Если бит COUNT = 0, фиксируются СЕ всех счетчиков, биты CNT которых содержат 1. если, например, CNTO = CNT2 = 1 и CNT1 = 0, то СЕ в счетчиках 0 и 2 фиксируются, "»в счетчике 1 не фиксируется. Аналогично STAT = 0 вызывает подготовку регистров

Рис 9 27 Регистры управления и состояния счетчиков

состояний счетчиков для ввода. Действия по фиксации и подготовке допускается указывать в одном приказе.

Форматы регистров управления и состояния показаны на рис. 9.27. Если два старших бита равны 1, они задают приказ обратного считывания; в противном случае они опреде­ляют счетчик. Если указан счетчик и биты 5-4 содержат нули, то имеет место приказ фиксации, который направляется в регистр управления выбираемого старшими битами счетчика. Когда же комбинация в битах 5-4 отличается от 00, она указывает тип ввода из OL или вывода в CR. Комбинация 01 идентифицирует операции считывания/записи из (в) OL^/CR, комбинация 10 - из (в) OLix/CRv» и комбинация 11 - выполнение операций парами (первый байт из (в) OLi /CRi и второй из (в) OLn/CR^i) Запись одного байта в CR вызывает сброс другого байта Биты 1, 2 и 3 определяют режим, а бит 0 определяет формат счета.

Таймер/счетчик имеет следующие режимы работы (через N обозначен начальный счет)

Режим 0 (прерывания по концу счета) . Сигнал GATE = 1 разрешает счет, a GATE = О запрещает счет, причем GATE не влияет на выход OUT. Содержимое CR передается в СЕ по первому импульсу CLK после того, как процессор осуществил запись в CR, независимо от сигнала на входе GATE Импульс, который загружает СЕ, не учитывается при сче­те На выходе OUT формируется низкий уровень при записи в регистр управления, который сохраняется до достижения счетчиком 0. Режим 0 предназначен в основном для счета событий.

Режим 1 (аппаратно перезапускаемый одновибратор). После загрузки значения N в CR переход 0 -* 1 на входе GATE вызывает загрузку СЕ, переход 1 -»0 на выходе OUT и запускает счет. Когда счетчик достигает 0, на выходе OUT формируется высокий уровень; таким образом, результатом является отрицательный импульс на выходе OUT с продолжительностью N периодов синхронизации

Режим 2 (гчрч' v-и^й nil ерьиышй таймер) После загрузки значения N в CR следующий импульс синхронизации осуществляет передачу из CR в СЕ. На выходе OUT возникает переход 1 -^ 0. когда счетчик достигает 0 низкий уровень сохраняется в течение одною импульса CJ-K Згпсм на выходе OUT. появляется высокий уровень, производится повторная загрузка СЕ из CR, в результате на выходе 01Л появляется отрицательный импульс через N тактов синхронизации Сигнал GAU --- 1 разрешает счет, а GATi  U  запрещаег Переход 0 " 1 на входе GAJ 1 вызывает реинициализацию счета следующим импульсом синхронизации. Данный pt-л. л vi применяется для реализации периодического интервального таймера

Режим 3 (генератор прямоугольного сигнала). Аналогичен режиму 2, но на выходе От формируется низкий уровень при достижении половины начального счета; этот уровень сохраняется до достижения счетчиком 0. Как и прежде, сигнал GATE разрешает и запрещает счет, а его переход 0 -* 1 реинициализирует счет Этот режим применяется в генераторах, определяющих скорость передачи в бодах.

Режим 4 (программно-запускаемый строб) . Аналогичен режиму 0, но на выходе OUT в процессе счета действую высокий уровень, а при достижении счетчиком 0 появляется отрицательный импульс с продолжительностью в один такт синхронизации

Режим 5 (аппаратно-запускаемый строб с перезапуском) После загрузки CR переход 0 ^ 1 на входе GATF вызывает передачу из CR в СЕ следующим импульсом CLK. В процессе счета на выходе OUT действует высокий уровень, а при достижении счетчиком 0 формируется отрицательный импульс с продолжительностью в один период CLK Сигнал GATE может в любой момент времени реинициализировать счет.

Начальное значение счета 0 во всех режимах интерпретируется как 216 или Ю4 в зависимости от формата счета. Мы привели общие принципы работы микросхемы 8254, а подробное описание содержится в фирменных материалах.

Лекция 14. Универсальная последовательная шина USB.

Толковый словарь по вычислительным системам определяет понятие интерфейс (interface) как границу раздела двух систем, устройств или программ; элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств. Мы же поговорим о интерфейсах, позволяющих подключать к персональным (и не только) компьютерам разнообразные периферийные устройства и их контроллеры. По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на параллельные и последовательные. В параллельном интерфейсе все биты передаваемого слова (обычно байта) выставляются и передаются по соответствующим параллельно идущим проводам одновременно. В PC традиционно используется параллельный интерфейс Centronics, реализуемый LPT-портами. В последовательном же интерфейсе биты передаются друг за другом, обычно по одной линии. СОМ порты PC обеспечивают последовательный интерфейс в соответствии со стандартом RS-232C. При рассмотрении интерфейсов важным параметром является пропускная способность.

В архитектуре современных компьютеров все большее значение приобретают внешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры, цифровые камеры и прочее.

Широко используемый последовательный интерфейс синхронной и асинхронной передачи данных.

2.Шина USB. Общая характеристика.

USB (Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) является промышленным стандартом расширения архитектуры PC, ориентированным на интеграцию с телефонией и устройствами бытовой электроники. Версия 1.0 была опубликована в январе 1996 года. Архитектура USB определяется следующими критериями:

Легко реализуемое расширение периферии PC. Дешевое решение, поддерживающее скорость передачи до 12 Mбит/с. Полная поддержка в реальном времени передачи аудио и (сжатых) видеоданных. Гибкость протокола смешанной передачи изохронных данных и асинхронных сообщений. Интеграция с выпускаемыми устройствами. Доступность в PC всех конфигураций и размеров. Обеспечение стандартного интерфейса, способного быстро завоевать рынок. Создание новых классов устройств, расширяющих PC. С точки зрения конечного пользователя, привлекательны следующие черты USB: Простота кабельной системы и подключений. Скрытие подробностей электрического подключения от конечного пользователя. Самоидентифицирующиеся ПУ, автоматическая связь устройств с драйверами и конфигурирование. Возможность динамического подключения и конфигурирования ПУ.

С середины 1996 года выпускаются PC со встроенным контроллером USB, реализуемым чипсетом. Уже появились модемы, клавиатуры, сканеры, динамики и другие устройства ввода/вывода с поддержкой USB, а также мониторов с USB-адаптерами - они играют роль концентраторов для подключения других устройств.

Структура USB

USB обеспечивает одновременный обмен данными между хост-компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ). Распределение пропускной способности шины между ПУ планируется хостом и реализуется им с помощью посылки маркеров. Шина позволяет подключать, конфигурировать, использовать и отключать устройства во время работы хоста и самих устройств.

Ниже приводится авторский вариант перевода терминов из спецификации "Universal Serial Bus Specification", опубликованной Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom. Более подробную и оперативную информацию можно найти по адресу:

Устройства (Device) USB могут являться хабами, функциями или их комбинацией. Хаб (Hub) обеспечивает дополнительные точки подключения устройств к шине. Функции (Function) USB предоставляют системе дополнительные возможности, например подключение к ISDN, цифровой джойстик, акустические колонки с цифровым интерфейсом и т. п. Устройство USB должно иметь интерфейс USB, обеспечивающий полную поддержку протокола USB, выполнение стандартных операций (конфигурирование и сброс) и предоставление информации, описывающей устройство. Многие устройства, подключаемые к USB, имеют в своем составе и хаб, и функции. Работой всей системы USB управляет хост-контроллер (Host Controller), являющийся программно-аппаратной подсистемой хост-компьютера.

Физическое соединение устройств осуществляется по топологии многоярусной звезды. Центром каждой звезды является хаб, каждый кабельный сегмент соединяет две точки - хаб с другим хабом или с функцией. В системе имеется один (и только один) хост-контроллер, расположенный в вершине пирамиды устройств и хабов. Хост-контроллер интегрируется с корневым хабом (Root Hub), обеспечивающим одну или несколько точек подключения - портов. Контроллер USB, входящий в состав чипсетов, обычно имеет встроенный двухпортовый хаб. Логически устройство, подключенное к любому хабу USB и сконфигурированное (см. ниже), может рассматриваться как непосредственно подключенное к хост-контроллеру.

Функции представляют собой устройства, способные передавать или принимать данные или управляющую информацию по шине. Типично функции представляют собой отдельные ПУ с кабелем, подключаемым к порту хаба. Физически в одном корпусе может быть несколько функций со встроенным хабом, обеспечивающим их подключение к одному порту. Эти комбинированные устройства для хоста являются хабами с постоянно подключенными устройствами-функциями.

Каждая функция предоставляет конфигурационную информацию, описывающую возможности ПУ и требования к ресурсам. Перед использованием функция должна быть сконфигурирована хостом - ей должна быть выделена полоса в канале и выбраны опции конфигурации.

Примерами функций являются:

Указатели - мышь, планшет, световое перо. Устройства ввода - клавиатура или сканер. Устройство вывода - принтер, звуковые колонки (цифровые). Телефонный адаптер ISDN.

Хаб - ключевой элемент системы РпР в архитектуре USB. Хаб является кабельным концентратором. Точки подключения называются портами хаба. Каждый хаб преобразует одну точку подключения в их множество. Архитектура допускает соединение нескольких хабов.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 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