Общие сведен -+я и технические характеристики специализированного процессора вводаа- вывода К1810ВМ89
Микросхема К1810ВМ89 представляет собой однокристальный 20-битовый специализированный процессор ввода — вывода (СПВБ), выполненный по высококачественной n-МОП -технологии [4, 5, 15]. Кристалл микросхемы размером 5,5*5,5 мм потребляет мощность не более 2.5 Вт от источника питания напряжением +5 В. Схема выпускается в 40-выводном корпусе. Синхронизуется однофазными импульсами с частотой повторения 1—5 МГц от внешнего тактового генератора.
Процессор К1810ВМ89 (обозначаемый далее для краткости ВМ89) используется совместно с центральным процессором ВМ86ВМ88, а также К580ВМ80. Он предназначен для повышения производительности систем на базе МПК К1810 благодаря освобождению ЦП от управления вводом — выводом и осуществлению высокоскоростных пересылок с прямым доступам в память (ПДП пересылок). К основным функциям СПВБ ВМ89 относятся инициализация и управление контроллерами внешних устройств, обеспечение гибких и универсальных пересылок с ПДП. Процессор может работать параллельно с ЦП одновременно по двум каналам ввода — вывода, каждый из которых обеспечивает скорость передачи информации до 1,25 Мбайт/с при стандартной тактовой частоте 5 МГц. Организация связи СПВВ с центральным процессором через память повышает гибкость взаимодействия и облегчает создание модульного программного обеспечения, что повышает надежность разрабатываемых схем.
Процессор ВМ89 имеет два идентичных канала ввода — вывода, каждый из которых содержит 5 20-битовых, 4 16-битовых и один 4-битовый регистр. Взаимодействие каналов при параллельной работе осуществляется под управлением встроенной логики приоритетов. Процессор обеспечивает 16- битовую шину данных для связи с ОЗУ и портами ВВ. Шина адреса имеет 20 линий, что позволяет непосредственно адресоваться к памяти емкостью до 1 Мбайт. Для экономии числа выводов БИС младшие 16 адресных линий мультиплексированы во времени с линиями данных и составляют единую локальную шину адреса/данных. Четыре старшие адресные линии аналогично мультиплексированы с линиями состояния СПВБ. Чтобы сигналы этих линий можно было использовать в МПС, их обязательно демультиплексируют, либо с помощью тех же внешних схем, которые используются ЦП (в местной конфигурации), либо с помощью независимых схем (в удаленной конфигурации).
Система команд СПВВ ВМ89 содержит 53 мнемокода, причем возможности и набор команд оптимизированы специально для гибкой, эффективной и быстрой обработки данных при вводе — выводе. СПВБ позволяет сопрягать 16- и 8- битовые шины и периферийные устройства. При использовании ВМ89 в удаленном режиме пользователь программно может определить различные функции шины СПВБ, легко сопрягая ее со стандартной шиной Multibus.
Предельно допустимые условия эксплуатации БИС К1810ВМ89: температура окружающей среды 0...70 °С, напряжение на любом выводе относительно корпуса -0.3 ...+7В. Основные хар-ки по постоянному току при- ведены в табл. 1
Назначение выводов БИС К1810ВМ89
|Параметр |Значение | Условия | | |параметра Условия |измерения | | |min |мах | | |Напряжение "0" на входе, В |-0,5 |+0,8 | | |Напряхение "1" на входе, В |2,0 |6,0 | | |Напряжение "0" на выходе, В|- |0,45 |I=2,0 мА | |Напряжение "1" на выходе, В|2,4 | |I=-0.4 мА | |Ток источника питания, мА |- |350 |Т=25 С | |Ток утечки на входах, мкА |- |±10 |Uвх=5 В | |Ток утечки на выходах, мкА |- |±10 |0,45(U вых(5| | | | |В | |Напряжение "0" на входе |-0,5 |+0,6 | | |тактовой частоты, В | | | | |Напряжение "1" на входе |3,6 |6,0 | | |тактовой частоты, В | | | | |Емкость входа (для всех вы-|- | |F=1MГц | |водов, кроме ADO - AD15, | | | | |RQ/GT), пф | | | | |Емкость входа/выхода ADO - |- | |F=1MГц | |AD15, RQ/GT. пф | | | |
AD15-AD0 - входы выходы для формирования адресов и передачи данных. Функции этих линий задаются сигналами состояния до S2, SI, SO. Линии находятся в высокоомном состоянии после общего сброса, и тогда, когда шина не используется. Линии AD15—AD8 формируют стабильные (не мультиплексированные) сигналы при пересылках на 8-битовую физическую шину данных и мультиплексируются с данными при пересылках на 16-битовую физическую шину данных (таб 1). [pic]
A19/S6, A18/S5, A17/S4, A16/S3 - выходы для формирования четырех старших разрядов адресов и сигналов состояний. Сигналы адресов формируются в течение первой части цикла шины (Т1), в остальной части цикла активны сигналы состояний, которые кодируются так: S6=S5=1 - означает ПДП- пересылку; S4=0, что означает ПДП-пересылку; S4=l— цикл шины без ПДП; S3=0—работает канал 1; S3=l—работает канал 2. После такого сброса при отсутствии обращений к шине эти линии находятся в высокоомном состоянии.
ВНЕ - выходной сигнал разрешения старшего байта шины данных. Сигнал низкого (активного) уровня формируется процессором, когда байт должен передаваться по старшим линиям D15 — D8. После общего сброса и. при отсутствии обращений к шине этот выход находится в высокоомном состоянии. Сигнал ВНЕ (в отличие от аналогичного сигнала процессоров ВМ86 и ВМ87) может не фиксироваться в фиксаторе адреса, так как он не мультиплексирован с другим сигналом. S2-S0 - выходы для кодирования стояния ВМ89, определяющие действия процессора в каждом цикле работы с шиной. Они кодируются следующим образом: S2S1S0=000—выборка команды из адресного пространства ввода — вывода; 001- чтение данных из адресного пространства ввода—вывода; 010—запись данных в адресное пространство ввода-вывода; 100-выборка команды из системного пространства адресов; 101-чтение данных из системного пространства адресов; 101 — чтение данных из системного пространства адресов; 110-зщапись данных в системное пространство адресов; 111 — пассивное состояние. Код 01l—не используется. С помощью этих сигналов контроллер шины и арбитр шины формируют команды управления памятью и устройствами ввода-вывода. Сигналы формируются в такте Т4 предыдущего цикла, определяя начало нового цикла. По окончании цикла шины в такте Т3 или ТW сигналы возвращаются в пассивное состояние. После общего сброса и при отсутствии обращений к шине выходы S2, SI, SO находятся в высокоомном состоянии.
READY — входной сигнал готовности, поступающий от адресуемого устройства, которое оповещает СПВБ о том, что оно готово к пересылке данных. Сигнал синхронизируется в тактовом генераторе К1810ГФ84.
LOCK — выходной сигнал монополизации (блокировки) системной шины. Используется в многопроцессорных системах и подается на одноименный вход арбитра шины К1810ВБ89, запрещая доступ к системной шине другим процессорам. Сигнал формируется установкой соответствующего разряда регистра управления канала либо командой TSL. После общего сброса и при отсутствии обращений к шине выход LOCK находится в высокоомном состоянии.
RESET — входной сигнал общего сброса (начальной установки) останавливает любые действия СПВБ и переводит его в пассивное состояние до получения сигнала запроса готовности канала.
CLK — вход для подачи импульсов синхронизации от генератора тактовых К1810ГФ84.
СА — входной сигнал запроса готовности канала. Используется центральным процессором для инициализации СПВВ и определения задания каналам. По срезу сигнала СА опрашивается состояние входа SEL.
SEL – входной сигнал, который по первому (после общего сброса) сигналу СА определяет статус (ведущий/ведомый) СПВБ и запускает последовательность инициализации. При поступлении последующих сигналов СА сигнал SEL определяет номер канала (1 или 2), которому предназначено сообщение от ЦП.
DRQ1, DRQ2 – входы запросов прямого доступа к памяти от внешних устройств. Сигналы на этих входах сигнализируют СПВВ, что внешнее устройство готово к обмену данными с использованием канала 1 или 2 соответственно.
RQ/GT — входной/выходной сигнал запроса/предоставления шины, по которому осуществляется диалог, необходимый для арбитража шины между СПВВ и ЦП в местной конфигурации или между двумя СПВВ в удалённой конфигурации.
SINTR1, SINTR2 – выходные сигналы запросов прерываний от каналов 1 и 2 соответственно. Обычно они передаются на вход ЦП через контроллер прерываний К1810ВН59А. Используются для сигнализации о том, что произошли задаваемые пользователем (программистом) события.
ЕХТ1, ЕХТ2 — входы сигналов внешнего окончания прямого доступа для каналов 1 и 2 соответственно. Они вызывают окончание текущей ПДП- пересылки в канале, который запрограммирован для анализа окончания ПДП по внешнему сигналу.
Структура СПВБ
Внутренняя структура СПВВ подчинена его основному назначению - выполнять пересылки данных без непосредственного вмешательства ЦП, который связывается с СПВБ только для инициализации и выдачи задания на обработку. В обоих случаях ЦП предварительно готовит необходимое сообщение в памяти и затем с помощью сигнала запроса готовности канала активизирует СПВБ ВМ89 на выполнение действий, определенных в сообщении. С этого момента СПВВ работает независимо от ЦП. В процессе выполнения задания или по его завершении СПВБ может связаться с ЦП с помощью сигнала запроса прерывания.
Процессор может обращаться к памяти и устройствам ввода — вывода (УВВ), размещенным в системном пространстве адресов емкостью 1 Мбайт или в пространство ввода – вывода ёмкостью 64 Кбайт (рис 4.2). Хотя СПВВ располагает только одной физической шиной данных, удобно полагать, что в системное пространство он обращается по системной шине (СШ) данных,
[pic]
.
Рис 3. Использование СШ и ШВВ в местной (а) и удалённой (б) конфигурации
Структура процессора ввода — вывода (рис 4) включает несколько функциональных узлов, соединённых 20-битовой внутренней шиной для получения максимальной скорости внутренних пересылок. (В отличие от 16-битовой внешней шины по внутренней шине осуществляются пересылки как 16-, так и 20- битовых значений адресов и данных.)
Общее устройство управления (УУ) координирует работу функциональных узлов процессора. Все операции (выполнение команд, циклы пересылки с ПДП, ответы на запрос готовности канала и др.), выполняемые СПВВ, распадаются на последовательности элементарных действий, которые называются внутренними циклами. Цикл шины, например, составляет один внутренний цикл; выполнение команды может потребовать нескольких внутренних циклов. Всего насчитывается 23 различных типа внутренних циклов, каждый из которых занимает от двух до восьми тактов CLK (без учета возможных состояний ожидания и времени на арбитраж шин). Общее УУ указывает для каждой операции, какой функциональный узел будет выполнять очередной внутренний цикл. Например, когда оба канала активны, общее УУ определяет, какой канал имеет более высокий приоритет, либо, если их приоритеты равны, осуществляет управление попеременной работой каналов. Кроме того, общее УУ осуществляет начальную инициализацию процессора, для чего используется программно недоступный регистр ССР — указатель блока параметров.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
