Место и роль ЭСПУ станками, промышленными роботами, программируемых контроллеров, их задачи и функции, страница 11

1)  прерывание с опросом;

2)  прерывание по вектору.

В первом случае для обнаружения источника прерывания производится последовательность опросов всех ВУ, пока не будет найдено нужное.

Прерывание по вектору производится непосредственно от ВУ без опроса других ВУ. Для этого каждое обслуживаемое устройство может иметь отдельный вход МП, а совокупность таких входов составит вектор прерывания.

Цикл обращения к магистрали начинается с появления сигнала ТПР со стороны ВУ. МП реагирует на этот сигнал, последовательно устанавливая сигналы ВВОД и РПР. ВУ снимает сигнал ТПР, помещает адрес вектора прерывания на шину АД, включает сопровождающий сигнал ОТВ. МП по сигналу ОТВ принимает адрес вектора прерывания и удаляет сигнал ВВОД, а затем снимает разрешение прерывания РПР. ВУ по сбросу сигнала РПР и ВВОД прекращает передачу адреса вектора  и убирает сигнал ОТВ. МП сохраняет свое текущее состояние в стеке и загружает новое из вектора прерывания, после выполняет подпрограмму обслуживания. Выход из подпрограммы осуществляется программным способом.

Особенностью передачи данных по каналу прямого доступа к памяти состоит в том, что ВУ связывается с памятью непосредственно, минуя внутренние регистры МП. Передача данных происходит по мере выполнения следующих действий:

1)  ВУ формирует запрос на предоставление канала и передачу данных

2)  МП вырабатывает подтверждающий сигнал

3)  С помощью внешней логической схемы осуществляется адресация памяти

4)  Происходит один цикл обмена данными, передача завершается и МП снова управляет шинами.

Режим ПДП определен протоколом, в котором контроллер, запрашивает магистраль, передает сигнал ЗМ МПу. МП  вырабатывает сигнал РЗМ и запрещает другие циклы обращения к магистрали. Затем сигнал ЗМ снимается контроллером, если отсутствуют сигналы ОБМ и ОТВ от предыдущего цикла, контроллер формирует сигнал ПЗ и становиться хозяином магистрали, приступая к обмену данными с памятью. При этом МП убирает сигнал РЗМ. Сигнал ПЗ контроллером снимается по окончанию цикла обмена, после чего магистраль возвращается МП, который и распоряжается ею по своему усмотрению.

Архитектура микропроцессорных УЧПУ.

Аппаратную основу УЧПУ составляют МПТ и некоторые специальные аппаратные решения, свойственные ЧПУ. Ядром устройства является один вычислитель или группа вычислителей. Вычислитель строится на МП. Организация вычислителя в большинстве случаев описывается моделью фон Неймана. В заданной структуре можно выделить операционное устройство (исполнительную часть вычислителя), устройство управления, запоминающее устройство, интерфейс ввода-вывода, генератор. Все устройства соединены между собой шинами.

АЛУ предназначено для аппаратного исполнения простейших операций, таких как сложение, вычитание, пересылка, логические операции и т.д. Более сложные действия выполняются с помощью микропрограмм и подпрограмм. Признаки операций, реализуемых АЛУ, а также признаки состояния МП хранятся в регистрах состояний. Число РОН может достигать 64, причем конкретное число определяет возможности МП. Функции специальных регистров (счетчик программ, указатель стека, регистр адреса, регистр признаков) обширны. Устройство управления на основании кода операции команды формирует внутренние сигналы управления. С помощью интерфейса отдельные устройства МП соединяются между собой, а также с памятью и ВУ. МП функционирует синхронно с генератором тактовых импульсов. Одна команда выполняется за один или несколько машинных циклов, а каждый машинный цикл состоит из нескольких тактовых импульсов. Процесс обработки информационных слов зависит от конкретного МП. Упрощенно это выглядит так. Данные в АЛУ поступают из регистров МП, из памяти, с ВУ. Во многих процессорах данные поступают через аккумулятор, туда же передаются и результаты, выполняемых операций. После завершения операций слова перемещаются во внутренние регистры, в память или к ВУ.