Тема 1.2 Общие принципы построения микро эвм

1) Протоколы обмена информации

Протокол – правило пользования интерфейсом.

Задатчик – это устройство, управляющее обменом информацией с другим устройством – исполнителем.

а) Синхронный обмен (тактируемый) сигналы – CLK.

Задатчик и исполнитель обмениваются информацией на интервале действия импульса синхронизации.

Плюсы: простота реализации, высокое быстродействие.

Минусы: постоянная длительность импульса синхронизации даёт ориентировку на самого медленного исполнителя.

б) Асинхронный протокол (не тактируемый обмен)

Это обмен с каждым исполнителем на той скорости, на которую он рассчитан. Быстродействующий исполнитель получает шину на короткое время, медленный – на большее время, а сам обмен может начинаться в произвольные моменты времени

2) Протоколы арбитража

Арбитр – это схема управления очерёдностью захвата шиной задатчиками согласно их приоритету.

Арбитраж – процедура рассмотрения запросов задатчиков на управление шиной. Арбитр устраняет конфликт на системной шине, при котором несколько задатчиков и исполнителей пытаются одновременно выполнить обмен.

Арбитром является контроллер ПДП, поэтому линиями арбитража являются:

- сигнал HOLD – запрос ПДП на захват шины.

- HLDA – подтверждение захвата шины.

- сигнал BUSY – занято, по которому арбитр указывает, что системная шина занята каким-то задатчиком.

3) Параллельная и последовательная передачи

а) Параллельная передача требует большого количества параллельных проводников между приёмником и передатчиком. Между отдельными проводниками существует электрическая ёмкость, которая возрастаем с увеличением длины шины, что ведёт к возрастанию помех – коротких выбросов напряжения. Приёмник воспринимает помеху как сигнал, поэтому длина шин параллельной передачи один-два метра, кроме того, возникают «перекосы информации» то есть неодновременное поступление всех бит в приёмник. Для борьбы с перекосами применяют синхронный протокол.

б) Последовательная передача (побитная)

- Для передачи в одном направлении используется один провод, а в двух – два. И общий провод – земля. Осуществляется в двух режимах:

1 Синхронная передача используется для передачи больших массивов информации, причём байты данных следуют один за другим побитно, а в начале и в конце массива формируется служебная информация, называемая синхросимволами, которые формирует внешний ГТИ. Для контроля правильности передачи информации используется контрольная сумма всех элементов массива и в каждом байте контроль по паритету

2 Асинхронная передача. Каждый байт следует в произвольный момент времени, то есть асинхронно. Биты в байте идут последовательно друг за другом, но в начале и в конце байта формируются дополнительные биты: стартовый бит, один или два стоповых бита и бит паритета.

Начало передачи определяется по стартовому биту (лог. 0), а конец передачи – по одному, двум стоповым битам – лог 1. и каждый байт контролируется по паритету (чёт или нечёт).

Рисунок 1 – Асинхронная передача