Программирование основных видов обмена данными

Основными видами взаимодействия ЭВМ с аппаратурой являются передача команд управления от ЭВМ к ФМ и обмен данными. Команды и данные могут передаваться в режимах синхронного, асинхронного обмена, обмена по КПДП и по прерыванию. Возможность реализации всех этих видов обмена обеспечивается аппаратными средствами.

§ Формирователями сигналов готовности в интерфейсной части ФМ.

§ Формирователем запроса на прерывание.

§ Контроллерами прерываний и обмена по КПДП в ЭВМ.

Самые главные управляющие сигналы — это стробы обмена, то есть сигналы, формируемые процессором и определяющие моменты времени, в которые производится пересылка данных по шине данных, обмен данными.

При синхронном обмене процессор заканчивает обмен данными самостоятельно, через раз и навсегда установленный временной интервал выдержки (tвыд), то есть без учета интересов устройства-исполнителя;

При асинхронном обмене процессор заканчивает обмен только тогда, когда устройство-исполнитель подтверждает выполнение операции специальным сигналом (так называемый режим handshake — рукопожатие).

Рис. 83.Синхронный обмен и асинхронный обмен.

Достоинства синхронного обмена — более простой протокол обмена, меньшее количество управляющих сигналов. Недостатки — отсутствие гарантии, что исполнитель выполнил требуемую операцию, а также высокие требования к быстродействию исполнителя.

Достоинства асинхронного обмена — более надежная пересылка данных, возможность работы с самыми разными по быстродействию исполнителями. Недостаток — необходимость формирования сигнала подтверждения всеми исполнителями, то есть дополнительные аппаратурные затраты.

Синхронный обмен.

Синхронным называют обмен, производимый по инициативе ЭВМ, в темпе, определяемом ЭВМ.

Синхронный обмен целесообразно использовать при работе с "быстрыми" устройствами. Синхронный обмен можно использовать при работе и с "медленными" устройствами, но в этом случае в программе нужно предусматривать в необходимых случаях программируемые временные задержки.

Асинхронный обмен.

Асинхронным называется обмен, производимый по инициативе ЭВМ в темпе, определяемом внешним устройством..

В качестве сигнала синхронизации обмена выступает т.н. сигнал готовности ФМ, который вырабатывается в ФМ в момент окончания им операции и фиксируется в триггерном регистре состояния. Сигналами готовности в ФМ САМАС являются сигналы Q и L.

Обмен по прерыванию

Обменом по прерыванию называют обмен, производимый по инициативе внешнего устройств. Организация обмена по прерыванию необходима в тех случаях, когда программирование процессов управления аппаратурой и/или обработки данных должно быть организовано "в реальном времени". Понятие "в реальном времени" означает, что процессы управления аппаратурой и обработки данных должны быть синхронизированы с внешними по отношению к ЭВМ событиями. Простейшим примером для системы измерения и управления является выполнение тех или иных действий (например, опроса датчиков) с синхронизацией от таймера.

Использование обмена по прерыванию особенно рационально тогда, когда жестко синхронизирована с внешними событиями должна быть только часть процессов управления аппаратурой и обработки данных. В этом случае основная часть программы, не требующая жесткой привязки к реальному времени, выполняется в том максимальном темпе, который может обеспечить ЭВМ. При появлении внешнего события основная программа прерывается на время, необходимое для обработки внешнего события, затем продолжается.

Программа обмена по прерыванию содержит три раздела:

§ Инициализации;

§ Фоновой программы;

§ Программы обработки прерывания.

Рис. 84

В разделе фоновой программы обязательным элементом является запрет прерываний от IRQx перед окончанием программы.

В разделе программы обработки прерывания должны программироваться:

a) Запоминание содержимого основных регистров ЭВМ в момент возникновения прерывания;

b) Сброс запроса на прерывание в источнике запроса;

c) Обслуживание прерывания;

d) Восстановление содержимого основных регистров ЭВМ;

e) Передача команды возврата из прерывания контроллеру прерываний ЭВМ.

Примечание: выполнение п.п. А, Г необходимо только в программах на ассемблере.

Поиск по сайту: