Внешние устройства включают в свой состав устройства ввода с клавиатуры, алфавитно-цифровые печатающие устройства (АЦПУ), устройства вывода на экран электронно-лучевой трубки (дисплей), устройства ввода-вывода на магнитные ленты (МЛ) и диски (МД) и ряд других устройств.

в зависимости от скорости считывания и записи информации внешние устройства подразделяются на быстро- и медленнодействующие. К быстродействующим устройствам относятся УВВ МЛ и УВВ МД, все остальные устройства являются медленнодействующими. Необходимо, однако, отметить, что скорость обмена данными между ЦП и внешними устройствами значительно ниже скорости обмена данными между ЦП и основной памятью.

Подключение к микроЭВМ одного или нескольких устройств ввода-вывода осуществляется с помощью схемы сопряжения, называемой интерфейсом ввода - вывода. Интерфейс обеспечивает преобразование (дешифрирование) информации, передаваемой от периферийного устройства в ЦП и обратно, передает в ЦП информацию о состоянии устройств, устраняет временные расхождения обусловленные различием скоростей работы ЭВМ и периферийных устройств. Интерфейсы обеспечивают дешифрирование адреса и выбор конкретного УВВ, дешифрирование команд управления работой устройств ввода - вывода.

Передача машинных слов от периферийного устройства к ЭВМ может выполняться параллельно (когда по шине данных параллельно передаются все разряды машинного слова) или последовательно (когда разряды передаются последовательно друг за другом по одной линии связи). Для устройств с параллельным принципом обмена интерфейс обеспечивает лишь электронную совместимость и необходимую синхронизацию передачи данных. Для периферийных устройств с последовательным принципом обмена интерфейс обеспечивает также преобразование последовательного кода в параллельный и наоборот.

Канал прямого доступа в память (КПДП) обеспечивает возможность организации обмена данными между основной памятью и внешними устройствами без участия процессора. В ЭВМ имеются специальные шины, предназначенные для передачи с большой скоростью массивов данных значительного объема через К.ПДП. Произ-

водить обмен данными по КПДП наиболее целесообразно для быстродействующих устройств, таких, как магнитные ленты, магнитные диски, дисплеи.

Принцип прямого доступа в память (ПДП) проиллюстрирован на рис. 3.4. Запрос на ПДП выдается периферийным устройством, при этом микропроцессор переходит в состояние «Ожидание», которое подтверждается соответствующим сигналом, передаваемым на управляющую линию. Канал подает на схемы памяти сигнал «Чтение» или «Запись» в зависимости от выполняемой

Ож Подтверждение

Запрос на ПДП

Чт/Зп

КПДП J

Запрос ПДП

Рис. 3.4. Пример использования КПДП

операции. По шинам данных происходит поэлементный обмен информацией между памятью и периферийным устройством. По адресной шине передается последовательность формируемых КПДП адресов ячеек памяти, куда будут заноситься или откуда будут выбираться элементы данных. После завершения обмена периферийное устройство выдает сигнал, который отключает линию запроса ПДП от процессора и переводит процессор в состояние «Готово», что позволяет ему возобновить работу.

Генератор синхроимпульсов (ГСИ) обеспечивает генерацию с заданной частотой периодической последовательности электрических импульсов. В микропроцессорных системах эти импульсы используются для синхронизации работы устройств, синхронизации процессов передачи информации по внутренним и внешним шинам. Связь ГСИ с микропроцессором показана на рис. 3.5. Выходы генератора синхроимпульсов подключаются к входам микропроцессора, обозначенным Oi и Фг. Необходимые действия по формированию адресов, пересылке и обработке данных, выдаче сигналов управления выполняются мик-

ропроцессором в течение одного периода синхросигнала. Кроме того, процессором вырабатывается собственный управляющий сигнал «Синхронизация» (Синхр), используемый для обеспечения одновременной работы связанных с ним устройств.

г енератор

синхронизирующих

импульсов

Микропроцессор Фг Синхр.

К устройствам микроэвм

Рис. 3.5. Связь генератора синхронизирующих импульсов с микропроцессором

3.3. Структурные особенности современных микроЭВМ

В настоящее время наиболее распространенной является трехшинная организация микроЭВМ, при которой одна группа шин используется для передачи данных, другая - адресов, а третья - сигналов управления. Такая организация микроЭВМ обеспечивает высокое быстродействие и минимальные затраты аппаратных средств.

В некоторых микроэвм используется одна мультиплексированная шина для передачи как адресов, так и данных. В этом случае в состав микроЭВМ вводится ряд дополнительных буферных регистров для временного хранения передаваемых адресов и данных, что значительно снижает быстродействие микроЭВМ, усложняет процессы синхронизации обмена информацией между ее устройствами. Однако в такой микроЭВМ может быть достигнуто сокращение габаритов, поскольку уменьшается не только количество шин, связывающих устройства, но и количество выводов в корпусах микросхем, что, как известно, в значительной мере влияет на их размеры.

Принципы структурной организации микроЭВМ рассмотрим на примере построения трехшинной системы. Типичная структура микроЭВМ с тремя раздельными шинами данных, адресов и управления показана на рис. 3.6.

К каждой функциональной шине одновременно подключается несколько устройств внутренней и внешней памяти. Шины, используемые для одновременного обслуживания нескольких устоойств, называются общими ши-нями, или магистралями. Применение магистральных