Функционирование основных подсистем МПС

Теперь можно рассмотреть функционирование основных подсистем базовой МПС с интерфейсом типа "общая шина". Этот термин используется в двух смыслах: во-первых, как обозначение принципа организации связи процессора с другими устройствами в составе ЭВМ, во-вторых, как обозначение (в русском переводе) конкретного интерфейса Unibus мини-ЭВМ семейства PDP-11 фирмы DEC,

Unibus явился, пожалуй, первым интерфейсом, в котором были полностью реализованы принципы "общей шины":

□ все линии интерфейса делятся на три группы: адрес, данные, управление;

□ все устройства, в т. ч. процессор, подключаются к линиям интерфейса одинаковым образом;

□ идентификация объектов на шине (ячеек памяти, регистров внешних устройств) осуществляется с помощью уникального для каждого объекта адреса;

□в каждый момент времени по шине могут взаимодействовать только два устройства, одно из которых является активным, а другое — пассивным. Активное устройство формирует адрес обмена, управляющие сигналы и может выдавать (в цикле записи) или принимать (в цикле чтения) данные, которые принимает или выдает пассивное устройство;

□обмен между устройствами может осуществляться в синхронном или асинхронном режиме. При синхронном обмене все временные характеристики обмена определяются только активным устройством, которое не анализирует ни готовность пассивного к обмену, ни факт завершения обмена. Синхронный обмен допустим лишь с быстродействующими пассивными устройствами (их быстродействие должно быть не ниже быстродействия активного устройства), которые всегда готовы к обмену (например, регистр двоичной индикации). При асинхронном обмене пассивное устройство формирует сигнал готовности к обмену и/или сигнал завершения обмена, которые анализирует активное устройство.

(Страница158)

Интерфейсы, реализующие принципы "общей шины", широко распространились в мини-и микроЭВМ, МПС различного назначения. Многие из них, правда, нарушали некоторые принципы "канонической общей шины", например, за счет появления отдельных адресных пространств регистров процессора и портов ввода и вывода. Однако основные принципы, изложенные выше, сохраняются в многочисленных разновидностях таких интерфейсов.

К достоинствам интерфейсов типа "общая шина" можно отнести его относительную простоту, гибкость системы и возможность ее модификации в широких пределах.

К недостаткам — невозможность распараллеливания процессов обмена (одновременно осуществляется связь только пары устройств). Кроме того, наличие на общей шине устройств с существенно различным быстродействием затрудняет достижение оптимальных характеристик системы.

В разд. 6.1.3 мы подробно рассмотрели организацию процессорного модуля на базе процессора i8086. Состав внешних выводов процессорного модуля (см. рис. 6.3) позволяет подключить его к интерфейсу, реализованному по принципу общей шины:

□ линии адреса АВ[19: 0];

□ линии данных DB[15: 0];

□ линии управления RDM,WRM, RDIO, WRIO.

Другие линии управления, входящие в состав интерфейса, будут добавлены при рассмотрении соответствующих подсистем.