6. Контроллер прямого доступа к памяти:

Ввод вывод в режиме прямого доступа к памяти(ПДП) использует канал прямого доступа к памяти, по которому массивы данных передаются непосредственно между периферийным устройством и ОП, минуя микропроцессор. Это позволяет достичь наибольшей скорости передачи, меньшей загруженности процессора, но требует специального контроллера. Процесс передачи данных происходит следующим образом: периферийное устройство посылает контроллеру запрос, который затем транслируется в микропроцессор. При этом МП прекращает работу по выполнению текущей программы, переводит свои буферные регистры, подключенные к шине адреса и шине данных, в высокоимпедансное состояние и прекращает выработку управляющих сигналов. В счетчик КПДП заносится адрес ячейки памяти, с которой начинается массив данных и число слов в нем, а также взводится счетчик циклов. Адрес ячейки затем выдается на шину адреса и начинается обмен. При передаче каждого слова содержимое счетчиков в контроллере изменяется на единицу, и обмен данными производиться автоматически до тех пор, пока не обнулится счетчик. Запрос затем снимается, и микропроцессор возобновляет обработку приостановленной программы.

Контроллер ПДП выполняет следующие функции:

• Управление инициируемой процессором или устройством передачей данных;

• Задание размера блока данных, который подлежит передаче и области памяти, используемой при передаче;

• Формирование адресов ячеек ОП, участвующих в передаче;

• Подсчет числа единиц данных, передаваемых от ПУ в ОП или обратно, и определение момента завершения заданной операции ввода-вывода.

Реализуем контроллер ПДП на микросхемах серии Am2900. Выбор обусловлен приемлемыми временными характеристиками (согласованность с остальными блоками), гибкостью и универсальностью работы. Т.к. в системе используются 32-разрядные адреса и данные, то придется каскадировать микросхемы. В качестве генератора адреса используется микросхема Am2940, которая состоит из следующих блоков: 3-разрядного управляющего регистра; 8-разрядного счетчика адреса; 8-разрядного регистра адреса; 8-разрядного счетчика слов; 8-разрядного регистра количества слов; блока обнаружения конца пересылки; 8-разрядного мультиплексора данных с выходными буферами с тремя состояниями; выходных буферов адреса (с тремя состояниями). В качестве устройства управления последовательностью микрокоманд была выбрана микросхема Am2910, позволяющая реализовать все необходимые функции данного контроллера и, к тому же, обладающая высоким быстродействием.

Структурная схема контроллера ПДП приведена на рис.2.

6. Разработка структурной схемы центрального процессора:

На данный момент рассмотрены все пункты для разработки структурной схемы микропроцессора. Микропроцессор - это программно-управляемое электронное устройство, предназначенное для цифровой обработки информации и управления процессом этой обработки, и реализованное в виде одной или нескольких интегральных микросхем (ИМС). Его можно представить в виде совокупности операционного и управляющего блоков (ОБ и УБ).