Огранизация прямого доступа к памяти.
Одним из способов обмена данными с периферийного устройства (ПУ) является обмен в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). В этом режиме обмен данными между ПУ и основной памятью микроЭВМ происходит без участия процессора. Обменом в режиме ПДП управляет не программа, выполняемая процессором, а электронные схемы, внешние по отношению к процессору. Обычно эти схемы размещаются в специальном контроллере, который называется контроллером прямого доступа.
Режим ПДП обычно используется при начальной загрузке программ в основную память микроЭВМ из устройства ввода и для ограничения обмена данными с быстродействующими внешними запоминающими устройствами (дисковыми накопителями).
Контроллер ПДП подключается к основной памяти посредством системного интерфейса. При этом проблема совместного использования шин системного интерфейса процессором и контроллером ПДП. Существует два способа решения проблемы:
Реализация обмена в режиме ПДП с захватом цикла.
Реализация обмена в режиме ПДП с блокировкой процессора.
Наиболее простой способ организации ПДП с захватом цикла состоит в использование контроллером ПДП тех машинных циклов процессора, когда процессор не обменивается данными с памятью. В такие циклы контроллер ПДП может обмениваться данными с памятью, не мешая работе процессора и не снижая его производительность. Поэтому на практике чаще используется режим ПДП с захватом цикла и принудительным отключением процессора от шин системного интерфейса.
Прямой доступ в память с блокировкой процессора отличается от ПДП с захватом цикла тем, что управление системным интерфейсом передается контроллеру ПДП на все время обмена блоком данных. Такой режим ПДП необходим в тех случаях, когда процессор не успевает выполнить хотя бы одну команду между очередными операциями обмена в режиме ПДП. Такая ситуация возникает тогда, когда время обмена одним байтом между ПУ и памятью сопоставима с циклом процессора из-за малой производительности последнего.
Контроллеры ПДП обычно реализуются в виде одной микросхемы, к которой подключаются несколько ПУ.
Организация памяти в микропроцессорной системе.
Микропроцессорные системы используют память для хранения команд, данных и другой информации. Системы памяти отличаются друг от друга по способам доступа к ним, по объему памяти, энергозависимости, стоимости хранения в расчете на бит информации, времени доступа.
Вычислительные системы используют обычно целую иерархическую структуру системы памяти.
Память вычислительной системы разделяют на внутреннюю память, если любой её элемент доступен процессору непосредственно, и внешнюю, если это не так. Прямо или произвольно адресуемая память представляет собой последовательность нумерованных ячеек, доступ к которым осуществляется с помощью адресных сигналов, определяющих номер ячейки, и специальных стробирующих сигналов, определяющих момент чтения или записи.
Системы внешней памяти используются для хранения больших объемов информации. К ним относятся накопители на магнитных дисках, накопители на магнитных лентах, оптические системы такие как CDROM, и другие приборы. При взаимодействии с системами внешней памяти вычислительная система переносит блоки информации из нее во внутреннюю память и выбирает данные уже из нее.