринимает 8-, 16- и 32-разрядные данные, а
адреса длиной до 32 разрядов. Протоколы магистралей MULTIBUS I
- 20 -
и II подробно описаны в документации фирмы Intel, которую сле-
дует тщательно изучить перед использованием этих магистралей в
какой - либо системе.
4.2 MULTIBUS I
MULTIBUS I фирмы Intel представляет собой 16-разрядную мно-
гопроцессорную систему, согласующуюся со стандартом IEEE 796.
На рис. 5 приведена структурная схема сопряжения с магистралью
MULTIBUS I. На рисунке не показана локальная шина и локальные
ресурсы МП 80386.
Рисунок 5 расположен на следующей странице.
Рис.5
- 21 -
╔═════════════╗
┌──────────────────────────────────────_║ ║
│ ┌────────────────────────╢ ║─────┐
│ │ ┌──────────────────────╢ 80386 ╟───┐ │
│ │ │ ┌─────────\ ║ │ │ Разре-
│ │ │ │ ┌───────/ ║ │ │ шение
│ │ │ │ │ ╚═╤═╤═════════╝ │ │ байта
│ Состояние│ │ Данные │ │ Адрес │ └───────┐ │ │
│ МП 80386│ │ МП 80386│ │ МП 80386│ ┌─────┐ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
┌──┴──────┐ ┌───\─/──┐ │ │ ┌─────\─/ ──┐ │ │ ┌──\─/──┐
│Генератор│ │ Логика │ │ │ │ Дешифратор│ │ │ │Логика │
│состояния│ │S0#-S1# │ │ │ │ адреса │ │ │ │ А0/А1 │
│ожидания │ │ │ │ │ └──────┬────┘ │ │ └──┬─┬──┘
└─────‑───┘ └───┬────┘ │ │ │ │ │ │ │
│ ┌─────────┴────┐ │ │ │ │ │ │ │
┌─┴─┼─────────┬────┼─────────┼─┼──────────┘ │ │ │ │
┌────────┐ ┌─────────┐ ┌─\ /──────┐ ┌\─/─────\─/──┐
│ Арбитр │ │ Контроллер│ │ Приемо- │ │ Адресные │
│магистрали│ │ магистрали│ │передатчик│ │ фиксаторы │
│ 82289 │ │ 82286 │ │ данных │ └─────────────┘
└──────────┘ └───────────┘ └──────────┘ ‑ ‑
‑ ‑ ‑ ‑ Данные │ │ Адрес
│ │ │ │ MULTIBUS │ │ MULTIBUS
═════════════════════════════════════════════════════════════════
MULTIBUS I
- 22 -
4.3 Пример интерфейса магистрали MULTIBUS I
Один из способов организации взаимодействия между МП 80386
и магистралью MULTIBUS I заключается в генерации всех сигналов
MULTIBUS I c помощью программируемых логических матриц (ПЛМ) и
схем ТТЛ. Проще использовать интерфейс, совместимый с МП
80286. Основные черты этого интерфейса описаны ниже.
Интерфейс магистрали MULTIBUS I состоит из совместимого с
МП 80286 арбитра магистрали 82288. Контроллер может работать
как в режиме локальной магистрали, так и в режиме MULTIBUS I;
