Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[0]

Шина ISA

В основе этого материала книга сотрудника нашей компании Блохнина С.М. по

шине ISA, изданная ПК"Сплайн " в 1992 году.

Содержание:

1.Введение

1.1. Виды устройств, работающие на шине ISA

2.Характеристики задатчиков на шине

2.1.Центральный процессор

2.2.Контроллер ПДП

2.3.Внешняя плата

2.4.Режимы прямого доступа к памяти или к устройствам ввода/вывода

2.5.Режим сброса

2.6.Контроллер регенерации памяти

3.Общее описание шины ISA

3.1.Адресное пространство при обращении к памяти

3.2.Адресное пространство для устройств ввода/вывода

3.3.Структура прерываний

3.4.Перестановщик байтов

4.Описание сигналов на шине ISA

4.1.Сигналы адреса

4.2.Командные сигналы

4.3.Центральные сигналы управления

4.4.Сигналы прерывания

4.5.Сигналы режима ПДП

4.6.Питание

5.Циклы шины

5.1.Цикл Доступа к Ресурсу

5.1.1.Цикл Доступа к Ресурсу - 0 тактов ожидания

5.1.2.Цикл Доступа к Ресурсу - Нормальный цикл

5.2.Цикл Регенерации - Введение

5.1.3.Цикл Доступа к Ресурсу - Удлиненный цикл

5.2.1.Цикл Регенерации - Нормальный цикл

5.2.2.Цикл Регенерации - Удлиненный цикл

5.3.Цикл ПДП

5.3.1.Цикл ПДП - Нормальный цикл

5.3.2.Цикл ПДП - Удлиненный цикл

5.4.Цикл Захвата Шины

6.Временные диаграммы шины ISA

7.Характеристики соединителей на шине

7.1.Назначение выводов соединителей, устанавливаемых в слоты

7.2.Электрические характеристики сигналов

7.4.Дополнительные требования к приемникам и передатчикам на внешних платах

7.5.Нагрузочные резисторы на шине

7.6.Механические характеристики внешней платы

1 . Введение

Шина ISA (Industrial Standart Arhitecture) является фактически стандартной шиной для персональных компьютеров типа IBM PC/AT и совместимых с ними. Шина EISA, с которой ряд фирм выпускал персональные компьютеры, уступила шине PCI и в настоящее время используется редко..

Основные отличия шины ISA персонального компьютера IBM PC/AT от своей предшественницы -шины компьютера IBM PC/XT заключаются в следующем:

•шина AT компьютеров позволяет использовать на внешних платах как 16-разрядные устройства ввода/вывода, так и 16-разрядную память;

•цикл доступа к 16-разрядной памяти на внешней плате может быть выполнен без вставки тактов ожидания;

•объем непосредственно адресуемой памяти на внешних платах может достигать 16 Мб;

•внешняя плата может становиться хозяином (задатчиком) на шине и самостоятельно


осуществлять доступ ко всем ресурсам как на шине, так и на материнской плате.

1.1. Виды устройств, работающие на шине ISA

При описании шины целесообразно представить компьютер как состоящий из материнской платы (motherboard) и внешних плат, которые взаимодействуют между собой и ресурсами материнской платы через шину. Все пассивные устройства (не могущие стать задачиками) на шине можно разделить на две группы - память и устройства ввода/вывода (порты). Циклы доступа для каждой из групп отличаются друг от друга как по временным характеристикам, так и по вырабатываемым на шине сигналам.

Чисто условно, для удобства понимания функционирования шины ISA, будем считать, что на материнской плате компьютера существуют следующие устройства, способные быть владельцами (задатчиками) шины: центральный процессор (ЦП), контроллер прямого доступа в память (ПДП), контроллер регенерации памяти (КРП). Кроме этого, задатчиком на шине может быть и внешняя плата. При выполнении цикла доступа на шине задатчиком может быть только одно из устройств. Рассмотрим подробнее функции этих устройств на шине ISA.

Центральный процессор (ЦП) - является основным задатчиком на шине. По умолчанию именно ЦП будет считаться задатчиком на шине. Контроллер ПДП, а также контроллер регенерации памяти запрещают работу ЦП на время своей работы.

Контроллер ПДП - это устройство связано с сигналами запроса на режим ПДП и сигналами подтверждения режима ПДП. Активный сигнал запроса на ПДП будет разрешать последующий захват шины контроллером ПДП для передачи данных из памяти в порты вывода или из портов ввода в память.

Контроллер регенерации памяти - становится владельцем шины и генерирует сигналы адреса и чтения памяти для регенерации информации в микросхемах динамической памяти как на материнской памяти, так и внешних платах.

Внешняя плата - взаимодействует с остальными устройствами через разъем на шине ISA. Может становиться задатчиком на шине для доступа к памяти или устройствам ввода/вывода.

Кроме этого, на материнской плате компьютера имеется ряд устройств, которые не могут быть задатчиками на шине, но тем не менее взаимодействуют с ней. Это следующие устройства:

Часы реального времени (Таймер-счетчик) - это устройство состоит из часов реального времени для поддержки даты и времени и таймера, как правило на базе микросхемы Intel 8254A. Один из таймеров-счетчиков этой микросхемы вырабатывает импульсы с периодом 15 микросекунд для запуска контроллера регенерации памяти на регенерацию.

Кросс материнской платы - часть материнской платы, которая соединяет разъемы шины ISA для подключения внешних плат с другими ресурсами на материнской плате.

Память на материнской плате - часть или все микросхемы памяти прямого доступа (ОЗУ), используемые для хранения информации ЦП. На внешних платах также могут быть размещены микросхемы дополнительной памяти.

Контроллер прерываний - это устройство связано с линиями запросов прерываний на шине. Прерывания требуют дальнейшего обслуживания ЦП.

Устройства ввода/вывода - часть или все устройства ввода/вывода (такие как параллельные или последовательные порты) могут размещаться как на материнской плате, так и на внешних платах.

Перестановщик байтов данных - это устройство позволяет обмениваться данными между собой 16-разрядными и 8-разрядными устройствами.

Архитектура персонального компьютера IBM PC/AT с точки зрения использования шины ISA показана на рисунке.


Внешние платы, устанавливаемые в разъемы шины, могут быть 8- и/или 16-разрядными. 8-разрядная плата имеет только один

интерфейсный разъем и может оперировать только с 8-разрядными данными. 8-разрядный слот также не может быть задатчиком на шине. 1 6-разрядная плата обязательно имеет два

интерфейсных разъема -один основной, такой же как в 8-разрядных платах, и один дополнительный. Такая плата может оперировать как с 8-, так и с 16-разрядными данными и, кроме этого, она может быть

задатчиком на шине. Общее число устанавливаемых в разъемы шины плат ограничивается как нагрузочной способностью шины, так и конструктивным исполнением материнской платы. Как правило, допускается устанавливать не более 8 (пять 1 6-разрядных и три 8-разрядных) внешних плат на шину. Такое ограничение вызвано также и относительно небольшим количеством свободных линий запросов на ПДП и запросов на прерывания, имеющихся на шине.

2. Характеристики задатчиков на шине

2.1. Центральный процессор

Центральный процессор по умолчанию является основным владельцем шины, контроллер ПДП и контроллер регенерации памяти могут стать задатчиками на шине, только предварительно запретив работу ЦП. Процесс запрещения работы ЦП состоит в выработке сигнала запроса на ПДП и приема сигнала подтверждения ПДП.

Центральный процессор может быть источником как 16-разрядных операций, так и 32-разрядных. Когда ЦП является 16-разрядным ресурсом, он может выполнять операции как с 16-, так и с 8-разрядными ресурсами на шине. При выполнении ЦП команды, оперирующей с 1 6-разрядными данными, если ресурс доступа 8- разрядный, то специальными аппаратными средствами на материнской плате в этом случае выполняются два цикла доступа. Если же ЦП является 32-разрядным, то аппаратно на материнской плате компьютера один 32-разрядный цикл работы ЦП с внешним ресурсом должен быть преобразован в два индивидуальных 1 6-разрядных цикла доступа.

Особенности для внешних плат. Если ЦП является задатчиком на шине, то внешние платы могут функционировать только в режиме памяти или устройства ввода/вывода.

2.2. Контроллер ПДП

Сигналы для поддержки ПДП заводятся с разъема непосредственно на контроллер ПДП, выполненный, как правило, на микросхеме Intel 8237A. Когда режим ПДП запрашивается каким-либо устройством (хотя бы один из сигналов DRQ становится активным), контроллер ПДП осуществляет захват шины у ЦП. Выдача затем соответствующего сигнала -DACK означает, что контроллер ПДП начал передачу данных. Циклы ПДП не будут выполняться на шине, если сигнал -MASTER будет разрешен с какой-либо внешней платы.

Если запрос на ПДП требуется устройству ввода/вывода, то следует учесть, что каналы 0...3 ПДП поддерживают передачу только 8-разрядных данных; все данные должны передаваться только по линиям SD<7...0>. Перестановка байтов в этом случае выполняется аппаратно на материнской плате в соответствии с сигналами SA0 и -SBHE. Такая перестановка может потребоваться, например, при передаче данных из старшего байта 1 6-разрядной памяти в 8-разрядный порт. Каналы ПДП 5...7 поддерживают передачу только 16-разрядных данных; все данные должны



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8]