4. Опишите схему последовательного ацп (по выбору студента). Укажите достоинства и недостатки описанной схемы преобразования.
На время загрузки входного слова в ЦАП через последовательный порт микроконтроллера, к которому могут быть также подключены и другие приемники, на вход CS (выбор кристалла) подается активный уровень с одной из линий ввода-вывода МК. После окончания загрузки МК меняет уровень на входе CS, и, выставив активный уровень на входе LD ЦАП, обеспечивает пересылку входного кода из регистра сдвига ЦАП в регистр хранения. Время загрузки зависит от тактовой частоты МК и обычно составляет единицы микросекунд. В случае, если колебания выходного сигнала ЦАП во время загрузки допустимы, вход LD можно соединить с общей точкой схемы.
Минимальное количество линий связи с ЦАП обеспечивается двухпроводным интерфейсом I2C. Этим интерфейсом оснащаются некоторые последние модели ЦАП, например, AD5301. Адресация конкретного устройства осуществляется по линии данных.
5. Обмен данными по прерыванию между устройствами вычислительной системы. Примеры. Перечислите достоинства и недостатки данного способа обмена информацией
Этот протокол характеризует асинхронный обмен. Инициатором обмена всегда является внешнее устройство (напр. Таймер – прерывание срабатывает когда происходит переполнение таймера, UART– происходит прерывание при поступлении данных и т.д.) . Действия по управлению обменом реализованы в процедурах обработки прерываний. Эти процедуры активизируются только тогда, когда ВУ требует обмена, формируя сигнал прерывания.
Возможны две схемы обмена по прерыванию:
1)прерывание с программным опросом: внешние устройства формируют общий запрос INT. По сигналу INT процессор программно (в общей процедуре обработки прерывания) анализирует сигналы от этих устройств с тем, чтобы идентифицировать устройство, запросившее обмен, и обслужить его;
2)прерывание по вектору: идентификация внешнего устройства, запросившего обмен, выполняется аппаратно контроллером прерываний. Номер устройства (двоичный код, соответствующий номеру прерывания) передается в процессор после подачи сигнала INT и получения ответа INTA. По коду прерывания через таблицу векторов перехода активизируется нужная процедура (в данном случае процедура обмена). Этот вид обмена широко используют в многоканальных системах, однако он требует аппаратной поддержки в виде микросхемы программируемого контроллера прерываний.
Достоинство протоколов обмена по прерыванию – защищенность функционирования микропроцессорной системы от отказов во внешнем оборудовании и разгрузка процессора от непроизводительных действий по ожиданию готовности данных.
6. Обмен в режиме ПДП. Разновидности режимов ПДП. + и – этих разновидностей.ПДП (прямого доступа к памяти) - метод передачи данных без участия процессора, разработанный для передачи данных между ОЗУ и устройствами внешней памяти. В контроллере ПДП есть регистры, доступные ЦП для чтения и записи. Регистры задают порт, который должен быть использован, чтение/запись данных, число байтов, адрес.Контроллер ПДП используется для передачи данных между УВВ и памятью, из памяти в память, и из УВВ в УВВ.
Разновидности режимов ПДП:
Режим без пропусков тактов микропроцессора.
Прямой доступ осуществляется без участия процессора. Для этого используются интервалы машинных циклов, в течение которых микропроцессор не обращается к основной памяти. Процессор идентифицирует эти интервалы для КПДП специальным сигналом, означающим доступность системной шины.
Достоинством является то, что производительность процессора в этом режиме не уменьшается, но для каждого типа процессора потребуется свой контроллер ПДП, что относится к недостатку. Так же как и то, что сами передачи будут носить нерегулярный характер ввиду отсутствия у некоторых команд этих интервалов, что приведет к уменьшению скорости передачи данных в режиме ПДП.
Режим с пропуском тактов микропроцессора.
КПДП полностью ″захватывает″ системную шину на время передачи, при этом процессор отключается от системной шины и переходит в режим холостого хода. Таким образом, передачи ПДП осуществляются путем пропуска тактов процессора в выполняемой программе. При выполнении передач ПДП содержимое внутренних регистров процессора не модифицируются, поэтому его не нужно запоминать в памяти, а затем восстанавливать, как при обработке прерываний. Достоинство заключается в том, что выполнение программы осуществляется сразу после окончания ПДП. Тем не менее, в условиях интенсивных передач ПДП эффективная производительность процессора уменьшается, что является недостатком данного режима.