Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Графическая работа - Сопряжение интерфейса PS/2 с шиной ISA (Office 2007) - файл Описалово.docx


Графическая работа - Сопряжение интерфейса PS/2 с шиной ISA (Office 2007)
скачать (208.2 kb.)

Доступные файлы (3):

Описалово.docx114kb.26.06.2009 00:00скачать
ТИТ ЛИСТ.XLS26kb.25.06.2009 23:58скачать
Функциональная схема.vsd

содержание

Описалово.docx

ISA (от англ. Industry Standard Architecture, ISA bus, произносится как ай-сэй) — 8-ми или 16-ти разрядная шина ввода/вывода IBM PC-совместимых компьютеров. Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъёма на материнской плате.

С появлением материнских плат формата ATX шина ISA перестала широко использоваться в компьютерах, хотя встречаются ATX-платы с AGP 4x, 6 PCI и одним (или двумя) портами ISA. Но пока её ещё можно встретить в старых AT-компьютерах, а также в промышленных компьютерах.

Для встроенных систем существует вариант компоновки шины ISA, отличающийся применяемыми разъёмами — шина PC/104.

Впервые шина ISA появилась на компьютерах IBM PC/XT в 1981 году. Это была 8-ми битная шина с тактовой частотой 4,77 МГц и скоростью передачи данных 4,77 МБ/с. Разъём состоял из 62-х контактов, из них 8 — для данных, 20 — линии адреса, 6 — для прерываний от IRQ2 до IRQ7.

В 1984 году шина была усовершенствована — стала способной передавать 16-бит данных за такт, увеличена тактовая частота до 8 МГц, размер адресуемой памяти был увеличен с 4 МБ до 16 МБ. Разъём увеличили на 36 контактов, при этом он остался совместим с 8-битными картами расширения, под данные теперь отводилось 16 линий, под адрес 24 линии и под прерывания 11 линий шины.

В 1988 консорциумом из девяти производителей компьютеров: (AST Research, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse и Zenith) была обнародована 32-разрядная архитектура системной шины EISA.

В 1993 году компании Intel и Microsoft усовершенствовали шину и разработали ISA PnP (Plug and Play), которая позволяла операционной системе самой определять назначаемое прерывание для устройства.

Интерфейс ISA был основным на устаревших системах типа AT. В новых корпусах форм-фактора ATX, выпускаемых с 1997 года, этот интерфейс обычно отсутствует.



Распайка ISA 8 bit

N

Сигнал

N

Сигнал

A1

*CHKCHK

B1

GND

A2

SD7

B2

*RESDRV

A3

SD6

B3

+5V

A4

SD5

B4

IRQ2

A5

SD4

B5

-5V

A6

SD3

B6

DRQ2

A7

SD2

B7

-12V

A8

SD1

B8

*NOWS [A]

A9

SD0

B9

+12V

A10

CHRDY

B10

GND

A11

AEN

B11

*SMWTC

A12

SA19

B12

*SMRDC

A13

SA18

B13

*IOWC

A14

SA17

B14

*IORC

A15

SA16

B15

*DAK3

A16

SA15

B16

DRQ3

A17

SA14

B17

*DAK1

A18

SA13

B18

DRQ1

A19

SA12

B19

*REFRESH

A20

SA11

B20

BCLK

A21

SA10

B21

IRQ7

A22

SA9

B22

IRQ6

A23

SA8

B23

IRQ5

A24

SA7

B24

IRQ4

A25

SA6

B25

IRQ3

A26

SA5

B26

*DAK2

A27

SA4

B27

TC

A28

SA3

B28

BALE

A29

SA2

B29

+5V

A30

SA1

B30

OSC

A31

SA0

B31

GND





Описание сигналов на шине ISA

Целесообразно разбить все сигналы на 7 групп: АДРЕСА, ДАННЫЕ, СИНХРОСИГНАЛЫ, КОМАНДНЫЕ СИГНАЛЫ, СИГНАЛЫ РЕЖИМА ПДП, ЦЕНТРАЛЬНЫЕ СИГНАЛЫ УПРАВЛЕНИЯ, СИГНАЛЫ ПРЕРЫВАНИЯ, ПИТАНИЕ. Информация о направленности сигналов (вход, выход или двунаправленный) приводится относительно задатчика на шине.

Сигналы адреса

Группа сигналов адреса включает в себя адреса, вырабатываемые текущим задатчиком на шине. На шине ISA есть два вида сигналов адреса, SA<19...0> и LA<23...17>.

SA<19...0> [8] [8/16]

Адресные сигналы этого типа поступают на шину с регистров адреса, в которых адрес "защелкивается". Сигналы SA<19...0> позволяют осуществлять доступ к памяти только в младшем мегабайте адресного пространства. При доступе к устройству ввода/вывода только сигналы SA<15...0> имеют действительное значение, а состояние сигналов SA<19...16> не определено.

Во время выполнения циклов регенерации адреса только сигналы SA<7...0> имеют действительное значение, а состояние сигналов SA<19...8> неопределено и эти выводы должны быть в третьем состоянии для всех устройств на шине.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Внешняя плата, ставшая задатчиком на шине, должна разрешать сигнал -REFRESH для регенерации памяти, при этом внешняя плата должна перевести свои выходные формирователи сигналов адреса в третье состояние.

LA<23...17> [8/16]

Сигналы этого типа поступают на шину без "защелкивания" в регистрах. Когда центральный процессор является задатчиком на шине, то значения сигналов на линиях LA<23...17> истинны во время выработки сигнала BALE и они могут иметь произвольное значение в конце цикла доступа. Если задатчиком на шине является контроллер ПДП, сигналы LA<23...17> истинны до начала сигнала -MEMR или -MEMW и сохраняются до конца цикла. При выполнении циклов доступа к памяти сигналы LA<23...17> всегда истинны, а при доступе к устройствам ввода/вывода эти сигналы имеют уровень логического "0".

При выполнении циклов регенерации состояние линий LA<23...17> неопределено и все ресурсы на шине должны поддерживать свои выходы по этим линиям в третьем состоянии.

РЕКОМЕНДАЦИИ: Для "защелкивания" сигналов LA следует использовать только регистры с потенциальным входом. Это вызвано тем, что в этом случае новый истинный адрес появится на выходе регистра по началу сигнала BALE (а не по его заднему фронту) и, кроме этого, во время циклов доступа к памяти каким-либо другим задатчиком, а не ЦП, сигнал BALE поддерживается в состоянии логической "1" и регистр с потенциальным входом станет просто повторителем сигналов LA (что и требуется в таком случае).

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ



Если внешняя плата является задатчиком на шине, то сигналы LA<23...17> должны быть истинны до начала сигнала -MEMR или -MEMW и сохраняться таковыми до завершения цикла. Если внешняя плата разрешает сигнал -REFRESH (следует помнить, что внешняя плата может это сделать, только будучи задатчиком на шине), то вырабатывать сигналы адреса будет контроллер регенерации, поэтому внешней плате следует перевести свои адресные выходы в третье состояние.

-SBHE

Сигнал -SBHE (System Bus High Enable - Разрешение старшего байта на системной шине) разрешается центральным процессором для указания всем ресурсам на магистрали о том, что по линиям SD<15...8> пересылается байт данных. Сигналы -SBHE и SA0 используются для определения того, какой байт и по какой половине шины данных пересылается (в соответствии с табл. 3.1).

Сигнал -SBHE не вырабатывается контроллером регенерации при захвате им шины, так как никаких перестановок байтов нет и нет реального чтения данных.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Если внешняя плата становится задатчиком на шине, то она должна вырабатывать сигнал -SBHE так же как центральный процессор.

Если внешняя плата, являющаяся задатчиком на шине, вырабатывает сигнал -REFRESH, то ее выход сигнала -SBHE должен быть переведен в третье состояние.

BALE [8] [8/16]

Сигнал BALE (Bus Address Latch Enable - Разрешение на "защелкивание" адреса на шине) является стробом для записи адреса по линиям LA<23...17> и сообщает ресурсам на шине, что адрес является истинным и его можно "защелкнуть" в регистре. Этот сигнал также информирует ресурсы на шине о том, что сигналы SA<19...0> и -SBHE истинны.

При захвате шины контроллером ПДП сигнал BALE всегда равен логической "1" (вырабатывается на материнской плате), так как сигналы LA<23...17> и SA<19...0> истинны до выработки командных сигналов. Если контроллер регенерации становится задатчиком на шине, то на линии BALE также поддерживается уровень логической единицы, поскольку сигналы адреса SA<19...0> истинны до начала командных сигналов.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

При захвате шины внешней платой сигнал BALE поддерживается материнской платой в состоянии логической "1" на все время захвата шины. Адресные сигналы LA<23...17> и SA<19...0> должны быть при этом истинны в течении времени разрешения платой командных сигналов.

Если центральный процессор является задатчиком на шине и выполняет цикл доступа к ресурсу на внешней плате, то сигналы LA<23...17> истинны только в течении короткого времени, поэтому сигнал BALE должен быть использован для "защелкивания" адреса в регистре. При захвате шины любым устройством, кроме ЦП, на линии BALE поддерживается уровень логической "1".

AEN [8] [8/16]



Сигнал AEN (Address Enable - Разрешение адреса) разрешается тогда, когда контроллер ПДП становится задатчиком на шине и сообщает всем ресурсам на шине о том, что на шине выполняются циклы ПДП. Разрешенный сигнал AEN также информирует все устройства ввода/вывода о том, что контроллер ПДП установил адрес памяти и УВВ следует запретить на время сигнала AEN декодирование адреса.

Этот сигнал запрещается, если задатчиком на шине является центральный процессор или контроллер регенерации.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Если внешняя плата, выполняя процедуру захвата шины, вырабатывает сигнал -MASTER, сигнал AEN запрещается контроллером ПДП для того, чтобы позволить внешней плате доступ к устройствам ввода/вывода.

SD<7...0> и SD<15...8>

Линии SD<7...0> и SD<15...8>, как правило, еще называют шиной данных, причем по линии SD15 передается старший значащий бит, а по линии SD0 - младший значащий бит. Линии SD<7...0> - младшая половина шины данных, SD<15...0> - старшая половина шины данных. Все 8-ми разрядные ресурсы могут обмениваться данными только по младшей половине шины данных. Поддержка обмена данными между 16-ти разрядным задатчиком на шине и 8-ми разрядным ресурсом осуществляется перестановщиком байтов на материнской плате (табл. 3.1 и рис. 3.1 иллюстрирует его работу).

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Если сигнал - REFRESH разрешен, то внешние платы должны перевести свои выходы по шине данных в третье состояние, так как нет пересылок данных во время циклов регенерации памяти.

^ Центральные сигналы управления

Группа центральных сигналов управления состоит из сигналов различных частот, сигналов управления и ошибок.

-MASTER

Сигнал -MASTER (Master - Ведущий) должен вырабатываться только той внешней платой, которая желает стать задатчиком на шине.

ВНИМАНИЕ! Если сигнал -MASTER разрешен на время более 15 мкс, то внешняя плата должна запросить цикл регенерации памяти, разрешив сигнал -REFRESH.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Сигнал -MASTER разрешается внешней платой, становящейся задатчиком на шине, только после приема ей соответствующего сигнала -DACK от контроллера ПДП. После того, как сигнал -MASTER будет разрешен, внешняя плата должна ждать минимум один период частоты SYSCLK, прежде чем начать выработку сигналов адреса и данных и минимум два периода SYSCLK до выработки командных сигналов.



-I/O CH CK [8] [8/16]

Сигнал -I/O CH CK (I/O Channel Check - Проверка Канала Ввода/вывода) может быть разрешен любым ресурсом на шине как сообщение о фатальной ошибке, которая не может быть исправлена. Типичный пример такой ошибки - ошибка четности при доступе к памяти. Сигнал - I/O CH CK должен быть разрешен на время не менее 15 нс. Если в момент выработки этого сигнала задатчиком на шине являлся контроллер ПДП или контроллер регенерации, то сигнал -I/O CH CK будет записан в регистр на материнской плате, а обработан только после того, как центральный процессор станет задатчиком на шине.

Этот сигнал, как правило, соединен со входом немаскированного прерывания ЦП и его выработка приводит к прекращению нормальной работы компьютера.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Если сигнал -I/O CH CK разрешается в тот момент, когда задатчиком на шине является внешняя плата, то он записывается в регистр на материнской плате и будет обработан только после захвата шины центральным процессором.

RESET DRV [8] [8/16]

Сигнал RESET DRV (Reset Driver - Сброс Устройства) вырабатывается центральным процессором для начальной установки всех ресурсов доступа на шине после включения питания или падения его напряжения. Минимальное время разрешения этого сигнала - 1 мс.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Внешние платы на все время выработки этого сигнала должны перевести свои выходы в третье состояние.

SYSCLK [8] [8/16]

Сигнал SYSCLK (System Clock - системная частота) в данной книге принимается равной 8 МГц, хотя, как правило, эта частота такая же, как и тактовая частота центрального процессора на материнской плате, но с 50% (по длительности) уровнем логической "1". Все циклы шины пропорциональны SYSCLK, но все сигналы на шине, за исключением -0WS, не синхронизированы с SYSCLK.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Когда внешняя плата является задатчиком на шине, она может использовать SYSCLK для задания длины цикла, но кроме как для выработки -0WS любой сигнал для синхронизации может быть использован.

OSC [8] [8/16]

Сигнал OSC вырабатывается материнской платой всегда фиксированной частотой 14.3818 МГц с 45-55% (по длительности) уровнем логической "1". Сигнал OSC не синхронизирован ни с SYSCLK ни с каким-либо другим сигналом на шине и поэтому не может быть использован для применений, требующих синхронизации с другими сигналами. Исторически этот сигнал появился для поддержки первых контроллеров цветных мониторов для персональных компьютеров серии IBM 

PC. Этот сигнал удобен для использования внешними платами, поскольку он одинаков для всех моделей компьютеров, совместимых с IBM PC/AT.

^ Сигналы прерывания

Группа сигналов прерывания используется для запроса на прерывание центрального процессора.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно сигналы запроса на прерывания присоединены к контроллеру прерываний типа Intel 8259A. Несмотря на то, что доступ к контроллерам прерываний (как к УВВ) имеет любой задатчик на шине, для совместимости программного обеспечения только центральный процессор может обслуживать контроллер прерываний.

IRQ<15,14,12,11,10> [8/16] IRQ<9,7...3> [8]

Прерывание может быть запрошено ресурсами как на материнской плате, так и на внешних платах разрешением соответствующего сигнала IRQ. Сигнал должен оставаться разрешенным до подтверждения прерывания центральным процессором, которое, как правило, заключается в доступе ЦП к ресурсу, запросившему прерывание.

ОСОБЕННОСТИ ДЛЯ ВНЕШНИХ ПЛАТ

Запрос на прерывание записывается в триггер в контроллере прерываний по нарастающему фронту сигнала запроса на прерывание и должен вырабатываться микросхемами с обычными ТТЛ выходами. Поэтому, выбирая линию запроса на прерывание для своей внешней платы, следует убедиться, что эта линия не занята какой-либо другой внешней платой.

^ 8 Bit Memory or I/O Transfer Timing Diagram (4 wait states shown)

__ __ __ __ __ __ __

BCLK ___| |___| |___| |__| |___| |___| |___| |__

W1 W2 W3 W4

__

BALE _______| |_______________________________________
AEN __________________________________________________
______________________________________

SA0-SA19 ---------<______________________________________>-

_____________ _____

Command Line |______________________________|

(IORC,IOWC,

SMRDC, or SMWTC)

_____

SD0-SD7 ---------------------------------------<_____>----

(READ)
___________________________________

SD0-SD7 ---------<___________________________________>----

(WRITE)



Схема цоколевки

Вилка (на кабеле) Розетка (на компьютере)

Названия и функциональные назначения выводов

№ вывода Обозначение Описание

1 Data Data (передача данных)

2 n/c Not Connected (не используется)

3 GND Ground (корпус)

4 +5VDC Питание, +5 В

5 Clock Тактовая частота передачи данных

6 n/c Not Connected (не используется)



Цикл передачи Scan-кода с клавиатуры:

Цикл передачи команды на клавиатуру:


Скачать файл (208.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации