Интерфейс с главным процессором

Контроллер 82380 подключен непосредственно к локальной шине микропроцес­сора 80386, поэтому назначение его управляющих сигналов такое же, как у 80386. Контроллер 82380 отслеживает текущее состояние микропроцессора 80386 как по его сигналам состояния, так и по сигналам на своих выводах ADS* и READY*. На основании этой информации контроллер определяет, выполняются конвейерные или неконвейерные действия в текущем цикле шины.

Рис. 6.6. Архитектура контроллера 82380

Контроллер 82380 может управлять доступом к 8-разрядным периферийным ус­тройствам с целью обеспечения совместимости с существующими архитектурами систем и программными продуктами. При этом данные размещаются на линиях шины D0 — D7 или D8 — D15. В подчиненном режиме контроллер только при­нимает данные по указанным линиям. Благодаря возможности контроллера 82380 обращаться к байтам программист может иметь доступ к регистрам контроллера, пользуясь при этом холостыми командами NOP для организации ожидания сраба­тывания менее быстродействующих внутренних регистров 82380. В подчиненном режиме 82380 контролирует линии состояния и управления центрального процес­сора, отрабатывая логику шины микропроцессора 80386 и добавляя требуемое чис­ло тактов ожидания.

В режиме ведущего работа контроллера 82380 полностью согласуется с работой микропроцессора 80386. Например, данные передаются и принимаются контролле­ром точно так же, как микропроцессором 80386. Для остальной части системы и любого подключенного периферийного устройства контроллер 82380 выглядит как микропроцессор 80386. Это значит, что при разработке систем на базе данного кон­троллера нет необходимости видоизменять интерфейс с уже существующими пери­ферийными устройствами. Механизм обращения контроллера 82380 к любому периферийному устройству на шине остается таким же, как у микропроцессора 80386; дополнительно контроллер выявляет конвейерные циклы шины.

Адреса всех регистров данных, управления и состояния контроллера 82380 фик­сированы относительно друг друга. Эти регистры могут быть отображены на соот­ветствующие ячейки либо оперативной памяти, либо пространства ввода-вывода.

Функции контроллера ПДП

На Рис. 6.7 показана структура 32-разрядного восьмиканального контроллера ПДП в составе кристалла 82380. При проектировании контроллера ставилась зада­ча эффективной передачи произвольных комбинаций байтов, слов и двойных слов. С помощью контроллера ПДП можно адресовать полное пространство, покрываемое 32-разрядными физическими адресами, а также увеличивать и уменьшать адреса как операндов-источников, так и операндов назначения.

Рис. 6.7. Контроллер ПДП в 82386

С помощью внутреннего вспомогательного 32-разрядного регистра можно выполнять разборку и сборку дан­ных разной разрядности, а также организовывать обмен данными между устройст­вами, имеющими разную ширину тракта данных. При работе контроллера 82380 на частоте 20 МГц и при передаче данных одинаковой разрядности может быть достигнута скорость обмена между памятью и устройствами ввода-вывода 25,6 Мбайт/с.

В порядке обслуживания как программных, так и аппаратных запросов ПДП контроллер может поддерживать обмен данными следующих типов:

· порт ввода-вывода — порт ввода-вывода;

· память — память;

· порт ввода-вывода — память;

· память — порт ввода-вывода.

Семь из восьми каналов (все, за исключением канала 4) имеют доступ к ап­паратным сигналам подтверждения ПДП через трехразрядную шину подтверждения ПДП (линии от EDACK0 до EDACK2).

Каждый из восьми каналов контроллера ПДП 82380 функционирует независи­мо один от другого и может быть запрограммирован для работы в любом из допу­стимых режимов. Регистры каждого канала можно разделить на три класса: регистры счетчика байтов, регистры инициатора запроса и. целевые регистры; всего в канале имеется 24 регистра состояний и команд. С помощью этих регистров оп­ределяются адреса и объем пересылаемых данных. Регистр счетчика байтов (24 раз­ряда) содержит значение числа байтов, которые должны быть переданы. Регистр инициатора запроса (32 разряда) содержит адрес порта ввода-вывода или памяти, где находятся данные, по которым был сделан запрос контроллеру на обслуживание ПДП; целевой регистр (32 разряда) содержит адрес порта ввода-вывода или памя­ти, по которому будут пересылаться данные.

Для каждого канала программист может выбирать дисциплину обслуживания с циклическими или фиксированными приоритетами. Циклический приоритет пре­дусматривает разделение шины среди нескольких периферийных устройств, тогда как дисциплина с фиксированными приоритетами основана на определенных фик­сированных параметрах, связанных с аппаратными и другими особенностями. В дисциплине с фиксированными приоритетами допускается, чтобы программист при­сваивал любому каналу низший приоритет, что позволит без перепрограммирования командных регистров изменять или приводить в исходное состояние расписание об­служивания приоритетов.

Каналы контроллера ПДП разделены на две группы по четыре канала — ниж­нюю и верхнюю. Нижние (от нулевого до третьего) и верхние (от четвертого до седьмого) каналы работают так, будто два отдельных контроллера ПДП включены по каскадной схеме. Такая организация работы позволяет одной группе присваивать фиксированные приоритеты, а другой — циклические, причем в различных ком­бинациях. По умолчанию каналы контроллера ПДП 82380 имеют фиксированные приоритеты, при этом высшим приоритетом обладает нулевой канал, низшим — седьмой. Нижняя группа играет своеобразную роль канала 5 в верхней группе и по порядку приоритетов располагается между каналами 7 и 4.

Как уже отмечалось, программисту предоставлена возможность по своему ус­мотрению выбирать, какому из каналов назначить низший приоритет. С помощью специальных команд определяется канал с самым низким приоритетом в пределах какой-либо группы, при этом остальным каналам присваиваются фиксированные приоритеты в последовательном порядке. Например, если низший приоритет при­своен каналу 1 в нижней группе, то порядок каналов по приоритетам будет сле­дующий: 2 (высший приоритет), 3, 0, 1 (низший приоритет). Как видно, каналу, порядковый номер которого следует сразу же за номером выбранного канала с ни­зшим приоритетом (в данном случае за номером 2), устанавливается самый высо­кий приоритет и так далее с убыванием приоритета по мере последовательного циклического в рамках группы возрастания номеров каналов, пока не будет достиг­нут номер выбранного наименее приоритетного канала (в данном случае номер 1). То же относится и к верхней группе каналов. Так, если низший приоритет при­своен каналу 6, то приоритеты верхней группы составят следующий ряд: 7 (высший приоритет), 4—6 (низший приоритет). Еще раз напоминаем, что нижняя группа по приоритету располагается между каналами 4 и 7. Поэтому по данным рассмот­ренных выше примеров комбинация двух групп даст следующий порядок каналов: 7 (высший приоритет), [2, 3, 0, I], 4, 5, 6 (низший приоритет).

Контроллер ПДП может принимать команды программного управления приори­тетами только тогда, когда группа каналов, к которой относятся эти команды, на­ходится в режиме с фиксированными приоритетами. При переходе к дисциплине с циклическими приоритетами все текущие уровни приоритетов остаются без из­менений. При возврате от дисциплины с циклическими приоритетами к дисциплине с фиксированными приоритетами для уровней приоритетов каналов с помощью команд программного управления приоритетами восстанавливаются те значения, которые были в последний раз установлены программным образом.

Для дисциплины с циклическими приоритетами любой канал после обслужива­ния его запроса не остается с высшим приоритетом. Этому каналу присваивается низший приоритет. Следует помнить, что номера приоритетов нижней группы (в предыдущем примере 2, 3, 0, 1) меняются циклически в пределах верхней группы приоритетов (в предыдущем примере 7, [нижняя группа], 4 – 6). Поэтому обслу­живание канала из нижней группы сопровождается циклическим изменением но­меров уровня приоритета как в нижней, так и в верхней группах.

Такие команды, как "сброс запроса прерывания по завершении счета", "сброс режима ведущего устройства", "очистка регистра маски" и "сброс триггера указате­ля байтов", активизируются в результате распознавания контроллером ПДП 82380 соответствующего адреса порта. При этом в выбранный порт должны быть записаны какие-нибудь данные.

Контроллер ПДП 82380 реализует передачу блоков данных в одном из следую­щих режимов: режим одиночного буфера, буферный режим с автоинициализацией и режим с цепочкой буферов. Первый режим используется обычно в тех случаях, когда к моменту начала передачи известны объем и местоположение передаваемых данных, а данные размещены в непрерывной области памяти. Для данного режима характерно, что по завершении передачи одиночного блока контроллер ПДП дол­жен перепрограммироваться для других передач даже этого же блока. В буферном режиме с автоинициализацией, напротив, допускается неоднократная передача контроллером ПДП одного и того же блока данных без перепрограммирования ка­нала всякий раз.

В режиме с цепочкой буферов допускается, чтобы в программе был определен список буферов, содержимое которых передается, при этом для перепрограммирования контроллера ПДП используются программы обработки прерываний. Канал для передачи содержимого нового буфера программируется до того, как закончится передача содержимого текущего буфера. В данном режиме контроллер ПДП может работать с разрывными областями памяти и передавать все данные из этих областей за один рабочий процесс ПДП.