И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Параллельный интерфейс предназначен для ввода — вывода ин­формации байтами или более длинными словами (2...8 байт). Для осуществления обмена интерфейс должен осуществить следующие операции:
а) произвести дешифрацию своего адреса, т. е. обнаружить, что процессор или другое устройство обратились именно к данному модулю;
б) произвести дешифрацию кода команды, т. е. настроиться на ввод или вывод информации;
в) произвести обмен данными и управляющими сигналами, под­тверждающими обмен, между соответствующими шинами и устройством, которое обслуживает данный интерфейс.
Первая задача решается блоком дешифрации адреса. Этот блок вырабатывает сигнал, разрешающий работу устройства, адрес которого появился на шине А. Для определенности предположим, что адресная шина рассматриваемой системы — 16-разрядная. В этом случае можно адресовать 2¹⁶=65536=64 К ячеек памяти и периферийных устройств. Адресное устройство системы распределено между ОЗУ (48 К), ПЗУ (около 16 К) и остальными модулями, число которых не превышает 16. Один из вариантов присвоения адресов отдельным устройством приведен в таблице 5.1.

Таблица 5.1

			Адре	с			Устройство
16		0		двоичный
ООО	00	ООО	0000	0000	0000	0000	\ОЗУ (48 К)
BFFF	49	151	1011	1111	1111	1111	)
СООО	49	151	1100	0000	0000	0000	->ПЗУ (16К—16)
FFFF	65	519	1111	1111	1110	1111	}
FFF0	65	520	1111	1111	1111	0000	^Накопитель на дисках (ВЗУ-1)
FFF1	65	521	1111	1111	1111	0001	Накопитель на лентах (ВЗУ-2)
FFF2	65	522	1111	1111	1111	0010	Дисплей (Д)
FFF3	65	523	1111	1111	1111	ООН	Устройство печати (УП)
FFFE	65	534	1111	1111	nil	1110	Шаговый двигатель (ШД)
FFFF	65	535	1111	1111	1111	1111	Цифровой измерительный прибор (ЦИП)

Примечание. В таблице приведены двоичные, десятичные и шестнадцати­ричные коды адресов ячеек ПЗУ, ОЗУ и внешних устройств. Двоичный шест­надцатиразрядный код для удобства чтения разбит на четыре тетрады (четверки). Этот код достаточно нагляден, но очень громоздок. Поэтому рядом приводится более употребительная запись адресов в виде четырехразрядного шестнадцатирич­ного кода. Каждый разряд этого кода (эквивалентный тетраде двоичного кода) может принимать значения от О^до 15, для обозначения которых используются шестнадцатиричные цифры: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, А, В, С, D, Е, F.






Дешифровать эти адреса можно с помощью комбинационных узлов, схемы которых приведены на рисунке 5.2. Читатели, знакомые с работой логических элементов и дешифраторов, сумеют само­стоятельно убедиться в том, что сигнал (нулевой уровень), раз­решающий работу одного из модулей, появится на выходе соот­ветствующего узла только при кодах, указанных в таблице 5.1. При анализе можно воспользоваться логическими выражениями, описывающими работу этих узлов:
ОЗУ = Айумь-
ПЗУ=Л14ч415-_(Л4.Л5-Л6-Л7-Л8.Л9-Л10-Л11.Л12.Л13);
ВЗУ-1=Л0.Л1-Л2-ЯЗ.(Л4-Л5-...-Л15);
ВЗУ-2=Л0-Л1 -Л2-Ж3-(Л4-Л5-... -Л 15);
ЦИП=Л0-Л1.Л2-ЛЗ.(Л4-Л5...,.Л15).
Вторая задача — настройка интерфейса на ввод или вывод ин­формации — решается при помощи двунаправленных формирова­телей данных— так называемых шинных формирователей (ШФ). Основу ШФ составляют элементы с тремя выходными состояниями (рис. 5.3, а). В этих элементах при У=1 выход Q может принимать два обычных состояния 0 или 1 (т. е. Q=X), а при Y—О наступает третье состояние с высоким выходным сопротивлением. По существу, третье состояние означает обрыв вывода выхода, который отклю­чается как от общего провода, так и от источника питания. Встречно­параллельное соединение двух элементов с тремя состояниями (рисунок 5.3,6) дает одну ячейку шинного формирователя. При Y— 1 имеем Ь=а, т. е. происходит ввод информации с двуна­правленной шины а в устройство, подключенное к шине b (элемент D1 работает, a D2 в третьем состоянии). При У=0 имеем а—с, т. е. происходит вывод информации от устройства, подключенного к шине с, в двунаправленную шину а (работает D2, a D1 — в третьем состоянии).
В интегральном исполнении выпускаются четырехразрядные шинные формирователи К589АП16 и К589АП26. Первый из них





К 589АП16

вм-	з/ч	Передана информации
0	0	от С к а
0	1	от а к ь
1	0.1	отсутствует

5.3

передает сигналы без инверсии (Q=A), а второй инвертирует сиг­налы (Q=X). Структурная схема формирователя К589АП16 при­ведена на рисунке 5.3, в, а условно-графическое обозначение — на рисунке 5.3, г. Управление ШФ осуществляется двумя сиг­налами:
ВМ — выбор микросхемы, т. е. разрешение работы при низком уровне, поступающем от дешифратора адреса;
З/Ч — запись (ввод — высоким уровнем) или чтение (вывод — низким уровнем).
§ 5.2. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ
Запоминающие устройства (ЗУ) цифровой техники предназначены для записи, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифрового кода. Основные характеристики ЗУ — информационная емкость и быстродействие. Эти характеристики противоречивы: при улучшении одного параметра неизбежно ухудшается другой. По­этому в цифровой технике одновременно используется несколько ЗУ с различными характеристиками: сверхоперативные (СОЗУ) с малой емкостью (всего несколько слов), но с быстродействием, сравнимым с быстродействием логических элементов (десятки нано­секунд); оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) с емкостью в тысячи слов и быстродействием в сотни наносекунд, сравнимым с быстродействием основных узлов (сумматоры, преобразователи кодов); внешние запоминающие устройства (ВЗУ) с емкостью в миллионы слов и средним временем выборки данных от 0,2 до 20 с.
СОЗУ и ОЗУ в современных устройствах выполняются в виде полупроводниковых БИС, а ВЗУ — это электромеханические ус­тройства с магнитным носителем информации (т. е. магнитофоны с магнитными дисками или лентами).
В процессе работы вычислительной техники происходит изме­нение информации (считывание и запись новой) в ОЗУ, СОЗУ и ВЗУ. Однако есть и такая информация, которая не должна меняться, например различные константы, цифровые коды букв русского или латинского алфавита, таблицы функций, типовые программы и т. д. Такую информацию записывают в БИС постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) при изготовлении устройства, а при работе она только считывается. Большие объемы неизменной информации запи­сывают во внешние ПЗУ (ВПЗУ), в качестве которых начинают применять оптикоэлектромеханические устройства с однократной записью информации на оптические диски.