Принцип построения модуля ввода-вывода МП-систем. Совмещенная карта. Организация модуля вв/выв при поле адресов памяти и портов

Вопрос 28 . Принцип построения модуля ввода-вывода МП-систем.

Модуль вв./выв предназначен для сопряжения МП-ой системы с внешними устройствами (ВУ)(периферийные устр-ва:дисплеи, клавиатуры, сканеры и т.д.). в МП-ых системах связь с ВУ осуществляется ч/з порты . С программной точки порт –это адрес устройства. С т. зр. схемотекники порт- это регистр; который позволяет передавать или сохранять многоразрядные данные. Простейшие порты  вв/выв не обладают универсальностью , т. к. в процессе работы необходимо менять функции портов. Поэтому в качестве портов вв/выв используют специализированные БИС (интерфейсные). Их достоинство они программируются, т.е.  можно менять их функции.Методы адресации портов: Два принципа работы с портами ввода-вывода:1) вариант с раздельной картой адресного пространства памяти и портов.2)совмещенной картой адресного пространства памяти и портов.

По команде OUT port  или IN port  МП выдает адрес порта но только на мл. бит. 8 двоичных разрядов дают 264 комбинации  поэтому адресное пространство будет: достоинство этого метода : является простота реализации, полностью используется адресное пространство памяти и портов . Недостатки: для работы с портами  2 команды  в которых необходимо явно указывать адрес порта ,программы громоздкие, невозможно применить команды арифмет., логические для работы с портами      

2)Совмещенная карта :в этом случае  адресное пространство разделяется на две половины.

0000H

А15=0       32K  адресное простран.

памяти

32К адресное простран.                                                                                                                                       

А15=1                 портов

FFFFH

В этом случае команды  ввода и вывода не используются , а с портами работает как с памятью. Разряд А15 служит селектором (переключателем)обращения к памяти или портам. Достоинства: можно использовать любую команду. Недостаток: уменьшается адресное пространство памяти

Организация модуля вв/выв при поле адресов памяти и портов.Возможно два метода кодирования адреса:1) с использованием двоичного позиционного кода

Для декодирования используется дешифратор. Для упрощения схем используют частичное декодирование адресов. Если число портов не более8. По умолчанию А7=А6=А15=А4=А3=0

Достоинства: частичное декодирование, упрощение схем. Недостаток: возможность появления ложных адресов портов. в некоторых случаях необходимо вып-ть полное декодирование.

Достоинства: полное декодирование адреса.

2) использование унитарного кода

Резко уменьшается число портов (8).Для декодирования исп-ют инверторы кот. Вкл-тся в ША .  Достоинства: простата реализации адресного селектора.  Недостаток малое число портов( не более 8).

Организация портов ввода/вывода с совмещенной картой памяти.

В этом случае отсутствует спец команды для портов. поэтому с точки зрения МП память и порты одно и тоже . для разделения портов и памяти используют старший разряд , рассмотрим пример, когда есть один порт ввода и один порт вывода, а  для декодирования будем использовать дешифратор

А15=0-адреса памяти ; А15=1-адреса портов при этом способе стробы IOW и IOR (инверсные оба) не вырабатываются.

Вход  А15 подключен на разрешающий вывод ОЕ, при А15=0 доступ к портам блокируется.

Ввод из порта 8001Н

LDA 8000H (A)←8000H;

Вывод в порт 8001Н

STA 8001H; (8001H)←(A)