Створення програмного забезпечення МПС на МП фірми Motorola

Вхідний контроль:

1 Які пристрої входять до периферії МПС?

2 У який спосіб периферійні пристрої можуть підмикатись до МПС?

3 У який спосіб задаються режими роботи пристроїв введення-виведення?

4 У який спосіб програмно зреалізовується часова затримка?

МПС, яка розв’язує складні завдання керування або збирання та обробки даних, має розвинену периферію і повинна працювати під операційною системою. МП фірми Motorola мають всі необхідні структурні риси – режими супервізора та користувача, механізм підтримки сторінкового обміну даними поміж жорстким диском та оперативною пам’яттю задля побудови таких МПС, у тому числі комп’ютерів. Реалізація переривань, багатозадачного режиму, оброблення виключень виконується в режимі супервізора під керуванням ОС. Коли в якості обчислювального пристрою використовується комп’ютер або багатопроцесорна система, наприклад у цифрових системах комутації, вони водночас можуть розв’язувати завдання статистики, білінгу, підготовки документів тощо. При виборі обчислювального пристрою, в тому числі мікропроцесора, треба мати на увазі, що він визначається типом розв’язуваних завдань, вимогами щодо продуктивності, характеристиками периферійних пристроїв. МПС може бути просторово розподіленою – датчики, вимірювальні прилади, виконувальні та керувальні пристрої, МП (обчислювальний пристрій). Мікропроцесори намагаються розташовувати якомога ближче до периферійних пристроїв, якщо це є технічно можливим, і зв’язок поміж ними здійснюється за допомогою паралельних пристроїв введення-виведення задля досягнення найбільшої швидкості обміну даними. Водночас до МПС можуть входити послідовні адаптери та приймачі-передавачі задля зв’язку з віддаленими периферійними пристроями.

При створюванні програмного забезпечення МПС завжди слід розробляти підпрограми ініціалізації кожного з пристроїв введення-виведення на заданий режим. Головна робоча програма, яка керує МПС, незважаючи на різноманіття розв’язуваних задач, вміщує такі фрагменти:

– циклічний опит датчиків та вимірювальних приладів, перевірка готовності їх до роботи;

– введення даних з датчиків;

– оброблення даних за заданим алгоритмом;

– циклічне виведення результатів на виконувальні або керувальні пристрої;

– відображення проміжних або кінцевих результатів на моніторі чи інших пристроях.

З метою узгодження швидкостей роботи МП та периферії часто виникає потреба затримувати команди або сигнали за допомогою підпрограм затримки.

З метою економії пристроїв введення-виведення периферійні пристрої можуть підмикатись до одного чи кількох портів за допомогою комутаторів. У такому разі треба виводити у циклі головної програми номери або адреси кожного з периферійних пристроїв.

В головній програмі, як правило, є фрагменти порівняння введених параметрів зі стандартними, які зберігаються у пам’яті, результати порівняння визначають подальше виконування програми.

Нижче наведено приклади програм, які зреалізовують спрощений алгоритм роботи МПС різного призначення.

Приклад 12.4.1 Приклад демонструє можливість реалізації пристрою телекомунікацій на комп’ютері або МПС з МП М680Х0.

Скласти програмні моделі скремблера та дескремблера, які дозволяли б за допомогою генератора випадкових чисел кодувати 255 відліків цифрового сигналу, а потім їх декодувати. Надходження цифрових сигналів з лінії зв‘язку у паралельному коді імітується зчитуванням однобайтових елементів масиву з пам‘яті, розпочинаючи з адреси $400700. Кодовані скремблером значення відліків записуються до пам‘яті, розпочинаючи з адреси $400800, потім декодуються у моделі дескремблера і первинні значення відліків для порівняння запам’ятовуються, розпочинаючи з адреси $400900. Для генерації псевдовипадкової послідовності (ПВП), як правило, використовуються кільцеві регістри зсуву з суматорами за модулем 2 у введених колах зворотного зв’язку. Не кожна конфігурація структури зворотного зв’язку забезпечує максимальний період псевдопослідовності, що дорівнює 2^N – 1, де N – кількість розрядів регістра. На рис. 12.11 подано одну з максимальних структур з трьома колами зворотного зв’язку, які пов’язують 0, 2, 4, та 7-й розряди 8-розрядного регістра зсуву. Ця структура забезпечує максимальний період генерації числової псевдопослідовності, що дорівнює 255.

Рисунок 12.11 – Генератор псевдовипадкової послідовності

Задана структура зворотного зв’язку регістра зсуву здійснюється за допомогою маски $95. Для реалізації трьох послідовних операцій складання за модулем 2 прийнятої структури зручно використовувати ознаки парності чи непарності кількості одиниць у байті на кожному кроці зсуву, який зреалізовується програмно за допомогою команди ROXL.B – циклічного зсуву ліворуч з розширенням.

Скремблювання та дескремблювання відліків сигналів здійснюється шляхом операції додавання їх за модулем 2 до чергового псевдовипадкового числа. Вхідні та вихідні відліки сигналів при скремблюванні та дескремблюванні записуються до регістра зсуву та зчитуються з нього у паралельному коді.

Структурну схему алгоритму зображено на рис. 12.12.

Рисунок 12.12 – Структурна схема алгоритму скремблера-дескремблера

Програма розв’язання завдання: