Програмно керований обмін інформацією

Між ядром машини і периферією реалізуються наступні види програмно керованого обміну інформацією:

· синхронний і асинхронний обміни в послідовних і паралельних двійкових кодах, що виконуються за схемою, зображеною на рис. 7.4а;

· з перериванням програми за запитом ПП.

Рис. 7.4. Синхронний обмін: а – схема, б – алгоритм; в, г – послідовний обмін без стробування; д, е – паралельний обмін із стробуванням

При синхронній передачі джерело інформації ДІ завжди готове до обміну відповідно до алгоритму (рис. 7.4б). Джерело інформації виставляє і утримує значення даних на лінії послідовного обміну Л_об протягом часу τ, який складається з тривалості затримки розповсюдження сигналу на лінії, його розпізнавання і фіксації в регістрі приймача ПІ (рис. 7.4в, г)

При синхронному паралельному обміні часто використовують сигнал квитування, який передається і приймається по окремій лінії Л_К і визначає інтервал часу надійного приймання даних приймачем (рис. 7.4д, е).

Рис. 7.5. Асинхронний обмін: а – алгоритм; б – схема; в – тимчасові діаграми роботи з квантуванням

Основним недоліком синхронного і асинхронного обміну є значне завантаження процесора операціями введення-виведення, що призводить до суттєвого зниження продуктивності комп'ютера. Тому синхронний і асинхронний обміни використовують при передачі одиночних байтів або слів. Обмін в режимі переривання здійснюють апаратно за ініціативою зовнішнього пристрою або програмно - командою переривання INT. Процесор, отримавши апаратний запит на переривання, закінчує поточну команду, пересилає до ОП вміст своїх регістрів і переходить на підпрограму обслуговування переривання. Після її закінчення процесор відновлює вміст своїх регістрів і продовжує виконання перерваної програми (рис. 7.6а).

Апаратно режим переривання забезпечується контролером переривань (КПР), до якого підключаються ПП. Вихід INT контролера подається на відповідний вхід ЦП, а на ШД пересилається початкова адреса підпрограми обслуговування (рис. 7.6б). При програмному перериванні адреса підпрограми подається в самій команді переривання INT.

Рис. 7.6. Обмін за перериванням: а - алгоритм; б - схема підключення контролера КПР

Для швидкого обміну масивами інформації між основною пам'яттю і периферією використовують прямий доступ до пам'яті (ПДП). При цьому процесор (мікропроцесор) звільняється від безпосереднього керування операціями введення-виведення.

В міні- і мікрокомп'ютерах прямим доступом керує контролер прямого доступу до пам'яті (КПДП). Перед початком обміну процесор пересилає до КПДП таку інформацію (програмування контролера):

· початкову адресу області пам'яті, яка бере участь в обміні;

· напрямок операції обміну-введення або виведення;

· кількість байтів, що підлягають передачі.

Особливістю режиму ПДП є така обставина, що обмін даними може відбуватися між машинними циклами в команді ("Захват циклу"), а також після закінчення команди.

Контролер ПДП керує обміном даних між ОП і ПП без участі процесора (рис. 7.7б). При необхідності в комп'ютері використовують програмно-керований обмін окремими байтами, який не вимагає програмування КПДП, і обмін масивами у режимі ПДП (рис. 7.7в).

В універсальних комп'ютерах обмін інформацією між ОП і ПП забезпечують спеціальні пристрої, так звані канали введення-виведення (КВВ) або

просто канали (рис. 7.8).

В каналах використовують два режими обміну інформацією: монопольний і режим розподілу за часом. Монопольний режим реалізують селекторним каналом, а розподіл за часом – мультиплексним каналом. Засоби каналу, які призначені для обслуговування одного ПП, називаються підканалом.

Селекторні канали обслуговують швидкодіючі пристрої, в першу чергу ЗЗП (накопичувачі на дисках і магнітних стрічках.). Селекторний канал має один підканал. Після встановлення зв'язку він монопольно обслуговує тільки одне ПП: інші пристрої чекають закінчення даної програми обміну. В малих комп'ютерах використовують один селекторний канал, у великих – до шести.

Комп'ютер містить один мультиплексний канал, який паралельно обслуговує сотні повільно діючих ПП в режимі розподілу часу (клавіатура, принтери, перфоратори тощо.).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: