Організація шин

Шина - це інформаційний канал, який об'єднує всі функціональні блоки МПС і забезпечує обмін даними у вигляді двійкових чисел. Конс­труктивно шина являє собою n провідників та один спільний провідник (земля). Дані про шину передаються у вигляді слів, що є групою бітів.

У паралельній шині п бітів передаються по окремих лініях одночасно, у послідовній шині - по єдиній лінії послідовно у часі. Паралельні шини виконують у вигляді плоского кабелю, а послідовні - у вигляді коаксіа­льного або волоконно-оптичного кабелю. Коаксіальний кабель викорис­товують для передачі даних на відстань до 100 метрів, узгоджуючи пере­давальні та приймальні каскади із хвильовим опором лінії. Волоконно - оптичний кабель використовують для передачі на більші відстані.

Усі основні блоки МПС з'єднують з єдиною паралельною шиною, яка називається системною шиною SB (System Bus). Системна шина містить три шини: адреси, даних і керування.

Шина адреси АВ (Address Bus) є однонапрямленою. Вона призначена для передавання адреси комірки пам'яті або пристрою введення-виведення (ПВВ). Напрям передавання по шині адреси - від МП до зовнішніх при­строїв. Варіанти умовних позначень однонапрямленої паралельної шини показано на рис. 2.1, на якому стрілка вказує напрям передавання.

Число 16 на рис. 2.1 позначає розрядність шини. Зазначимо, що допускається позна­чення шин і без наве­дення розрядності.

Шина даних DB (Data Bus) є двонапрямленою. Вона призначена для передавання даних між блоками МПС. Інформація по одних і тих самих лініях DB може передаватися у двох напрямах - як до МП, так і від нього. Варіанти умовних позначень двонапрямленої шини показано на рис. 2.2.

Шина керування СB (Control Bus) призначена для пе­редавання керувальних сигналів. Хоча напрям керувальних сигналів може бути різним, однак шина керування не є двонапрямленою, оскільки для сигналів різного напряму використовуються окремі лінії. Позначається ця шина так само, як і однонапрямлена (див. рис. 2.1).

Як приклад на рис. 2.3 показано структурну схему передавання інфор­мації між т регістрами по внутрішній n-розрядній шині даних з урахуван­ням прийнятих позначень.

Дані по шині з п ліній передаються в режимі розподілу часу. Пристрій керування в кожний момент часу визначає адресу регістра, який передає інформацію, та регістра, який приймає інформацію. Для цього пристрій керування генерує сигнали Дозвіл передачі і Дозвіл прийому, що переда­ються по лініях шини керування СВ. Лінії шини і сигнали керування ма­ють назви Дозвіл передачі і Дозвіл прийому. У кожний момент часу пере­давати інформацію в шину може тільки один регістр.

Вхідні лінії регістрів з'єднані безпосередньо з відповідними лініями шини. Тому під час подання сигналу Дозвіл прийому, який надходить по окремій лінії для кожного регістра, дані передаються по шині у відповідний регістр. Вихідні лінії регістрів з'єднуються з відповідними лініями шини через клю­чі S, що допускають монтажну логіку. Сигнал Дозвіл передачі надходить на ключі від пристрою керування по окремій для кожного регістра лінії.

Модуль, який братиме участь в обміні інформацією, визначається за одним з таких способів:

1) через відповідні лінії шини керування, окремі для кожного модуля (див. рис. 2.4);

2) за допомогою k ліній шини адреси, по яких передається ідентифікаційний код, що ставиться у иідповідність кожному модулю й однозначно його визначає; з використанням одних і тих самих ліній шини даних для передавання адрес і даних.

Дані по шині можуть передаватися у двох режимах: синхронному й асин­хронному. У синхронному режимі пристрій керування визначає модулі, що Перуть участь в обміні інформацією, синхронізує роботу модулів та керує процесом обміну, виробляючи відповідні сигнали керування і синхронізації.
В асинхронному режимі модулі, готові до обміну, ініціюють процес передавання та прийняття інформації, виробляючи відповідні сигнали готовності.

Контрольні запитання

1. Яке призначення та які складові частини системної шини?

2. Вкажіть принципи передачі інформації по шинах: адреси; даних; керування.

3. Як передається інформація по паралельним та послідовним шинам?