12.6. Интерфейсы мини- и микроЭвм nova

Для мини-ЭВМ NOVA фирмы Data General используется унифицированная для всех моделей семейства 47-проводная магистраль ввода-вывода, обеспечивающая подключение периферийного оборудования, работающего по программному каналу и КПД. Структура магистрали довольно типична для магистралей мини-ЭВМ общего назначения, однако отличается от них специальными режимами работы канала данных (инкрементными и накапливающими).

В инкрементном режиме по указанному контроллером ПУ адресу ячейки ОЗУ содержимое ячейки увеличивается на единицу. При работе в режиме накопления данных по указанному контроллером ПУ адресу ячейки ОЗУ ее содержимое суммируется с 16-разрядными данными ПУ. Результат сложения сообщается ПУ в виде 16-разярдного слова с сигналом переполнения (если оно произошло). Специальные режимы магистрали обеспечивают более эффективное использование мини-ЭВМ в системах автоматизации научных и научно-технических экспериментов, позволяя непосредственно получать в памяти гистограммы работы ПУ.

Интерфейс ввода-вывода микроЭВМ системы NOVA является уникальным для большинства микроЭВМ общего назначения. МикроЭВМ использует 16-разрядный МП с раздельными шинами адресов и ввода-вывода. Шины ввода-вывода содержат шесть линий, с помощью которых протокол параллельной магистрали реализуется в последовательном коде. Приемопередающие БИС, расположенные в процессоре и в контроллерах ПУ, осуществляют параллельно-последовательное преобразование протокола последовательной магистрали микроЭВМ в протокол параллельной 47-проводной магистрали ввода-вывода, за исключением специальных режимов передачи данных по КПД.

Основные ПУ микроЭВМ подключаются к последовательной магистрали общей длиной более 30 м непосредственно. Дополнительные ПУ подсоединяются к микроЭВМ посредством интерфейсной карты общего назначения. Карта содержит БИС, являющуюся предпроцессором шин ввода-вывода МП, контроллер выполняет шифрацию команд ввода-вывода, формирует запросы прерывания, а также управляет КПД. Контроллер содержит 16-разрядный регистр адреса памяти КПД; триггеры сигналов запроса, разрешения и запрещения прерывания, полярности сигналов данных, занятости, готовности; регистр кода устройства.

Карта имеет модификации, содержащие дополнительные панельки (под накрутку), которые дают возможность пользователю подключать необходимые ПУ и обеспечивать согласование с магистралями ввода-вывода и ПУ мини- и микроЭВМ других систем.

12.7. Интерфейсы 8- и 16-разрядных микроЭвм

С точки зрения системных интерфейсов микроЭВМ микропроцессорных систем (МПС) разделяются на два класса, использующие в качестве интерфейса ввода-вывода магистраль МП, доработанную до унифицированного внутреннего интерфейса и внешнюю по отношению к МП системную магистраль.

В основу большинства 8-разрядных МПС первого класса положены магистрали МП типов Intel 8080, 8088 и Motorola 6800. Эти семейства имеют высокоразвитые процессоры ввода-вывода в виде БИС, позволяющие экономично реализовать СВВ различной сложности. Магистрали используют пространственное разделение шин адреса и данных, что дает возможность существенно увеличить быстродействие интерфейса. Усилители шин полностью совместимы с ТТЛ-микросхемами. Основные характеристики магистралей 8-разрядных микроЭВМ приведены далее.

Шина управления Microbus Intel обеспечивает синхронизацию работы МП и магистрали ввода-вывода, внешней памяти, ПУ, а также управление прерыванием, режимами прямого доступа к памяти и т.д. Аналогичные по функциям сигналы передаются по магистрали Microbus 6800.

Интерфейс персональных ЭВМ типа IBM PC. Этот интерфейс представляет собой расширенную шину микропроцессора 8088, однако использует раздельные шины адреса и данных и дополнительные средства управления прерываниями и операциями прямого доступа к памяти.

Интерфейс содержит 8-разрядные двунаправленные шины данных, 20-разрядные шины адреса, шесть линий уровня прерывания, линии управления операциями ввода-вывода и записи-чтения при обмене с памятью, линии синхронизации и таймирования, линии управления тремя КПД, линии управления операциями регенерации и контроля по четности, линии питания и земли для адаптеров ввода-вывода (+5, -5, +12, -12 В).

Длительность операций записи-чтения и прямого доступа к памяти составляет 1,05 мкс/байт. Для операции регенерации используется около 7% общей пропускной способности канала. Для устройств отводится 512 адресов ввода-вывода. Магистраль реализуется посредством 62-контактного разъема прямого контактирования. Приемопередающие усилители обеспечивают подключение до пяти одноплатных контроллеров устройств ввода-вывода с двумя единичными нагрузками на плату, которые обычно используют только одну нагрузку. Интерфейс IBM PC является фактическим стандартом, используемым при построении микро- и персональных ЭВМ на базе МП типов 8088, 8086.

Интерфейсы 16-разрядных микроЭВМ и микропроцессорные вычислительные системы (МВС). Большинство этих интерфейсов ориентировано на создание мультимикропроцессорных МВС, размещенных в одном каркасе, обеспечивающем установку 8…10 модулей. Наиболее известны и широко используются интерфейсы типов S-100 (стандарт IEEE P-696), Versabus фирмы Motorola с пространственным разделением шин адресов и данных, обеспечивающие построение МВС с высокоскоростной мультипроцессорной магистралью.

В некоторых 16-разрядных МВС, ориентированных на использование МП, отличных от LSI-11 и периферийного оборудования ряда микроЭВМ фирмы ДЕС, применяется в качестве системного интерфейс a-bus. В этом случае в центральной плате МВС размещаются средства сопряжения системных интерфейсов.

Для обеспечения совместимости 8- и 16-рязрядных МВС в магистралях типа Multibus предусматриваются соответствующие режимы работы с 8-разрядными устройствами.