Главная страница
Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Приоритеты прерываний.
Каждому источнику ставится в соответствие определенный код очередности на обслуживание прерывания, называемый приоритетом прерывания. Очередность устанавливается согласно ранжировании приоритетам.
Структура приоритета: 1)Одноуровневая (каждому источнику ставится в соответствие свой приоритет) 2)Двухуровневая (на первом уровне источник разбивается на группы, каждая со своим приоритетом, на втором уровне – источник ранжируется внутри группы по индивидуальным приоритетам) Приоритет обозначается целыми положительными числами N. В некоторых системах приоритет фиксированный, в некоторых устанавливается пол-ми при индивидуальных процедурах. Векторы в таблице векторов выстраиваются согласно ранжированию приоритетов от высшего к низшему. Пример:
| Адрес вектора прерывания
| Источник
| Приоритет
| |
| Reset
| Высший
| | m
| nmt
| …
| | …
| …
| …
| | N*m
| …
| Низший
|
|
| 18. Прерывания. Средства управления прерываниями. Маскирование прерываний. Ре-
жимы запуска прерываний. Флаги прерываний.
|
| Средства управления прерываниями.
Основные средства управления прерываниями: - векторы прерывания - приоритеты прерывания - маскирование прерывания - режимы запуска прерываний - флаги прерываний
Маскирование прерываний.
Запрещение (блокирование) нежелательных прерываний называется маскированием.
Все источники прерываний делятся на: маскируемые и немаскируемые. Маскируемые делятся на Общее маскирование (все прерывания запрещены независимо от их индивидуальных маскир.) и Индивидуальное маскирование (запрещены прерывания конкретных источников, указанных пол-лем). Немаскируемые – прерывания которые не могут быть запрещены. Это аппаратный сброс RESET. Внешние аппаратные прерывания на выводе NMT. Программные прерывания. Маскирование реализуется в процессах по разному.
Режимы запуска прерываний.
Определяют формирование активного сигнала запроса на прерывание для внешних аппаратных источников. Есть 2 режима запуска: по уровню и по отрицательному фронту.
Флаги прерываний.
Флаг прерываний – бит, который устанавливается (на) при поступлении запроса на прерывание от внешнего аппаратного источника. Флаг прерываний имеет каждый аппаратный источник, кроме источника немаскируемого прерывания.
Флаги прерываний хранятся в специальном регистре флагов прерывания.
|
| 19. Типы прерываний. Вложенные прерывания. Инициализация процессора для работы
в состоянии прерывания.
|
| Типы прерываний.
Прерывания делятся на типы: Быстрый (если подпрограмма обслуживает прерывания размещ.непосредственно в векторе) и долгий (если вектор содержит обращение к более сложной подпрограмм обслуж.непрерывно)
Обслуживаемое прерывание может быть прервано по запросам от источников, имеющих более высокий приоритет и такие прерывания называются вложенными. Вложенные прерывания – долгие. Глубина вложенных прерываний определяется объемом стека и спецификой программы обработки.
Инициализация процессора для работы в состоянии прерывания.
Она предполагает: 1) установку приоритетов и режимов запуска для аппаратных прерываний.
2) формирование таблицы векторов согласно ранжированию приоритетов источников.
3)размещение таблицы векторов в памяти программ (Только TI)
4) определение содержимого конкретных векторов
5) конфигурация общего и индивидуального маскирования
6)Разрешение/запрещение вложенных прерываний
|
| 20. Обслуживание прерываний. Прием запросов на прерывание. Арбитраж прерываний. Подтверждение прерываний. Выполнение прерываний.
|
| Обслуживание прерываний.
Процесс обслуживания прерываний может быть разделен условно на фазы. 1.Прием запросов на прерывание 2.арбитраж прерываний (опр.очередь) 3.Подтверждение прерываний 4.Выполнение прерывания
Прием запросов на прерывание.
Запрос на прерывание от немаскированного источника фиксируется и после этого начинается следующая фаза «Арбитраж прерываний» Запрос на прерывание от маскированного источника также фиксируется в следующей последовательности: -устанавливается флаг прерываний соответственно итсточника -проверяется состояние бита общего маскирования: 1 случай – бит установлен (запрещены все прерывания кроме немаскированного. Текущая программа выполняется шиорируя все запросы на прерывания от маскируемого источника)
2 случай – бит сброшен (запрещение/разрешение прерывания данного источника определяется состоянием бита индивидуального маскирования) -проверка состояния бита индивидуального маскирования данного источникам (аналогично предыдущему пункту 2 случая: 1 – бит установлен, прерывание от данного источника заперещено, 2 – бит сброшен прерывание разрешено -> арбитраж)
Арбитраж прерываний.
Нужен для разрешения конфликтной ситуации когда одно из прерываний выполн.несколько прерываний стоят в очереди на выполнение и поступает новый запрос на прерывание.
Арбитраж всех имеющихся на данный момент запроса происходит каждый раз заново после получения сигнала подтверждения прерывания. В этот момент все поступившие запросы на прерывания ранжируются по приоритетам источников. Для прерываний с наивысшим приоритетом начинается следующая фаза выполнения прерываний, а остальные называются отложенными, ставятся в очередь на выполнение в порядке убывания своих приоритетов. Очередность выполнения может изменится в результате нового арбитража, если к моменту поступления они подтв.поступили новые запросы на прерывание.
Подтверждение прерываний.
Немаскируемые прерывания подтверждаются немедленно после его идентификации или если поступило несколько запросов на немаскируемое прерывание одновременно сразу после арбитража этих запросов. Для маскированного разрешенного прерывания автомат выполняются следующие действия: -устанавливается флаг прерывания обслуживания источника -производится общее маскирование -происходит обращение к вектору прерываний обслуживаемого источника -после выбора первого или второго слова команды формируют сигнал подтверждения - сбрасывается флаг обслуживаемого прерывания
-продолжается выполнение прерывания и одновременно возобновляется процесс арбитража.
Выполнение прерывания.
-Соответствует переходу к подпрограмме обслуживания прерываний, ее выполнению и возврату/невозврату к продолжению текущей программы.
-Выполнение прерываний начинается с обращения к вектору прерываний обслуживаемого источника, содержание которого определяет тип прерывания: быстрое или долгое.
|
| 21. Функциональный интерфейс.
|
| Предназначен для обмена инф и Дн вкл в себя с-му сигналов по характеристикам управляющих сигналов обмена, правила обмена управл каналами, протокол, правила обмена инф и Дн.
Структурная схема и диаграмма вывода данных(СМОТРЕТЬ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ)
Испл. 3 способа организации обмена инф.
1. программный обмен (под упр программ пров внешнего устр готовности порт -> бит готовности)
2. обмен по прерыванию.ЦПУ не отвл на опрос внеш периф устр в, а за чет мех прерыв-> проц обслуж запроса на прерыв.
3.Обмен в режиме прямого доступа к памяти. (СМ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ФУНКЦИАНАЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕИС)
|
| 22. Компандеры.
|
| (СМ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ КОМПАНДЕРЫ)
Компрессор усиливает слабые синг, поднимая их над уровнем помех в канале ослабляя сильные сигналы так, что динамач дмапаз с уменьш с 70дб до 40 дб. Эскпандер произв обр действ.
Дн на Вх и вых компандера предст в 16 разр доп коде.(См раздаточный материал: Линейный закон компандирования, Логарифмические законы компандирования, форматы компандируемых данных)
|
| 23. Генератор задержек доступа к памяти.
|
| Предназначен для врем согласования процессора низкоскор с высокоскор внешним периф и внеш памятью. (См раздаточный материал Генератор задержек доступа к памяти)
Генератор задержек дост к памяти явл программируемым. При обращении процессора к внешнему периф ус ЦПУ на декор подается сигнал обращ и адрес группы уств с одним циклом обмена. Декодер по цикл адресу выбирает соотв поле в режиме упр-я сост ожидания Цпу.
Записанное в это поле на этапе инициации число запр в счетчик работ на декримент.
Сост-е ожид поддерж до тех пор пока счетчик не достигнет нуля и от внеш уствройства не поступит сигнал готовности, кот провер при достиж счетчика 0.Если по достиж счетчика 0, сигнал готов ности не обнаруж счетчик перезагружается и начинается новый счет.
|
| 24. Таймеры. Таймер на декремент. Работа таймера.
|
| Таймер- внутрикристаллый счетчик на декремент /инкремент кот по окончанию счета выдает импульс наз сигналом прерывания
(см раздаточный материал ТАЙМЕР НА ДЕКРИМЕНТ, временная диаграмма работы таймера.)
Таймер включает в себя 3 програмно дуступных регистра и 2 проц недост счетчика
Регистр управления таймером обеспеч: 1. Отановку и перезапуск таймера 2. Выбор генератора тактов импульсов.(внеш или внут).3.Заранее типа (однополярный или биполярный сгнал) прерывания. 4. Опр-е режима работы (один, периодич, миандра). Для инициализации таймера необх: 1. Установить биты регистра упр-я таймера.2. загрузить в регистр счетчика и регистр коэф деления константы 1 и1(2) соответственно №1 и №2 коэф счетчика
|
| 25. Таймеры. Таймер на инкремент. Работа таймера.
|
| Во внутр регистре проц наход адрес операнда. Адресацию операна называют косвенной если исполн файл указыв именем регистра в котором он хранится. Регистр в кот хранится исполн адрес называется регистром адреса. УГА- устройства генерации адреса: регистр адреса, регистр смещения, регистр типа арифметики. Модификация адреса – означает автоматическое вычисление нового адреса выполн в УГА независимо от основной операции команды. Мод адреса может производ как до, так и после выполнения основной операции. Типы модификаций: сверху вниз по 2 стрелки: 1 уровень: постдекремент адреса на 1, постинкремент адреса на 1; 2 уровень: предекремент адр на 1, преинткремент адр на 1; 3 Уровень: постинкремент адр на N, постинкремент адреса на N, последняя стрелка вниз – индексация адреса. Нет измен: *ARn, постдекремент на 1: * ARn-, постинкремент на 1 * ARn+, предекремент на 1 *- ARn, преинкремент на 1 *+ ARn.
|
| 26. Синхронизация портов. Генераторы тактовых частот.
|
Синхронизация – процесс, обеспечивающий временное согласование работы ПРД и ПРМ устроств с целью сохранения времени соот. Между элементами, передаваемых и принимаемых данных
| Порты (с т з р (хз че это…) синхронизации
| | синхронные
| Асинхронные
| | Порты, в которых длительности всех элементов сигнала строго фиксированы и одинаковы для всех символов, а также известен момент приема начала элемента
| Порты, в которых данные передаются-принимаются с различной скоростью и момент начала приема конкретного элемента не определен
| Синхронизация обесп. Синхросигналов=последовательность
Прямоугольный импульс, где импульсы имеют длительность tти и след с определенным периодом Tти
Синхронизация может осуществляться как по переднему, так и по заднему вронту синхроимпульса
Генератор тактовых частот
Принцип работы ГТЧ:
ГТЧ строится на осн. ФАПЧ (фазовый автоподбор частоты)
ГТЧ работает либо от внешнего, либо от внутреннего источника
| 2 режима
| | Пониженное потребление мощности
| Режим ФАПЧ
| Рассмотрим режим ФАПЧ
Система ФАПЧ состоит:
1. Фазовый детектор (ФД)
2. Генератор, управляемый напряжением (ГУН)
3. Умножитель частоты
В системе ФАПЧ используется зависимость между фазой и частотой колебания
ФАПЧ устанавливает фазовый сдвиг между сигналом задающего генератора и сигналом ТЧ
ФД – определяет разность фаз. Гун (> 0 – увеличивает частоту, меньше 0 – уменьшает частоту)
Регистр режимов управляет работой ФАПЧ. В регистр загружаются:
1. Коэффициент умножения
2. Коэффициент деления
3. Коэффициент счета таймера (на определенном моменте времени сигнал с ФАПЧ не передав. далее (пока ти не подстр))
ФАПЧ обеспечивает формирование высокой тактовой частоты при низкочастотном задающем генераторе.
Следовательно
«+»
1. Позволяет сократить э-м помехи от высокочастотных переключений
2. Снижает потребляемую процессором мощность
3. Позволяет использовать практически любой внешний системный задающий генератор
4. Сократить фазовый сдвиг между внешним источником и генератором ТЧ
5. Позволяет прогр. ТЧ с помощью собственного умножителя частоты
Сигнал на фаз.детектор подается либо от внешнего источника непосредственно, либо от внутреннего источника через делитель. Выбор источника выполняется с помощью регистра управления и режимов
Фазовый детектор выявляет разность фаз между сигналом источника и сигналом тактовой частоты. Если разность фаз превышает допустимую погрешность, то ФД выдает на ГУН сигнал на повышение или понижение фазы, т.е. ФАПЧ переходит в режим захвата частоты
| Замкнутый контур
| | «Захват» режим
| Режим «уд.част»
|
Делитель частоты находится вне замкнутого контура ФАПЧ, поэтому имен. коэф. част. дел. Не приведет к выходу ФАПЧ из режима удержания, что очень важно для обеспечения режимов пониженного потребления мощности
Режим пониженного потребления мощности:
1. Отключение прд синхроимп. на ЦПУ за исключением логики прерываний ЦПУ. Выход осуществляется по внутренним или внешним сигналам управления или RESET
2. Прекращение вывода всех синхроимпульсов, уст. в процессор., происходит полная остановка кристалла. ФАПЧ остается в рабочем состоянии и удерживает частоту источника. Выход – RESEТ. Работа процессора востанавливается быстро, т.к. фапч не отключен
3. Отключение ФАПЧ и прекращение генерации всех сгналов синхр. Выход – RESET. Для восстановления треб. вр с целью захвата частоты источника, как и при включении
|
| 27. Синхронизация синхронных последовательных портов.
|
| В зависимости от временного отрезка, на котором осуществляется синхронизация:
1. Тактовая
2. Кадровая
Тактовая синхронизация (РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ)
Тактовая синхронизация осуществляется на временном отрезке = длительности 1 бита, продолжительность которого = продолжительности 1 периода тактового импулься
Цель тактовой синхронизациии: определение момента начала приема элементарной посылки (бита)
Кадровая синхронизация
Кадр – кодовая комбинация заданной разрядности
Длительность кадра определяется количеством битов и длительностью тактов сигн (?)
Пример 1 байт-8 разр. слово
Синхронизация осуществляемая на временном отрезке= длительности кадра называется кадровой
Цель: определение 1 элемента кадра, для него формируется сигнал кадровой синхронизации, который может иметь длительность 1 бита или охватывать весь синхр кадр
РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
Последовательный синхронный интерфейс РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
|
| 28. Синхронизация асинхронных последовательных портов.
|
| В зависимости от временного отрезка, на котором осуществляется синхронизация: Тактовая; Кадровая.
Тактовая синхронизация (РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ)
Тактовая синхронизация осуществляется на временном отрезке = длительности 1 бита, продолжительность которого = продолжительности 1 периода тактового импулься
Цель тактовой синхронизациии: определение момента начала приема элементарной посылки (бита)
Кадровая синхронизация
Кадр – кодовая комбинация заданной разрядности
Длительность кадра определяется количеством битов и длительностью тактов сигн (?)
Пример 1 байт-8 разр. слово
Синхронизация осуществляемая на временном отрезке= длительности кадра называется кадровой
Цель: определение 1 элемента кадра, для него формируется сигнал кадровой синхронизации, который может иметь длительность 1 бита или охватывать весь синхр кадр
РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
Последовательный синхронный интерфейс РИСУНОК В РАЗДАТОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ
|
| 29. Базовый синхронный порт.
|
| Типы синхронных последовательных портов:
1. базовый последовательный порт
2. буферизированный порт
3. многоканальный буферизированный порт
4. многоканальные порты с временным разделением канала
В состав базового синхронного порта входят:
¾ регистр передаваемых данных (РгПрд);
¾ сдвиговый регистр передачи (СдРПрд);
¾ регистр принимаемых данных (РгПрм);
¾ сдвиговый регистр приема (СдРПрм);
¾ группа регистров управлением интерфейсом;
¾ логическая схема управления интерфейсом;
¾ счетчики байтов/слов передачи и приема;
¾ генераторное оборудование.
Интерфейс обеспечивает дуплексный обмен данными с различными устройствами по последовательному каналу, поэтому на передаче осуществляется Преобразование параллельного кода в последовательный, а на приеме — последовательного в параллельный.
Передающая часть (передатчик) и приемная часть (приемник) в большинстве процессоров полностью разделены и независимы.
Интерфейс может работать с различными форматами передаваемых/принимаемых данных; формат определяется программно в одном из регистров управления интерфейсом либо при инициализации процессора, либо в ходе выполнения программы с помощью команд бит-манипуляции. В общем случае формат данных па передаче и приеме может быть различным (что и показано на рисунке), поскольку в абсолютном большинстве процессоров приемная и передающая части интерфейса работают автономно.
|
| 30. Интерфейс с компандированием.
|
| Интерфейс с компандированием отличается от базового последовательного синхронного интерфейса включением между регистрами РгПрд и СдРПрд компрессора, а между регистрами РгПр.м и СдРПрм — экспандера. Однако разрядность регистров передаиваемых и принимаемых данных обычно существенно превышает разрядность компрессированных данных, поэтому существует задача размещения компрессируемых данных в РгПрд и экспандируемых данных в РгПрм с целью согласования их форматов с форматами данных в ЦПУ.
Компандер можно применить для исследования эффектов компандирования внутренних данных при отладке, для чего сам последовательный интерфейс не используется для обмена данными и отключается от выводов Прд/Прм. В этом случае, разумеется, на передаче и приеме устанавливается одинаковый закон компандирования. Компандирование внутренних данных возможно двумя методами, путь данных дчя которых показан на рис. штриховой стрелкой.
Метод 1 — без прохождения сдвиговых регистров. Регистры принимаемых и передаваемых данных соединяются с помощью логики компандирования. Передаваемые данные компрессируются, а затем экспандируются. Преимущество данного метода состоит в его быстроте. Недостаток состоит в отсутствии синхронизации с контроллерами ЦПУ и DMA, что препятствует организации потока данных.
Метод 2 — с прохождением сдвиговых регистров. Прерывания приема и передачи или события синхронизации позволяют синхронизировать контроллеры ЦПУ и ПДП с рассматриваемыми преобразованиями и организовывать потоки данных. Недостаток указанного метода в том, что время компандирования зависит от выбранной скорости передачи данных.
|
| 31. Буферизированный последовательный порт.
|
| Буферизированный последовательный порт предназначен для непосредственного обмена данными в виде 8-, I0-, 12- и 16-разрядных слов между внутренней памятью процессора и внешней последовательной периферией (кодеки, последовательные АЦП и т. п.), минуя ЦПУ, с возможностью работы в режиме непрерывного потока данных.
Буферизированный порт состоит из собственного модуля последовательного порта и блока автобуферизации.
Модуль буферизированного порта (МБП) предназначен для организации сопряжения с внешней периферией, управления блоком автобуферизации (БАБ), формирования необходимых сигналов прерывания для ЦПУ и содержит:
устройство передачи, включающее регистр передачи (БРгПрд), сдвиговый регистр передачи (БСдРПрд), систему тактовой и кадровой синхронизации; устройство приема, включающее сдвиговый регистр приема (БСдРПрд). регистр приема (БРгПрд), систему тактовой и кадровой синхронизации; регистр управления портом (РгУП); регистр управления блоком автобуферизаиии (РгУБАБ); логику управления портом; устройство управления прерываниями.
Блок автобуферизации (БАБ) предназначен для пересылки данных между последовательным портом и внутренней памятью процессора без вмешательства ЦПУ.
Блок автобуферизации управляет доступом к буферам передачи/приема через интерфейс внутренней памяти и работой ЦПУ с помощью сигналов прерываний.
Регистры адресов обеспечивают циклическую адресацию буферов передачи и приема, причем каждый из них имеет свой блок генерации адреса. Буферы передачи и приема размешаются в специально отводимой области внутренней памяти (согласно карте памяти).
Смысл режима автобуферизации (АБ) состоит в том, чтобы обеспечить циклический прямой доступ к выделенному буферу с использованием механизма Циклической адресации для приема и передачи полного блока данных. Автобуферизация позволяет использовать непрерывную передачу данных с внутренней кадровой синхронизацией.
Режим АБ может устанавливаться по каждому направлению (передачи ичц приема) самостоятельно парой регистров: адреса и размера буфера.
Таким образом, протокол авгобуферизации состоит в следующем:
1 блок автобуферизации выполняет операции доступа к памяти буфера;
2 соответствующий адресный регистр инкрементируется, если еще не достигнута нижняя граница буфера;
3 генерируется прерывание приема или передачи, если пересечена первая половипа буфера или его нижняя граница;
4 выполняется автоблокировка блока автобуферизации (при выборе этом функции во время инициализации процессора), если пересечена половн-на буфера или его нижняя граница.
|
| 32. Контроллер прямого доступа к памяти.
|
| Контроллер прямого доступа к памяти (ПДП) предназначен для организации пересылок между различными областями карты памяти без вмешательства ЦПУ.
Контроллер ПДП (рис. 8.32, а) имеет несколько независимо программируемых каналов и снабжен рядом регистров:
1. общим регистром управления ПДП, который своим состоянием определяет:
• режим работы контроллера;
• характер изменения адресов источника и приемника (инкремент, декремент, синхронный);
2. регистрами адресов источников и приемников для каждого канала ПДП;
3. регистрами счетчика пересылок, управляющего размером кадров и блокои пересылок по каждому каналу ПДП;
4. регистром разрешения прерываний ЦПУ/ПДП.
Пересылка элемента в каждом канале выполняется за два шага:
1. Чтение элемента (данных) из ячейки памяти, адрес которой определяется регистром адреса источника ПДП.
2. Запись прочитанного элемента в ячейку памяти, адрес которой определяется регистром адреса приемника ПДП.
Пересылка элемента завершается только по окончании процессов чтения н записи. В копие каждой операции чтения или записи адрес источника или приемника модифицируется (обновляется) согласно правилу (инкремент, декремент), установленному в общем регистре управления ПДП. По окончании каждой записи декрементируется счетчик пересылок ПДП.
|