Dni-Pro #01 18 ноября 2000

Железо

Железо - архитектура БИС параллельного интерфейса KP580BB55.

 АРХИТЕКТУРА БИС ПАРАЛЛЕЛЬНОГО
           ИНТЕРФЕЙСА KP580BB55.
──────────────────────────────────────────

                 ЧАСТЬ I

 БИС програмируемого параллельного интер-
фейса(ППИ)KP580BB55 предназначена для орг-
анизации ввода/вывода параллельной информ-
ации различного формата и позволяет реали-
зовать большинство известных протоколов
обмена по параллельным каналам.
(ППИ) может использоваться для сопряжения
микропроцессора со стандартным периферийн-
ым оборудованием(дисплеем,телетайпом,нако-
пителем) и т.д.
 Структурная схема ППИ приведена на рис.1
В состав БИС входят: двунаправленный 8-ра-
зрядный буфер данных(BD), связывающий ППИ
с системой шиной данных ; блок управления
записью/чтением (RWCU), обеспечивающий
┌────────────────────────────────────────┐
               ┌────┐      ┌────┐
  Рис.1        │    ├─────>│PORT│  PA(7-0)
               │ CUA│<═╗<═>│ A  │<═════>
        ┌────┐ │    │──║─┐ │    │<┐
  D(7-0)│    │ └─┬──┘  ║ │ └────┘ │
 <═════>│ BD │<═══════>║ │ ┌────┐ │
        │    │   │     ║ └>│PORT│ │PC(7-4)
        └─┬──┘   │     ║<═>│ C  │<═════>
  RD    ┌─┴──┐   │     ║   │    │<┤
  ─────>═    │   │     ║   └────┘ │
  WR    │    ├───┤     ║   ┌────┐ │
  ─────>═    │   │     ║   │PORT│ │PC(3-0)
  A1    │RWCU│   │     ║<═>│ C  │<═════>
  ─────>│    │   │     ║ ┌>│    │<┤
  A0    │    ├┐  √     ║ │ └────┘ │
  ─────>│    ││┌────┐  ║ │ ┌────┐ │
  RESET │    │││    ├──║─┘ │PORT│ │PC(7-0)
  ─────>│    │││ CUB│<═╝<═>│ B  │<═════>
        └────┘││    ├─────>│    │<┤
  CS      ^   │└────┘      └────┘ │
  ────────┘   └───────────────────┘
  Ucc ────>
  GND ────>
└────────────────────────────────────────┘
управление внешними и внутренними переда-
чами данных ,управляющих слов и информации
о состоянии ППИ; три 8-разрядных канала
ввода/вывода (PORT A,B и C) для обмена
информацией с внешними устройствами; схема
управления группой A (CUA), вырабатывающая
сигналы управиения каналом A и старшими
разрядами канала C[PC(7-4)];схема управле-
ния группой B(CUB), вырабатывающая сигналы
управления каналом B и младшими разрядами
канала C[PC(3-0)].
 Назначения входных, выходных и управляющ-
их сигналов ППИ приведены при описании вы-
водов микросхемы в табл.1. Сопряжение БИС
KP580BB55 со стандартной системой шиной
показано на рис.2. Сигналы управления раб-
отой ППИ подаются на блок RWCU(рис.1) и
вместе с адресными входами A0, A1 задают
вид операции, выполняемой БИС(табл.2).
┌────────────────────────────────────────┐
 Таблитца 1. Описание выводов ППИ
┌──────────┬────────┬────────────────────┐
│обозначен-│ номер  │    назначение      │
│ие вывода │контакта│      вывода        │
├──────────┼────────┼────────────────────┤
│D(7-0)    │27;28;29│ Вход/выход данных  │
│          │30;31;32│                    │
│          │33;34   │                    │
│   RD     │   5    │Чтение;L-уровень си-│
│          │        │гнала разрешает счи-│
│          │        │тывание информации  │
│          │        │из регистра, адресу-│
│          │        │емого по входам A0, │
│          │        │A1 на шину D(7-0)   │
│   WR     │   36   │Запись;L-уровень си-│
│          │        │гнала разрешает зап-│
│          │        │ись информации с ши-│
│          │        │ны D(7-0) в регистр │
│          │        │ППИ,адресуемый по   │
│          │        │входам A0,A1        │
│ A0,A1    │  9;8   │Входы для адресации │
│          │        │внутренних регистров│
│          │        │ППИ                 │
│ RESET    │   35   │Сброс;H-уровень сиг-│
│          │        │нала обнуляет регис-│
│          │        │тра управляющего сл-│
│          │        │ова и устанавливает │
│          │        │все порты в режим   │
│          │        │ввода               │
│   CS     │   6    │Выбор микросхемы; L-│
│          │        │-уровень сигнала по-│
│          │        │дключает ППИ к сист-│
│          │        │емной шине          │
│ PA(7-0)  │37;38;39│Вход/выход канала A │
│          │40;1;2;3│                    │
│          │4       │                    │
│ PB(7-0)  │15;24;23│Вход/выход канала B │
│          │22;21;20│                    │
│          │19;18   │                    │
│ PC(7-0)  │10;11;12│Вход/выход канала C │
│          │13;17;16│                    │
│          │15;14   │                    │
│ Ucc      │   26   │Питание (+5 В)      │
│ GND      │   7    │Питание (0 В)       │
└──────────┴────────┴────────────────────┘
└────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────────────────────┐
 Рис.2

AB ═══════════════════════════════════════
      │  │   │
CB ═══════════════════════════════════════
      │  │   │           │   │      │
DB ═══════════════════════════════════════
      │  │   │     ^     │   │      │
      │  │   │     ║     │   │      │
      √  √   √     √     √   √      √
   ┌─────────────────────║───║─────────┐
   │ A0  A1  CS  D(7-0)  RD  WR  RESET │
   │                                   │
   │                                   │
   │            KP580BB55              │
   │                                   │
   │                                   │
   │ PA(7-0)  PC(7-4)  PC(3-0)  PB(7-0)│
   └───────────────────────────────────┘
        ^        ^        ^        ^
        ║        ║        ║        ║
        √        √        √        √

└────────────────────────────────────────┘
┌────────────────────────────────────────┐
 Таблитца 2. Операции, задаваемые управля-
            ющими сигналами ППИ
┌─────────────────────┬──────────────────┐
│                     │Сигналы управления│
│      ОПЕРАЦИЯ       ├───┬───┬───┬───┬──┤
│                     │CS │RD │WR │A1 │A0│
├─────────────────────┼───┼───┼───┼───┼──┤
│Запись управляющего  │ 0 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1│
│ слова из МП         │   │   │   │   │  │
│Запись в канал    A  │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 0│
│ >>   >>   >>     B  │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 1│
│ >>   >>   >>     C  │ 0 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0│
│Чтение из канала  A  │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0│
│ >>   >>   >>     B  │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 1│
│ >>   >>   >>     C  │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0│
│ Отключение ППИ от   │ 1 │ X │ X │ X │ X│
│     D(7-0)          │   │   │   │   │  │
├─────────────────────┴───┴───┴───┴───┴──┤
│Примечание. X - безразличное состояние  │
│                сигнала                 │
└────────────────────────────────────────┘
└────────────────────────────────────────┘
 Режим работы каждого из каналов ППИ прог-
рамируется с помощью управляющего слова.
Управляющее слово может задать один из тр-
ех режимов: основной режим ввода/вывода
(режим 0),стробируемый ввод/вывод(режим 1)
режим двунаправленной передачи информации
(режим 2). Одним управляющим словом можно
установить различные режимы работы для ка-
ждого из каналов. Формат управляющего сло-
ва представлен на рис.3.
┌────────────────────────────────────────┐
  Рис.3     ┌─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬─┐
            │D│D│D│D│D│D│D│D│
            │7│6│5│4│3│2│1│0│
            └─┴┬┴┬┴┬┴┬┴┬┴┬┴┬┘
               │ │ │ │┌┘┌┘┌┘
┌──────┬──────┬─┬─┐│ ││ │ │
│      │Режим0│0│0││ ││ │┌─┬─────┬───────┐
│Группа│Режим1│0│1││ ││ ││1│Ввод │       │
│  A   │режим2│1│0││ ││ │├─┼─────┤PC(3-0)│
└──────┴──────┴─┴─┘│ ││ ││0│Вывод│       │
    ┌───────┬─────┬─┐││ │└─┴─────┴───────┘
    │       │Ввод │1│││┌─┬─────┬───────┐
    │PA(7-0)├─────┼─┤│││1│Ввод │       │
    │       │Вывод│0│││├─┼─────┤PB(7-0)│
    └───────┴─────┴─┘│││0│Вывод│       │
                    ┌┘│└─┴─────┴───────┘
     ┌───────┬─────┬─┬─┬───────┬────────┐
     │       │Ввод │1│0│Режим 0│        │
     │PC(7-4)├─────┼─┼─┼───────┤Группа B│
     │       │Вывод│0│1│Режим 1│        │
     └───────┴─────┴─┴─┴───────┴────────┘
└────────────────────────────────────────┘
 Канал A может работать в любом из трех
режимов,канал B-в режимах 0 и 1. Канал C
может быть использован для передачи данных
только в режиме 0, а в остальных он служит
для передачи управляющих сигналов, сопров-
ождающих процесс обмена по каналам A и B.
 Разряд D7 управляющего слова (рис.3) опр-
еделяет либо установку режимов работы кан-
алов(D7=1), либо работу ППИ в режиме сбро-
са/установки отдельных разрядов канала C
(D7=0). При поразрядном управлении каналом
C разряды D3-D1 определяют номер модифиц-
ируемого разряда; разряд D0 задает сброс
(D0=0) или установку (D0=1) модифицируемо-
го разряда; разряды D6-D4 не используются.
 Сброс/установку разрядов канала C можно
использовать для выработки сигналов запро-
са прерывания от ППИ. Для каждого из кана-
лов A и B в ППИ имеется триггер разрешения
прерывания, установка/сброс которого осущ-
ествляется управляющим словом установки /
сброса определенного разряда канала C. Ес-
ли триггер разрешения прерывания соответс-
твующего канала установлен (INTE=1),то ППИ
может сформировать сигнал запроса прерыва-
ния при готовности внешнего устройства к
вводу или выводу.
 Режим 0 применяется при синхронном обмене
или при програмной организации асиньрон-
ного обмена. Микросхема может рассматрива-
ться в этом режиме как устойство,состоящее
из четырех портов ( два 8-разрядных и два
4-разрядных),независимо настраиваемых на
ввод или вывод. Вывод иформации осуществл-
яется по команде OUT микропроцессора с фи-
ксацией выводимой информации в регистрах
каналов, а ввод-по команде IN без запомин-
ания информации.
 Режим 1 обеспечивает стробируемый однона-
правленный обмен информацией с внешним ус-
тойством. Передача данных производится по
каналам A и B, а линии канала C упровляют
передачей. Работу канала в режиме 1 сопро-
вождают три управляющих сигнала. Если один
из каналов запрограммировать на режим 1,то
остальные 13 интерфейсных линий можно исп-
ользовать в режиме 0. Если оба канала зап-
рограмированы на режим 1,то оставшиеся
две интерфейсные линии канала C могут быть
настроены на ввод или вывод.
 В режиме 1 для информации используются
следующие управляющие сигналы:строб приема
(STB)-входной сигнал, формируемый внешним
устройством; указывает на готовность ВУ к
вводу информации;подтверждение приема(IBF)
-выходной сигнал ППИ,сообщающий ВУ об око-
нчании приема STB; запрос прерывания(INTR)
-выходной сигнал ППИ, информирующий МП о
завершении приема информации в канале; H-
уровень сигнала устанавливается при STB=1,
IBF=1 и INTE=1; сбрасывается спадом сигна-
ла RD.
 Для операции ввода управление сигналом
INTE канала A осуществляется по линии PC4,
а канала B-по линии PC2.
 Для вывода информации врежиме 1 использу-
ютса следующие управляющие сигналы: строб
записи (OBF)-выходной сигнал, указывающий
внешнему устройству о готовности к выводу;
формируется по фронту WR; подтверждение
записи (ACK)-входной сигнал от внешнего
устойства, подтверждающий прием информации
из ППИ; запрос прерывания (INTR)-выходной
сигнал ППИ, информирующий МП о завершении
операции вывода информации; H-уровень сиг-
нала устанавливается по фронту сигнала ACK
при OBF=1 и INTR=1; сбрасывается спадом
сигнала WR.
──────────────────────────────────────────
 P.S. Продолжение в следующем номере.
                  набрал текст (GAME BOY)