Введение в микропроцессоры. Конспект лекций по курсу "Микропроцессорные устройства", страница 27

Рис. 3.4. Функциональная схема подключения к магистрали микросхемы параллельного интерфейса

Функциональная схема подключения к магистрали микросхемы параллельного интерфейса (рассмат­ри­ва­ется как очень распространенная) приведена на рис. 3.4. Микросхема параллельного интерфейса (IOP) имеет:

· три регистра (порта): РА, РВ, РС, входы/выходы которых могут быть подключены к датчикам/исполнительным устройствам;

· информационные входы/выходы DIO, через которые в порты IOP записываются или читаются данные. Поскольку таких входов/выходов восемь (DIO7...DIО0), то запись/чтение происходит байтами;

· два адресных входа (А1, А0), код на которых определяет адрес порта ввода/вывода. Код А1 = 0, А0 = 0 является адресом РА, код А1 = 0, А0 = 1 - адресом РВ, код А1 = 1, А0 = 0 - адресом РС, а код А1 = 1, А0 = 1 является адресом регистра управляющего слова - внутренним регистром не имеющим связи с ²внешним миром². С помощью этого регистра программист может назначить различные режимы работы портам РА, РВ и РС;

· вход выбора микросхемы CS#. Если CS# = 1, то микросхема ОЗУ не выбрана (запись/чтение портов невозможны, выход DIO находится в третьем состоянии), в противном случае (CS# = 0) микросхема ОЗУ выбрана (запись/чтение возможны);

· входы выбора операции RD#, WR#. Если RD# = 1, WR# = 0, то происходит запись кода, который присутствует на входе DIO в порт, который определяется кодом на входах А1, А0 или в регистр управляющего слова. Если RD# = 0, WR# = 1, то происходит чтение кода через выход DIO из порта, который определяется кодом на входах А1, А0 (комби­на­ция RD# = 0, WR# = 0 запрещена и ее следует избегать);

· вход начальной установки RST, при появлении сигнала высокого уровня на этом входе все порты программируются на ввод в так называемом нулевом режиме (без стробирования).

Принцип действия узла в основном совпадает с принципом действия узла ОЗУ с q = 2 (см. п. 3.3). Отличия заключаются в использовании сигналов IOR#, IOW#  вместо сигналов MEMR#, MEMW# соответственно и использования половины ША (к входам селектора адреса подключаются сигналы BABUS7...BABUS2). Отличия вызваны тем, что адреса регистров IOP располагаются в портовом адресном пространстве.

4.  ПРОЕКТИРОВАНИЕ МПС

4.1. Методика проектирования МПС

Исходными данными для проектирования будем считать следующие требования к МПС: тип процессора; необходимый объем ПЗУ - Vпзу; необходимый объем ОЗУ - Vозу; число линий параллельного интерфейса - Nпар; число линий запросов прерываний - Nint; требования к поддержке режима захвата, к поддержке последовательного интерфейса, а также прочих интерфейсных микросхем — аналого-цифровых и цифро-анало­го­вых преобразователей и т.п.; различные системные ограничения - время реакции на отдельные события, потребляемая мощность, уровень надежности и т.п.

Вообще-то, получение перечисленных выше требования является самостоятельной задачей. Дело в том, что МПС часто используются в составе более сложного оборудования (технологических установках, приборах физического эксперимента, системах управления различного назначения и т.п.). Технические задания на проектирование такого оборудования формулируются, как правило, не в терминах микропроцессорной техники, что и порождает проблему выявления требований к МПС. Алгоритм решения этой задачи трудно формализуем, поскольку зависит от множества факторов: типа оборудования, характера решаемой задачи, распределения функций между аппаратной частью и программным обеспечением и многого другого, и поэтому в настоящем пособии рассматриваться не будет.

Проектирование может быть проведено в следующем порядке:

1. Разработка небуферизированной магистрали МПС (см. п. 3.1) с учетом требований по использованию режима ²Захват²;