Связь через порты

К процессору ЭВМ обычно подключается достаточно много внешних устройств.

Это датчики, исполнительные органы, память, клавиатуры, индикаторы, печатающие и регистрирующие устройства и пр.

Внешним устройствам свойственны различное быстродействие, различный набор управляющих сигналов, различные электрические параметры, т.е. их интерфейсы (интерфейс ВУ), как правило, не совместим с системным интерфейсом ЭВМ.

Для наиболее простого соединения периферийного устройства с шиной ЭВМ следует использовать порты ввода-вывода.

Порт ввода представляет собой ряд тристабильных вентилей, а порт вывода является регистром.

Все сигналы, которые ЭВМ необходимо получить от ПУ, поступают к ней через порт ввода.

Все сигналы, которые ЭВМ должна передать ПУ, выводятся через порт вывода.

Прием и передача сигналов должны осуществляться под управлением программных средств.

Но такой способ:

- усложняет программное обеспечение;

- снижает производительность всей системы.

Если же имеются специальные аппаратные средства, автоматически выполняющие прием и передачу сигналов, программное обеспечение упрощается, а производительность системы возрастает.

Устройство (кристалл), на котором реализованы аппаратные средства интерфейса, называется интерфейсным устройством (кристаллом).

Его также называют интерфейсной картой, адаптером обмена, устройством сопряжения, контроллером обмена и пр.

Такие контроллеры (интерфейсы, адаптеры) серийно выпускаются в виде программируемых БИС.

Описание связей между ЦП, памятью и контроллерами ввода-вывода должно дать ответы на следующие вопросы:

- каков способ передачи данных (слова, байты или биты);

- каков способ передачи адреса;

- какими управляющими и/или осведомительными сигналами сопровождается передача адреса и данных;

- какие осведомительные сигналы (о состоянии внешнего устройства) пересылаются в процессор;

- как должны быть распределены во времени информационные, управляющие и осведомительные сигналы;

- какими напряжениями кодируются двоичные 0 и 1;

- с каких выводов БИС или разъема можно снять тот или иной сигнал и на какие подать;

- какой тип разъема надо использовать для подключения к процессору?

Ответы на эти и другие вопросы можно получить, ознакомившись с системным интерфейсом.

Упрощения и унификации аппаратуры сопряжения добиваются за счет введения промежуточного стандартного интерфейса параллельной или последовательной передачи данных.

В этом случае для подключения к ЭВМ различных ВУ с такими стандартными интерфейсами можно использовать одинаковые контроллеры параллельного или последовательного интерфейса.