|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ки, т. е. неделимый цикл чтение/запись. При этом появляется возможность реализовать режим семафора (семафор представляет собой флаг, который допускает проводить ввод критической секции машинной программы или данных только в один процессор). Если же в используемом процессоре эта функция отсутствует как отдельная команда, то ее необходимо реализовать аппаратными средствами на системном уровне. В режиме многопроцессорной обработки другая проблема связана с разработкой системного программного обеспечения. Операционная система не является тривиальной, и ее проверка представляет сложную задачу, которая должна проверять состояния (которые теперь состоят из комбинации состояний всех входящих в систему процессоров) 2 -{- процессоров для того, чтобы гарантировать надлежащее функционирование. 9.6е. Проблемно-ориентированные периферийные устройства Приводимые далее описания имеющихся у разработчиков микропроцессорных систем периферийных устройств достаточно краткие и неполные. В гл. 7, 8 и И приводится более подробное описание этих схем, поэтому предлагаемый материал должен рассматриваться как предварительные замечания. Параллельный/последовательный ВВ. Предлагаемые для реализации параллельного и последовательного ВВ кристаллы имеют много разновидностей, и их функция существенна для всех типов систем, кроме самых маленьких. Например, ААИС 6850 фирмы Motorola и УАПП 8251 фирмы Intel представляют собой кристаллы последовательного ВВ, а периферийный интерфейсный адаптер 6820 фирмы Motorola и программируемый периферийный интерфейс 8255 фирмы Intel - параллельного. Эти кристаллы обеспечивают наиболее простое сопряжение в собственном комплекте. Можно использовать, скажем, ААИС фирмы Motorola с изделием фирмы Intel, но необходимо обратить внимание на правильную их синхронизацию. Если не рассматривать необычную причину (доступность), то нет смысла останавливаться на этих комплектах кристаллов. В основном для чего предназначены в системе эти- кристаллы последовательного/параллельного ВВ - это обеспечение сопряжения с процессором внешних устройств (клавиатуры, терминала RS-232 и т. д.). В кристаллы устройств В В входят буферы шины управления и данных и фиксации данных. Программируемость этих приборов обеспечивает их значительную гибкость. Функциональной структурой портов ВВ управляет часть командного слова. Системное программное обеспечение может «переформировывать» режим функционирования этого прибора. Для определенной задачи проектирования выбор последовательного/параллельного устройства ВВ не представляет проблемы. Сначала рассмотрим изделия, входящие в комплект выбираемого процессора: если же отсутствует подходящее изделие, то рассмотрим кристаллы периферийных устройств другого поставщика. Убедимся, что удовлетворяются требования по синхронизации сопряжения между процессором и периферийным устройством. В недавнем прошлом появился ряд интеллектуальных процессоров ВВ. Эти приборы позволили снять дополнительную нагрузку по обеспечению ВВ с главного процессора, но усложнили систему ВВ. Очень полезно оценить возможность применения этих новых изделий вместо упомянутых выше более старых. Такой подход потребует определенных издержек и усложнения системы, но улучшение качества ее функционирования оправдывает такое решение. Счетчики/таймеры. Счетчики/таймеры образуют другое семейство периферийных кристаллов. Эти кристаллы можно использовать для выполнения разнообразных функций, например для замещения петель синхронизации программного обеспечения на вырабатываемые кристаллом таймера аппаратные сиг-валы прерывания, получения тактовых сигналов реального масштаба времени, счета числа событий и выработки сигнала синхронизации с программным управлением. Блоки управления памятью. Блоки управления памятью (БУП) обеспечивают трансляцию адреса из логической формы в физическую. Они обеспечивают выполнение таких функций, как виртуализация, запись-защита и индикация несуществующей памяти. Главное же назначение этих кристаллов состоит в том, чтобы обеспечить микропрограммируемые системы достаточно простым контекстным переключением нескольких страниц физической памяти (областей). Каждый пользователь в микропрограммируемом комплексе создает свой логический адрес на блоке управления памяти. Операционной системе необходимо только настроить содержимое БУП таким образом, чтобы логический адрес пользователя отобразился в единственной области памяти. Разработчики более крупных комплексов должны учитывать наличие этих устройств (в виде кристаллов). Прямой доступ к памяти {ПДП). Контроллер прямого доступа к памяти представляет собой программируемое периферийное устройство, которое позволяет проводить высокоскоростную передачу данных от источника в пункт назначения. Эти пересылки могут быть типа память - память, память - периферийное устройство или между любым сочетанием участвующих в обработке данных устройств. Все это осуществляется без участия главного процессора, за исключением установки в на- 9.7. СИСТЕМНЫЙ ИЙТЕРФЕЙС Как отмечалось в этой главе ранее, системный интерфейс (или межсоединения) будет, вероятно, самым существенным ограничивающим фактором роста вашего комплекса. Конечно, это. не основное соображение при решении, на каком процессоре остановиться, но необходимо отметить важность системного межсоединения в комплексе. Расположенные между процессором и системной шиной дискретные цепи обычно позволяют разработчику провести сопряжение почти любого процессора с любой шиной. Нельзя сказать, что некоторые комбинации представляли бы большую задачу проектирования. Чем ближе по функционированию системная шина к шине процессора, тем легче становится задача сопряжения и синхронизации. Итак, вспомним предъявленные к процессору требования, когда оговариваем: 1) синхронную/ асинхронную шину, 2) память (статическую/динамическую, перераспределяемую, ОЗУ/ПЗУ, виртуальную); 3) прерывания, 4) многопроцессорную совместимость. 9.8. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ 9.8а. Эмуляторы Эмулятор представляет собой наиболее мощный инструмент отладки системы, доступный разработчику микроЭВМ, и является обычно составной частью большого комплекса разработки микропроцессорных средств. Эмулятор имеет кабель, который чальное состояние контроллера прямого доступа, памяти. В тех случаях, когда в прикладных задачах используется большая запоминаюш;ая среда (гибкий диск, твердый диск, блоки с лен-,той и т, д.), контроллер ПДП значительно улучшает рабочие характеристики системы. 9.6Ж. Контроллеры ЭЛТ, УШИ, ОЗУ Для выполнения многих функций, в частности указанных выше, имеются специализированные периферийные кристаллы. Каждое устройство будет снимать дополнительную нагрузку с процессора, и в имеющей такое обеспечение системе имеется возможность минимизировать число составных частей и время проектирования. Снова необходимо учитывать наличие таких составных частей в процессорном комплекте. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 [ 44 ] 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 |