Способы обмена данными между устройствами МП-систем

В качестве устройств ввода и вывода могут использоваться клавиатура, дисплеи, преобразователи информации, линии связи и т. п. Для подключения их к системной шине требуются определенные технические и программные средства – соответствующие устройства сопряжения, сигналы, система команд. Эти средства объединяются интерфейсом ввода – вывода.

Обмен данными с периферийными устройствами может осуществляться в программно-управляемом режиме либо способом так называемого прямого доступа к памяти (ПДП). Программно-управляемый режим обмена с

периферийным устройством организуется просто по программе, которая хранится в памяти, при программно-управляемой передаче данных микропроцессор на все время операции обмена отвлекается от выполнения основной программы, все ведет к снижению производительности МП-системы.

Способ прямого доступа к памяти осуществляется путем отключения микропроцессора от шины адреса и данных (переходя в режим захвата). Обмен между ПУ и ОЗУ осуществляется непосредственно. Прямой доступ к памяти резко повышает предельную скорость ввода-вывода информации и общую производительность МП-системы, делает ее более эффективной для работы в системах реального времени.

Программно-управляемый способ обмена данными может быть реализован на основе принципа синхронной и асинхронной передачи, инициируемой микропроцессором, и передачи данных с прерыванием программ, инициируемой периферийными устройствами.

Синхронная передача данных предполагает, что при каждом выполнении встречающихся в программе команд обмена ввод (IN) и вывод (OUT) ПУ готово к выдаче на шину данных байта, запрашиваемого микропроцессором, или готово к приему с шины данных байта, выданного на эту шину микропроцессором (рисунок 50). Сопряжение с ПУ обеспечивают буферные регистры (RG) 1 и 2. Регистр 1обеспечивает связь МП-системы с устройством вывода, регистр 2 – с устройством ввода. Дешифратор (DC), получая с шины адреса номер ПУ, обеспечивает уровень логической единицы на входе регистра 1.

Далее с приходом, из шины управления сигнала вывода (Выв) регистр устанавливается в состояние, в котором поступающий с шины данных байт принимается в регистр. Содержимое регистра в этом состоянии постоянно передается к ПУ. Если дешифратор выбирает регистр 2, то при поступлении сигнала ввода (Вв) выход регистра выводится из третьего (выключенного) состояния и его содержимое передается на шину данных. Прием информации в регистр осуществляется от устройства ввода при подаче строба приема на вход С регистра.

При асинхронной передаче, прежде чем производить обмен данными, микропроцессор выясняет готовность ПУ к такому обмену. Если периферийное устройство не готово к обмену, то микропроцессор повторяет чтение его состояния. Если оно готово к обмену, то осуществляется передача данных между микропроцессором и ПУ.

Рисунок 50 – Обмен данными между блоками микропроцессорной системы