Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Электроника

Интерфейсы и интерфейсные БИС

Как только микропроцессоры стали использоваться в качестве процессоров ЭВМ, возникла задача разработки БИС для реализации интерфейсных функций. Первые микроЭВМ были 8-разрядными, работавшими с невысокой тактовой частотой, и интерфейсы, обеспечивающие работу микропроцессорных систем, обладали соответствующими техническими характеристиками. Эти интерфейсы были, как правило, параллельными, магистральными, асинхронными, с 8-разрядной шиной данных и 16-разрядной шиной адреса. В некоторых интерфейсах была мультиплексная шина адреса/данных.

С ростом разрядности и быстродействия микропроцессоров изменялись и характеристики интерфейсов. Сначала использовались главным образом параллельные интерфейсы. Для 8- и 16-разрядных процессоров был разработан интерфейс (шина) ISA, который для 32-разрядных процессоров, начиная с 80386, был доработан, став шиной EISA. Для процессоров Pentium был разработан новый параллельный интерфейс PCI. Постепенно параллельные интерфейсы перестали удовлетворять, и им на смену пришли последовательные – PCI Express, USB, SATA.

Первые интерфейсные БИС были ориентированы на работу с 8-разрядной шиной данных и 16-разрядной шиной адреса. Простейшими микросхемами были шинные формирователи и буферные регистры (порты ввода/вывода). Более сложные операции обслуживались адаптерами и контроллерами. Каждое из таких устройств выполнялось в виде отдельной БИС. Сейчас уровень интеграции ИС позволяет в одном кристалле объединить целый ряд устройств, выполняющих различные интерфейсные функции. Однако в структурном плане современные интерфейсные ИС до сих базируются на "простых" ранее разработанных ИС.

В маркировке первых интерфейсных БИС первыми были цифры 82, после которых стояли еще две цифры, обозначающие вид конкретной схемы. При описании функциональных возможностей и структуры современных интерфейсных БИС обычно идет перечисление ранее разработанных БИС семейства 82ХХ, структурно входящих в современную БИС. Например, о современном периферийном контроллере 82С206 сказано: содержит две ИС 8259, две ИС 8237, одну ИС 8254 и др. Более того, даже в библиотеках схемных решений новейших СБИС программируемой логики присутствуют структуры традиционных БИС 82ХХ.

Шинные формирователи и буферные регистры

Шинные формирователи. Шинные формирователи включаются между источником информации и шиной. Так как к шине может подключаться множество устройств, сигналы, выдаваемые в шину, должны быть достаточно большой мощности, которую обычная БИС обеспечить не в состоянии. Шинные формирователи усиливают сигналы источника по мощности, отключают источник от шины, когда он не участвует в обмене, формируют при необходимости требуемые уровни сигналов лог. 1 и лог. 0. Двунаправленные шинные формирователи позволяют не только передавать сигналы источника в шину, но и принимать их с шины и передавать приемнику данных. Работа ИС определяется управляющими сигналами. Так, для двунаправленного формирователя требуются два сигнала управления. Первый – разрешающий прием/передачу данных или отключающий от шины путем перевода выходных усилителей в третье состояние. Второй – указывающий направление передачи данных: в шину или с шины. Обычно в двунаправленном шинном формирователе по каждому разряду работает два усилителя. Один усиливает сигнал источника и выдает его в шину, другой принимает сигнал этого же разряда с линии шины и выдает усиленный сигнал приемнику. При этом мощность первого усилителя, нагруженного на шину, обычно больше второго, нагрузкой которого является одна ИС. Так как шина обладает емкостью, с которой элементы, выполненные по МОП-технологии справляются плохо, ИС шинных формирователей выполняются по биполярной технологии ттлш.

Буферные регистры. Буферные регистры служат для подключения к магистрали внешнего устройства. В отличие от шинных формирователей, которые только усиливают сигналы, буферные регистры способны хранить данные. Благодаря этому они могут выполнять функцию портов. Буферные каскады с тремя состояниями на выходах регистра обеспечивают портам возможность отключения от магистрали под действием управляющих сигналов, а также необходимую нагрузочную способность.

Через порты ввода данные от внешнего устройства поступают в магистраль, а через порты вывода данные с магистрали передаются тому или иному модулю. Порты ввода/вывода могут выполнять обе указанные операции.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы