Передача информации в МПС

В МПС существует три способа передачи информации:

· асинхронный;

· синхронный;

· смешанный.

Асинхронный способ характеризуется тем, что сигналы передаются с произвольными промежутками времени.

Синхронный способ характеризуется тем, что сигналы передаются строго периодично во времени.

Смешанный способ характеризуется тем, что байты передаются асинхронно, а биты внутри байтов синхронно.

Асинхронный способ.Асинхронный способ обеспечивает передачу информации по единственной линии. Для надежной синхронизации обмена в асинхронном режиме

1) передатчик и приемник настраивают на работу с одинаковой частотой;

2) передатчик формирует стартовый и стоповый биты, отмечающие начало и конец посылки;

3) передача ведется короткими посылками (5..9 бит), а частоты передачи выбираются сравнительно низкими.

Синхронный способ.В синхронном способе передачи информации выделяют изохронный метод.

Синхронизация бывает:

· внутренняя

· внешняя

Изохронный метод.В этом методе передачи информации возможна потеря данных. Здесь сам приемник определяет какие данные принимать, а какие нет (например для звуковой информации).

Внешняя синхронизация.Сигналы синхронизации поступают вместе с данными. В этом случае форма сигналов может быть неправильной. Поэтому внешняя синхронизация используется только при передаче на небольшие расстояния, т.е. внутри платы.

Внутренняя синхронизация.Сигналы синхронизации вырабатываются внутренними схемами и поступают на все цифровые узлы.

Достоинства:

· достаточно двух линий: сигнал и земля;

· высокая частота;

· высокая надежность связи;

При синхронном методе передатчик генерирует две последовательности - информационную TxD и синхроимпульсы CLK, которые передаются на

приемник по разным линиям (Рис. 10.2.).

Синхроимпульсы обеспечивают синхронизацию передаваемых бит, а начало передачи отмечается по-разному.

При организации внешней синхронизации сигнал начала передачи BD генерируется передатчиком и передается на приемник по специальной линии (Рис. 10.2).

В системах с внутренней синхронизацией отсутствует линия BD, а на линию данных генерируются специальные коды длиной 1-2 байта - “символы синхронизации”. Для каждого приемника предварительно определяются конкретные синхросимволы, таким образом можно осуществлять адресацию конкретного абонента из нескольких, работающих на одной линии. Каждый приемник постоянно принимает биты с RxD, формирует символы и сравнивает с собственными синхросимволами. При совпадении синхросимволов последующие биты поступают в канал данных приемника.

Методы ввода/вывода и их классификация

Подсистема ввода/вывода (ПВВ) обеспечивает связь МП с внешними устройствами, к которым будем относить:

· устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и исполнительные механизмы, АЦП, ЦАП, таймеры и т.п.

· внешние запоминающие устройства (ВЗУ): накопители на магнитных дисках, "электронные диски" и др.

ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:

1) согласование форматов данных, т.к. процессор всегда выдает/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ (например, НМД) - в последовательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена. В рамках последовательного обмена осуществляется преобразования параллельного кода в последовательный и наоборот;

2) организация режима обмена - формирование и прием управляющих сигналов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих временные параметры обмена.;

3) адресную селекцию внешнего устройства.

Последовательная передача данных.При использовании последовательных линий связи на контроллеры ВУ возлагают следующие дополнительные функции. Во-первых необходимо преобразовать формат данных из параллельного формата в последовательный, поскольку при передаче данных в контроллер ВУ они поступают из системного интерфейса микроэвм в параллельном формате из последовательного в параллельный при приеме данных из ВУ; во-вторых необходимо организовать работу ВУ, реализующего синхронный или асинхронный способы обмена данными.

На рис. 10.3 представлена схема простого контроллера для последовательного синхронного приема данных из ВУ, который состоит из тех же компонентов, что и контроллер для синхронной последовательной передачи, однако здесь отсутствует генератор тактовых импульсов. Тактовые импульсы поступают от ВУ по линии "Синхронизация", сопровождая принимаемые биты. Контроллер состоит из приемо передатчиков шины данных, адреса, блока местного управления БМУ, назначение которых было рассмотрено в предыдущем параграфе.

Рис. 10.3. Последовательный прием данных

В состав контроллера входят также буферный регистр БРгА1, регистр сдвига PrCDB, трехразрядный счетчик тактов СЧТ, одноразрядный регистр РгА1 и генератор тактовых импульсов. Восьмиразрядный буферный регистр БРгА1 служит для временного хранения байта данных. В BPrAI байт данных записывается также как и в параллельном интерфейсе только при наличии единицы в РгА2. Такое состояние РгА2 указывает на готовность контроллера принять очередной байт в БРгА1. Содержимое РгА2 также используется для формирования управляющего сигнала "Готовность ВУ". При записи очередного байта в BPrAI РгА2 обнуляется.

Преобразование байта данных из параллельного формата в последовательный и передача их в линии связи производятся PrCDB посредством генератора тактовых импульсов и двоичного счетчика СЧ. По очередному тактовому импульсу содержимое PrCDB сдвигается на один разряд вправо и в линию связи "Данные" выдается значение очередного разряда.

Однозначное восприятие на приемном конце последовательной линий связи переданного бита достигается сопровождением тактового сигнала. Для этого по отдельной линии "Синхронизации" синхронно биту передается тактовый сигнал. Количество переданных в линию переданных битов подсчитывается счетчиком тактовых сигналов СЧТ. Как только в СЧТ установится код числа 7 (при этом в линию переданы 8 бит) формируется единица в РгА2, что указывает на готовность контроллера передавать очередной байт данных в системный интерфейс. Принимаемые биты из линии связи поступают на последовательный вход PrCDB и преобразуются в параллельный код с помощью PrCDB и трехразрядного СЧТ. Для чего по очередному тактовому сигналу, поступившему от синхронизатора ВУ по линии "Синхронизация” производится сдвиг содержимого PrCDB на один разряд влево одновременно в младший разряд этого регистра записывается очередной бит, поступивший из линии связи "Данные”, и увеличивается на единицу содержимое СЧТ. Как только содержимое СЧТ становится равным 7 (при этом в PrCDB принимается восемь битов информации), формируется управляющий сигнал "Запись", который осуществляет запись в EPrAI очередного принятого байта из PrCDB. Этим же сигналом устанавливается в "1" РгА2.

За время накопления восьми битов в РгСДВ содержимое БРгА1 должно быть передано в шину данных системного интерфейса МП. При этой передаче обнуляется РгА2. Это означает, что в РгСДВ принимается из линии связи очередной байт информации.

Основная литература:4 [182-199], 7 [51-82]

Дополнительная литература: 9 [236-283], 10 [35-61]

Контрольные вопросы:

1. Назовите основную функцию выполняемую интерфейсом?

2. Чем отличается последовательный интерфейс от параллельного?

3. Чем отличается асинхронный и синхронные способы передачи данных?

4. Как производится последовательный обмен информацией?

5. Чем отличается последовательная передача от параллельного?

6. Какой функциональный узел используется для соединения внешних устройств?