Построение модуля центрального процессора Основным

Построение модуля центрального процессора

• Основным и центральным блоком МПС является ядро МПС в составе самого МП и шинных формирователей, которые обеспечивает согласование нагрузок в МПС. • По техническим условиям эксплуатации нагрузочная способность выводов МП не должна превышать нагрузки одного входа элемента ТТЛ. Поэтому необходимы внешние шинные формирователи • В первую очередь для построения модуля ЦП необходимо обеспечить синхронизацию работы системы и согласование работы с ЦП с системной шиной. Для синхронизации используется внешний генератор.

Внешний генератор

Для согласования нагрузки различных устройств ипользуется буферные регисты структура которых показана на рисунке, которые служит основой шинных формирователей.

Однако практические задачи, решаемые МС, требуют подключения памяти, дешифраторов, связных адаптеров и т. д. , что значительно превышает допустимую нагрузку выводов микропроцессора. Поэтому для увеличения нагрузочной способности микропроцессора в шины адреса и данных встраивают специальные буферы, выполненные на ИС, которые называются шинными формирователями (ШФ).

С точки зрения разрядности предпочтение следует отдать ШФ серии К 580. Корпус 8 -разрядного ШФ К 580 ВА 86 имеет информационные выводы А 0 -А 7 и В 0 -В 7, вывод Т, логическое содержание которого определяет направление передачи информации, и вывод OE (выборки кристалла). Формирование шины адреса системы. Шина адреса МС на базе микропроцессора i 8086 является однонаправленной 20 -разрядной. Поэтому для ее буферирования необходимо использовать три корпуса ИС К 580 ВА 86. На рисунке показана схема включения трех ШФ для образования ША системы.

Схема модуля центрального процессора

Шинные формирователи адреса • Поскольку направление передачи в ША системы происходит в одном направлении, а выводы канала А шинного формирователя предпочтительно подключить к микропроцессору, то ШФ должен быть включен в режим для передачи данных из канала А в канал В, для чего на вывод Т необходимо подать сигнал высокого уровня. Это достигается подключением к выводу Т источника питания +5 В через резистор 1 к. Ом. Вывод ВК формирователей можно объединить и подключить к общему выводу платы.

Шинные формирователи данных • Шина данных системы служит для передачи 16 разрядных данных в двух направлениях: от МП к ВУ и в обратном направлении. Поэтому буфер шины данных, реализованный на двух микросхемах К 580 ВА 86, должен иметь возможность переключения направления передачи данных. Для этой цели удобно использовать сигналы микропроцессора ПМ - прием и ВД - запись. В режиме приема высоким уровнем сигнала ПМ формирователь обеспечивает передачу данных из канала В и шины данных в микропроцессор. В режиме записи низким уровнем сигнала ПМ на входе Т формирователь изменит направление передачи данных, и данные будут передаваться от микропроцессора в шину данных системы.

Интерфейсы ввода/вывода • Все внешние устройства требуют для своего функционирования определенного набора управляющих сигналов, протокола обмена и способа обмена с ЭВМ и поэтому шины обмена информацией подключаются не непосредственно к периферийному устройству, а через интерфейс, структура и принцип работы которого определяется совместимостью компонентов. • Сложность интерфейса в значительной мере определяются быстродействием, архитектурой процессора, электрическими характеристиками. Таким образом, под интерфейсом будем понимать совокупность программных и аппаратных средств, с помощью которых компоненты системы объединяются с целью решения требуемых задач.

Передача информации в МПС В МПС существует три способа передачи информации: • асинхронный • 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 • Внутренняя синхронизация. Сигналы синхронизации вырабатываются внутренними схемами и поступают на все цифровые узлы. • 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.