Параллельные адаптеры

Связь с магистралью внешних устройств, оперирующих с параллельными кодами, осуществляют параллельные периферийные адаптеры (ППА). Программируемость адаптеров обеспечивает им широкую область применения.

Параллельный адаптер КР580ВВ55 (рис. 15.5, а) содержит три 8-разрядных порта: ПА, ПВ и ПС, причем порт С представлен двумя четырехразрядными каналами. Адаптер осуществляет обмен между 8-разрядной шиной данных системы и одним из трех портов, обеспечивая электрическую и временную буферизацию данных, а также их двунаправленную передачу. ИМС КР580ВВ55–аналог микросхемы 8255.

Блок управления режима чтения и записи контролирует внутренние передачи (данных, управляющих слов, слова состояния). Согласно поступающим на адаптер сигналам RD, WR. и С5 блок вырабатывает внутренние сигналы, необходимые для выполнения записи управляющего слова, записи в порты, чтения из портов, отключения от системной шины данных (перевод выходов буферов в состояние «отключено»).

Перед началом работы передачей в адаптер специальной команды инициализации (начального управляющего слова) назначаются режимы работы портов. Обращение к портам производится командами ввода (IN) и вывода (OUT). Адресация адаптера реализуется тем, что разряды А₂…А₁₅ поступающего адреса дешифрируются внешним дешифратором, формирующим сигнал выборки кристалла CS. Младшие разряды адреса А₀ и А₁ поступают непосредственно на адаптер и адресуют его регистры (четыре комбинации значений А₀ и А₁ позволяют адресовать порты А, В, С и регистр управляющего слова, находящийся в схеме управления, согласно условиям: код А₁А₀ =00 - порт А; 01 –порт В; 10–порт С; 11 – регистр управляющего слова).

Схемы управления адаптером, получив управляющее слово, организуют в портах процессы, соответствующие этому слову.

Возможны три режима работы портов: нулевой, первый и второй.

Режим 0 обеспечивает простой ввод или вывод (без стробирования) и позволяет реализовать синхронный обмен между микропроцессором и УВВ. При чтении из УВВ в режиме 0 порт не фиксирует входные данные - они должны присутствовать на его входе при действии сигнала чтения. При выводе информации она фиксируется на выходных линиях порта до ее смены в следующем цикле. В режиме 0 направление передачи для порта А, старшей половины порта С, младшей половины порта С и порта В программируется независимо, так что возможны 16 вариантов этого режима.

В режиме 1 каждая из двух групп (А и В) по 12 разрядов может быть запрограммирована на ввод или вывод, причем по 8 линий (порты А и В) отводятся для передаваемых данных. В этом режиме передачи данных являются стробируемыми и сопровождаются управляющими сигналами, которые передаются по оставшимся линиям (половина порта С). Порт С используется для передачи управляющих сигналов и разделяется между портами А и В. Особенность порта С состоит в том, что он имеет поразрядное управляемое установкой и сбросом триггеров регистра. Любой из 8 триггеров регистра может быть приведен в определенное состояние командой OUT, которая передает управляющее слово установки/сброса битов. Управление битами порта С позволяет использовать его и режимах 1 и 2 в качестве регистра, управляющего процедурами ввода-вывода. Два триггера этого регистра отводятся для запросов прерывания и фиксации разрешения прерывания, что позволяет программисту применять различные процедуры обработки прерываний.

Разряды регистра порта С при передаче сигналов управления имеют определенное функциональное назначение. На рис. 15.5, б показан пример для режима 1 при работе порта А в режиме ввода и порта В в режиме вывода. При готовности к обмену УВВ, связанное с портом А, выдает сигнал строба S ТВ_A, по переднему фронту которого информация записывается в порт А. При этом адаптер формирует сигнал IBF_A (input buffer full–входной буфер полон) и, если это разрешено командой установки/сброса прерываний, сигнал запроса прерываний INT_A. Сигнал IBF_A, запрещает внешнему устройству формировать новый строб до считывания микропроцессором содержимого буфера по переднему фронту сигнала . Задний фронт этого сигнала снимает 1 сигнал IBF_A.

Вывод информации (через порт В) сопровождается следующими управляющими сигналами. После приема в порт выводимой из микропроцессора информации сигналом ОВF_B (output buffer full–выходной буфер полон) адаптер сообщает внешнему устройству о готовности к передаче (вывод информации из микропроцессора реализуется командой OUT, при выполнении которой формируется входной управляющий сигнал адаптера по заднему фронту сигнала формируется сигнал ОВF_B). Приняв информацию, внешнее устройство сообщает об этом адаптеру сигналом ACK_B (acknowledge input - подтверждение приема), снимая при этом сигнал ОВF_B. Если разрешены прерывания, то снятие сигнала ОВF_B приведет к выработке для микропроцессора запроса прерывания INT_B. Этот запрос снимается сигналом при записи информации из микропроцессора в адаптер.

Режим 1 обеспечивает однонаправленную асинхронную передачу информации. Сопровождающий асинхронные передачи обмен управляющими сигналами между источником и приемником информации называют квитированием или рукопожатием (handshaking).

В режиме 2 порт А используется как 8-разрядный двунаправленный канал передачи информации от системной шины данных к УВВ и обратно, а пять линий порта С {РС7...РСЗ} - для передачи управляющих сигналов. Порт В в режиме 2 работать не может. Двунаправленная асинхронная передача через порт А выполняется в несколько независимых этапов: запись в адаптер с шины данных, ввод в адаптер из внешнего устройства, чтение с шины данных, вывод во внешнее устройство, которые могут выполняться в любые моменты времени вплоть до совпадения некоторых из них, По линиям управления передаются сигналы . Функционирование адаптера при выполнении указанных этапов сходно с функционированием в режиме стробируемого обмена, за исключением того, что выводимая информация присутствует на выходных шинах порта не непрерывно, а лишь при действии сигнала . Кроме того, источники запросов прерывания должны определяться аппаратно либо чтением слова состояния адаптера, так как порт вырабатывает единственный сигнал запроса как дизъюнкцию запросов при вводе и выводе.

Слово состояния адаптера представляет собой содержимое регистра порта С в режиме 1 или 2, когда порт принимает и выдает управляющие сигналы. Выполнением команды ввода IN можно передать в микропроцессор состояние адаптера, что позволяет программисту контролировать состояние ППА и при необходимости менять программу обслуживания внешнего устройства.

Итак, в ППА КР580ВВ55 возможны три режима работы портов: простой ввод или вывод (режим 0), стробируемый ввод или вывод (режим 1) и двунаправленный буфер (режим 2). Порт A может работать в любом из этих режимов, порт В - в режимах 0 или 1, а порт С - лишь в режиме 0 и только совместно с портами A или В, имеющими тот же нулевой режим. Допустимы любые комбинации совместимых режимов.