Разрабатываемый блок. Сопроцессор ввода-вывода.
Сопроцессор ввода/вывода ориентирован на архитектуру с разделяемой
ОП (между ЦП и другими устройствами). Основное отличие сопроцессора
в/в от контроллера ПДП (Прямого Доступа к Памяти) в том, что он сам
может читать команды из ОП без участия ЦП.
Для СПВВ - есть программа в/в (канальная программа) и он инициирует запрос ЦП (прерывание) только после завершения выполнения этой программы, в то время как КПДП инициирует запрос на прерывание после выполнения каждой команды
(инструкции). СПВВ повышает эффективность использования ЦП.
Команды от ЦП к СПВВ:
- Начать в/в;
- Остановить в/в;
- Проверить канал;
- Проверить ввод/вывод;
Формат команды ЦП для ВВ.
КОП Номер канала Номер ПУ
КОП - код операции (начать/остановить в/в);
Номер канала - номер канала ввода/выводы ( сопроцессора );
Номер ПУ - номер периферийного уст-ва, подключенного к данному каналу;
В команде “Начать в/в”, кроме того, нужно указать адрес первого УСК(Управляющее слово канала), но этот адрес не указывается непосредственно в команде, а хранится в АСК(адресное слово канала), которое в свою очередь находится в определенной ячейке ОП.
Формат управляющего слова канала УСК.
Приказ Адрес данных Сч.данных Флаги
Флаги - ( в мин. составе ЦД, ЦО, УБ, ПИ, ПР)
ЦД – указатель цепочки данных;
ЦО - указатель цепочки операций;
УБ – указатель блокировки;
ПИ – указатель пропуска информации;
ПР – указатель прерывания;
Счетчик данных - ( размер передаваемого блока данных );
Адрес данных - ( адрес данных или точки перехода );
Приказ - ( приказ пер-му уст-ву или команда канала);
Формат адресного слова канала АСК.
( находится в зарезервированной области ОП):
Ключ программы Адрес УСК
Формат слова состояния канала ССК.
Адрес последнего УСК Байт сост. ПУ Байт сост. Канала Сч. данных
Сопроцессор в/в работает с физическими адресами ОП (не с виртуальными). Физический уровень управления сопроцессором в/в пользователю не доступен.
Мультиплексный режим – несколько ПУ разделяют во времени канал в/в, каждое из параллельно работающих с данным каналом ПУ связываются с каналом на короткие промежутки времени(сеансы связи). Во время сеанса связи одного из устройств с каналом другие устройства могут выполнять работу, не требующую использования средств канала (например, печатать очередной символ, или считывать символ с носителя информации). Если несколько ПУ подготовились к очередному сеансу связи и запрашивают обслуживание со стороны мультиплексного канала, то канал выбирает ПУ с наивысшим приоритетом. Мультиплексный канал предназначен главным образом для работы со сравнительно медленными устройствами, способными ждать обслуживания без потери информации.
Средства канала, выделенные для обслуживания отдельных устройств, принято называть подканалом. Число подканалов определяет максимальное число одновременно работающих с данным каналом ПУ. Физически подканал реализуется в виде участка памяти, в котором хранятся параметры операции в/в, выполняемой данным устройством.
Когда сопроцессор заканчивает сеанс связи с ПУ, то он записывает в подканал для данного устройства все регистры необходимые для дальнейшей работы с ним. Потом по номеру активного подканала, полученного из ПУ, сопроцессор находит подканал для следующего, в очереди на обслуживание ПУ и загружает в регистры информацию.
Описание блоков сопроцессора В/В:
Рг. НАП - принимает номер активного подканала;
от процессора или от ПУ через регистр СИ;
Рг. КВВ - принимает команду В/В;
Блок Сч.Д - хранит и модифицирует значение не переданных байт,
формирует сигналы Z – пуст и < C - меньше размера слова;
Блок ТАД - хранит и модифицирует значение текущего адреса
данных в ОП;
Рг. КОУ - хранит код операции ( приказ ПУ ) и флаги;
Рг. ССК - хранит слово состояния канала;
Блок АУСК - хранит и модифицирует адрес следующего
управляющего слова канала;
Сч.Б - управляет СИ (определяет место куда считывать байт),
формирует сигнал OV - переполнение;
BuFReG- буферный регистр для промежуточного хранения данных;
Рг. СИ - регистр связи с интерфейсом ПУ;
УУ - устройство управления каналом выполняет функции
синхронизации, а также записи и считывания информации
для всех регистров, которые адресуются в канале;
Интерфейс памяти - обеспечивает взаимодействие с ОП;
Память подканалов - участок памяти, в котором хранятся параметры
операции ввода/вывода, выполняемой данным устройством:
текущие значения адреса и счетчика данных, код и флаги,
адрес следующего УСК, регистр СИ, счетчик Байт;
Рис. 8. Функциональная схема мультиплексного сопроцессора
По шине через регистр СИ между ВУ и сопроцессором передаются различные
Данные. Для определения, какие именно данные существует линия признака.
Признаки канала:
Адрес – сигнал, который используется для установления связи с определенным контроллером;
Управление – сигнал, который задает операцию подключенному контроллеру.
Информация – сигнал для передачи данных в ВУ.
Признаки ВУ:
Адрес – сигнал, с помощью которого отвечающий контроллер подтверждает, что он выбран;
Управление – сигнал, посредством которого контроллер выдает информацию о текущем состоянии или о состоянии, полученном в результате предыдущих действий;
Информация – сигнал, с помощью которого контроллер передает в сопроцессор данные;
Линии управления опросом. В состав линий опроса входят две входные и две выходные линии Сопроцессора. Эти линии используются как для установления начальной связи, так и для связи во время выполнения команды. Линии взаимной блокировки. Сигналы “работа” сопроцессора и “работа” контроллера. Для указания, что сопроцессор работает нормально, и контроллер работает и блокирует работу других контроллеров. Специальные линии. Для обеспечения взаимной синхронизации, измерения времени и.т.д.