Навігація
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Головна arrow Інформатика arrow Архітектура ЕОМ і систем

ОСНОВНІ СПОСОБИ ОБМІНУ ДАНИМИ

Між центральним процесором і пристроями введення-виведення (УВВ), або зовнішніми пристроями (ВУ), відбувається обмін корисною інформацією у вигляді слів даних (Data Word - DW) і службовою інформацією у вигляді керуючих слів (Control Word - CW) і слів стану ( Status Word - SW). Службова інформація може займати значний обсяг. Тому в загальному випадку для обміну інформацією відводиться ряд портів введення-виведення (ВВ), що утворюють простір доступу до зовнішніх пристроїв. Введення і виведення завжди розглядаються по відношенню до процесора. Обмін інформацією між процесором і ВУ здійснюється за певними правилами. Сукупність правил, які називаються протоколом обміну, є основою для складаннядрайвера ВУ. Драйвер являє собою набір підпрограм, що обслуговують обмін ВУ з мікропроцесором.

Існує три основних способи обміну даними: программноуправляемий обмін, обмін з перериванням програми і обмін по каналу прямого доступу до пам'яті. Розглянемо в загальних рисах особливості кожного способу обміну.

ПРОГРАМНО-КЕРОВАНИЙ ОБМІН ДАНИМИ

Обмін ініціюється і виконується процесором за допомогою:

  • спеціальних команд введення-виведення, при цьому в форматі команди повинні міститися код виконуваної операції і номер обраного порту ВУ;
  • команд звернення до ОЗУ, при цьому кожен порт ВУ розглядається як адреса, відмінний від адрес інших осередків.

З точки зору використання допоміжних сигналів розрізняють прямий і умовний обмін.

Прямим, або безумовним, введенням-висновком називається така процедура, при якій для активізації обміну не потрібно ніяких умов і допоміжних сигналів. Прямий введення-виведення можливий тільки з зовнішніми пристроями, які завжди готові до обміну. Він є складовою частиною більш складних протоколів обміну.

Умовним введенням-висновком називається така процедура, при якій активізація обміну можлива при виконанні умови готовності до обміну ВУ.

Більшість ВУ працює асинхронно по відношенню до процесора. При асинхронному обміні інформацією важливим завданням є перевірка готовності ВУ. Тому ВУ повинно мати апаратні засоби для вироблення інформації про свій внутрішній стан. Мікропроцесор зчитує цю інформацію, передає її в акумулятор, аналізує і на основі аналізу приймає рішення про готовність ВУ. При відсутності готовності ВУ процесор переходить в стан очікування. Якщо виявлено стан готовності, то виконуються операції передачі даних. Таким способом досягається сполучення в часі роботи процесора і таких пристроїв, які за швидкодією поступаються процесору.

Таким чином, умовний введення-виведення застосовується для обміну з низькошвидкісними зовнішніми пристроями і супроводжується сигналом готовності ГтВУ, що генерується ВУ. Сигнал ГтВУ вводиться в процесор в складі слова стану і інформує його про готовність ВУ до обміну. Після завершення операції обміну сигнал готовності ГтВУ повинен бути знятий і виставлений перед новою операцією. Для цього процесор інформує ВУ про закінчення операції за допомогою сигналу підтвердження Ср. На рис. 6.12 наведені діаграми умовного введення-виведення за допомогою контролера обміну. В цьому випадку можуть бути також використані сигнали готовності Гт контролера і підтвердження ПтВУ зовнішнього пристрою.

При введенні (рис. 6.12 , а) процеси протікають в наступній послідовності:

  • • якщо сигнал підтвердження мікропроцесора (контролера) Пт = О, ВУ виставляє на шині ШВУ нові дані і сигнал готовності ГтВУ = 1;
  • • так як ГтВУ = 1, процесор дає команду на введення даних, і дані по ШД надходять в акумулятор;
  • • процесор через контролер виставляє сигнал підтвердження Пт = 1, сповіщаючи ВУ про те, чго дані введені;
  • • при Пт = 1 ВУ знімає сигнал готовності (ГтВУ = 0);
  • • при ГтВУ = 0 процесор знімає сигнал підтвердження (Пт = 0). При виведенні даних (рис. 6.12,6) процеси протікають в такій послідовності:
  • • якщо сигнал готовності контролера Гт = 0, ВУ здійснює скидання сигналу підтвердження ( ПтВУ = 0), після чого процесор на ШД виставляє нові дані;
  • • при сигналі підтвердження ПтВУ = 0 контролер встановлює сигнал готовності Гт = 1;
  • • дані по ШВУ виводяться в ВУ;
  • • при Гт = 1 ВУ знімає сигнал підтвердження ( ПтВУ = 0);

Принцип умовного обміну даними (з квотуванням)

Мал. 6.12. Принцип умовного обміну даними (з квотуванням)

• при ПтВУ = 1 процесор знімає раніше встановлений сигнал готовності (Гт - 0).

Розглянутий протокол обміну називається квитированием. Можливі два види умовного обмінах заняттям циклу і суміщеного. При обміні з заняттям циклу (рис. 6.13, я) в разі неготовності ВУ мікропроцесор знаходиться в режимі очікування; при суміщеному обміні (рис. 6.13,6) після опитування ВУ мікропроцесор повертається до виконання основної програми.

Умовний обмін з заняттям циклу (а) і суміщений (б)

Мал. 6.13. Умовний обмін з заняттям циклу ( а ) і суміщений (б)

За способом кодування розрізняють обмін даними в паралельному і послідовному коді. Необхідність передачі даних в послідовному коді обумовлена двома факторами:

  • • наявністю пристрою (наприклад, клавіатура, дисплей, телетайп), принцип роботи якого базується на використанні послідовного коду;
  • • видаленням зовнішнього пристрою від процесора на значну відстань. Справа в тому, що між окремими провідниками сполучної лінії між джерелом і приймачем інформації існує ємнісний зв'язок. Зі збільшенням довжини сполучної лінії зростає ємність між її окремими провідниками. Тому при передачі імпульсних сигналів по одному провіднику в інших провідниках наводяться перешкоди, рівень яких може бути порівнянним з рівнем корисних сигналів.

У цих умовах обмін інформацією між процесором і зовнішнім пристроєм повинен супроводжуватися перетворенням паралельного коду в послідовний код при виведенні даних і послідовного коду в паралельний - при введенні даних. Зазначені функції покладаються на контролер обміну, який зазвичай виконується у вигляді інтегральної схеми.

До достоїнств програмно-керованого обміну даних відноситься його простота, до недоліків - марна трата часу на очікування готовності ВУ і неможливість забезпечення своєчасної реакції на раптово виниклу потребу ВУ в обміні інформацією.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук