Доступ к последовательному порту.

Доступ к последовательному порту.

При асинхронной связи машина посылает или принимает байты информации по одному биту. Временные интервалы между байтами при этом несущественны, но времена между отдельными битами байта очень важны. Сигнал на линии может быть высокого или низкого уровня, что соответствует логическим нулю и единице, и говорят, что линия отмечена (marking), когда уровень высокий, и пустая (spacing), когда уровень низкий.

Линия поддерживается в отмеченном состоянии, когда по ней нет передачи данных. При начале передачи байта данных сигнал падает в 0, отмечая стартовый бит. Затем следуют восемь битов данных (иногда меньше) в виде набора высоких и низких уровней. Последний бит данных может сопровождаться битом четности, используемым для обнаружения ошибок, а затем в последовательность включаются 1 или более стоп-битов, которым соответствует высокий уровень. Эти стоп-биты начинают отмеченное состояние, которое будет сохраняться до тех пор, пока не начнется передача следующего байта данных; число используемых стоп-битов существенно, поскольку они устанавливают минимальное время, которое должно пройти перед следующим стартовым битом.

Конечно, передающая и приемная станции должны использовать один и тот же протокол для этих цепочек битов и они должны работать с одной и той же скоростью обмена (измеряемой в битах в секунду, называемых также бодами). При обмене могут легко возникать ошибки, поэтому коммуникационное оборудование предоставляет разнообразную информацию о статусе как самого порта, так и присоединенного к нему модема. Задачей модема является преобразование сигнала, генерируемого портом коммуникации, в акустический сигнал, который может затем быть передан по телефонному каналу. Большинство модемов предоставляют также дополнительные коммуникационные возможности, такие как автоматический вызов и ответ, которые не поддерживаются самим портом коммуникации.

Управление клавиатурой

Клавиатура содержит интеловский микропроцессор, который воспринимает каждое нажатие на клавишу и выдает скан-код в порт A микросхемы интерфейса с периферией, расположенной на системной плате. Скан-код это однобайтное число, младшие 7 битов которого представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. Старший бит кода говорит о том, была ли клавиша нажата (бит = 1, код нажатия) или освобождена (бит = 0, код освобождения). Когда эта клавиша нажимается, то в порт A посылается код 10110000, а когда ее отпустили - код 00110000. Таким образом, каждое нажатие на клавишу дважды регистрируется в микросхеме 8255. И каждый раз микросхема 8255 выдает подтверждение микропроцессору клавиатуры.

Когда скан-код выдается в порт A, то вызывается прерывание клавиатуры (INT 9). Процессор моментально прекращает свою работу и выполняет процедуру, анализирующую скан-код. Когда поступает код от клавиши сдвига или переключателя, то изменение статуса записывается в память. Во всех остальных случаях скан-код транс формируется в код символа, при условии, что он подается при нажатии клавиши (в противном случае, скан-код отбрасывается). Процедура сначала определяет установку клавиш сдвига и переключателей, чтобы правильно получить вводимый код. После этого введенный код помещается в буфер клавиатуры, который является областью памяти, способной запомнить до 15 вводимых символов, пока программа слишком занята, чтобы обработать их.

Имеется два типа кодов символов, коды ASCII и расширенные коды. Коды ASCII - это байтные числа, которые соответствуют расширенному набору кодов ASCII для IBM PC. Для IBM PC этот набор включает обычные символы пишущей

машинки, а также ряд специальных букв и символов псевдографики. ASCII коды включают также 32 управляющих кода, которые обычно используются для передачи команд периферийным устройствам, а не выводятся как символы на экране; однако каждый из них имеет соответствующий символ, который может быть выведен на дисплей, с использованием прямой адресации дисплейной памяти (только первые 128 символов являются настоящими символами ASCII)

Второй набор кодов, расширенные коды, присвоен клавишам или комбинациям клавиш, которые не имеют представляющего их символа ASCII, таким как функциональные клавиши или комбинации с клавишей Alt. Расширенные коды имеют длину 2 байта, причем первый байт всегда ASCII 0. Второй байт - номер расширенного кода

Имеется несколько комбинаций клавиш, которые выполняют специальные функции и не генерируют скан-коды. Эти комбинации включают <Ctrl-Break>, <Ctrl-Alt-Del> и <PrtSc>, плюс <SysReq>. Все остальные нажатия клавиш должны интерпретироваться программой и если они имеют специальное назначение, скажем сдвинуть курсор влево, программа должна содержать код, обеспечивающий достижение этого эффекта.

Операционная система предоставляет различные процедуры для чтения кодов из буфера клавиатуры, включая средства для получения сразу целой строки.

BIOS. Отображение информации BIOS на экране. Примеры звуковых кодов.

BIOS

Как известно без ЦП ПК не сможет работать. BIOS – базовая система ввода/вывода BIOS

осуществлять нескольких важных решений направленных на поддержку операций ПК. Первые команды, которые выполняет ЦП при каждом запуске системы, содержатся в BIOS. Эти команды инициируются и управляются POST (power- on-self-test) самотестированием при включении ПК. Кроме того в памяти BIOS содержится программа SETUP. Она служит для конфигурации важных параметров в системе. Наконец BIOS предоставляет набор базовых служб I/O. На основе этого набора ОС м. взаимодействовать с внешними устройствами(мышь и т. д.).

Ключевые функции BIOS:

- запуск системы;

- установка пар-ров;

- CMOS службы I/O (осн.).

BIOS содержит как коды, выполняемые ЦП, так и коды, которые программы(например ОС) используют для взаимодействия с другими устройствами. Эти коды помещаются в одну или несколько МС, устанавливаемых на системной плате. В современных системах BIOS основана на технологии FLASH памяти – это одна МС. Её содержимое можно обновить с помощью специальных программ. Существующие версии BIOS не способны поддерживать принципиально новые устройства, то и дело выпускаемые изготовителями аппаратных средств. Тем не менее проблему часто удаётся решить путём загрузки обновленной версии BIOS. Для повышения производительности системы BIOS не подходит. Поэтому для реализации некоторых задач, выполняемых ранее BIOS, ОС имеют собственный код. Концептуально ОС основана на BIOS. Прежние ОС, такие как MS-DOS, интенсивно исполняли процедуры BIOS для осуществления операции I/O. Современные ОС, WIN 2000 после окончания самотестирования и запуска процесса загрузки ОС можно вовсе не использовать процедуры BIOS. Операции по взаимодействию с видеосистемой, HMD осуществляемые ранее средствами BIOS, сегодня выполняются средствами ОС. В итоге, меры, принимавшиеся ранее для повышения производительности системы по загрузке BIOS в теневое ОЗУ, более не эффективны. В настоящее время BIOS ограничиваться следующими функциями: запуск начальной загрузки; предоставление доступа к CMOS памяти; управление питанием; поддержка автоконфигурируемых устройств.

 

Отображение информации о BIOS на экране

 

Информация о BIOS может получится из программы SETUP. Такие данные, как дата выпуска, номер версии и т. д., позволяют определить ОС WIN.

Для этого необходимо:

REGEDIT -> найти -> BIOS -> F3:

“Сведения о системе” -> компоненты -> Система -> Дополнительные сведения -> BIOS(в разделе “Системная плата”).

Загрузка BIOS – теневое ОЗУ.

Конфигурация VIDEOROM.

Управление питанием BIOS.

Звуковые коды BIOS.

 

Примеры звуковых кодов BIOS

 

Звуковой код	Значение
1 длинный гудок	Самотестирование выполнено успешно
5 коротких гудков	Сбой ЦПУ
1 длинный 3 коротких	Сбой МС памяти

1 длинный 2 коротких Ошибка видеоадаптера

1 дл 3 кор Ошибка памяти видеоадаптера

1 гуд, пауза, гуд,пауза, 2 гуд Сбой ЦПУ

гуд, пауза, гуд, пауза, 3 гуд Ошибка CMOS операции I/O

гуд, пауза, гуд, пауза,4 гуд Ошибка CRC BIOS

Текстовый режим отображения

Если в графическом режиме (АРА) каждой точке экрана соответствует своя ячейка видеопамяти, то в текстовом режиме ячейка видеопамяти хранит информацию о символе, занимающем на экране знакоместо определенного формата. Знакоместо представляет собой матрицу точек, в которой может быть отображен один из символов определенного набора. В ячейке видеопамяти хранится код символа, определяющий его индекс в таблице символов, и атрибуты символа, определяющие вид его отображения. К атрибутам относится цвет фона, цвет символа, инверсия, мигание и подчеркивание символа.

В текстовом режиме экран организуется в виде матрицы знакомест, образованной горизонтальными линиями UN (Line) и вертикальными колонками COL (Column). Этой матрице соответствует аналогичным образом организованная видеопамять. Адаптер, работающий в текстовом режиме, имеет дополнительный блок — знакогенератор. Во время сканирования экрана выборка данных из очередной ячейки видеопамяти происходит при подходе к соответствующему знакоместу. Считанные данные попадают в знакогенератор, который вырабатывает построчную развертку соответствующего символа — его изображение на экране. Знакогенератор представляет собой запоминающее устройство — ОЗУ или ПЗУ. На его старшие адресные входы поступает код текущего символа из видеопамяти, а на младшие — номер текущей строки в отображаемой линии знакомест. Выходные данные содержат побитную развертку текущей строки разложения символа. Необходимый объем памяти знакогенератора определяется форматом знакоместа и количеством отображаемых символов. каждому знакоместу в видеопамяти, кроме кода символа, соответствует еще и поле атрибутов, обычно имеющее размер 1 байт.

Текстовый адаптер также имеет аппаратные средства управления курсором. Знакоместо, на которое указывают регистры координат курсора, оформляется особым образом. Обычно его выделяют мигающей полоской, размер и положение которой относительно знакоместа программируется.

Поскольку в текстовом режиме в адаптер передаются только коды символов, заполнение всего экрана займет в десятки раз меньше времени, чем при построении того же изображения в графическом режиме. Программный код вывода символов в текстовом режиме проще и компактнее, чем при программном формировании его растрового изображения. По этим причинам все графические адаптеры имеют знакогенератор, дающий возможность работы и в текстовом режиме, а при переходе в графический режим знакогенератор отключается. Интеллектуальные адаптеры позволяют выводить символы (формировать их растровое

Типы шин расширения ПК

Системная шина, которая объединяет ЦПУ, модули RAM, BIOS и другие быстродействующие микросхемы характеризуются высшей скоростью работы. Долгое время системной шины в зависимости от типа ПК и скорости ЦПУ работали с тактовой частотой от 66 – 100 Мгц. В современных компьютерах P4 системная шина работает на частоте 400 Мгц (сегодня 800). Тем не менее системная шина очень уступает по скорости процессору. Разработчики аппаратных средств для сведения к минимуму ограничения быстродействия материнской платы применяют
различные методы ускорения работы и повышения производительности системной шины. В большинстве компьютеров используют слоты расширения PCI (Peripheral Component Interconnect – взаимное соединение компонентов). Шина PCI и подключаемые к ней устройства обычно работают с тактовой частотой 33 МГц (предлагается увеличить до 66 МГц). Подключение к слоту устройств должно быть способным взаимодействовать с ЦПУ. Для соединения более медленной шины PCI с системной шиной, которая обеспечивает взаимодействие ЦПУ и устройств расширения, в материнской плате используется устройство, называемое “Северным мостом”
Северный мост может также соединять шину AGP с системной шиной. AGP – accelerate grafics port реализует скоростное (от 66 МГц до частоты системной шины) соединения с видеокартой. Для поддержки еще более старых системных карт ISA, которые работают с частотой 8 МГц. Шина PCI соединяется с более медленной шиной ISA с помощью Южного моста.

Доступ к отдельным клавишам

Процедура обработки нажатия клавиши должна проверять массу различных типов клавиш и условий, поскольку как одно-, так и двухбайтные коды могут появляться в комбинации с клавишами-переключателями. Не все клавиши логически сгруппированы, по типу кода, который им соответствует. Например, клавиша <Backspace> генерирует однобайтный код ASCII, а клавиша <Delete> - двухбайтный расширенный код. Клавиша Ctlr генерирует однобайтный код, когда она используется в сочетании с алфавитными клавишами и двухбайтный код в остальных случаях. Эти нерегулярности вознмкают из-за ограниченности набора ASCII: прерывание клавиатуры следует соглашениям ASCII, когда возможно, но когда это невозможно выдает свои (расширенные) коды.
Использование клавиш <BackSpace>, <Enter>, <Escape> и <Tab>.
Клавиши <BackSpace>, <Enter>, <Escape> и <Tab> - единственные четыре несимвольные клавиши, которые генерируют однобайтные коды ASCII. Эти коды содержатся в наборе управляющих кодов [7.1.9], которые занимают первые 32 кода в наборе ASCII.
Использование клавиш-переключателей: <Shift>, <Ctrl> и <Alt>.
Три типа клавиш-переключателей заставляют только другие клавиши клавиатуры генерировать различные коды. Как правило, такие комбинации генерируют расширенные коды. Но в двух случаях они дают коды ASCII: (1) когда используется клавиша <Shift> с клавишами алфавитно-цифровых символов и (2) нажатие комбинации клавиш от Ctrl-A до Ctrl-Z дает ASCII коды от 1 до 26.
Использование клавиш-переключателей: NumLock, CapsLock, Ins и ScrollLock.
За исключением клавиши Ins, все остальные клавиши-переключатели не производят кода, который помещался бы в буфер клавиатуры. Вместо этого, они изменяют состояние двух байтов статуса, которые расположены в области данных BIOS по адресам 0040:0017 и 0040:0018. Прерывание клавиатуры проверяет установку этих байтов перед тем как присвоить код введенному символу. Ваши программы имеют доступ к регистрам статуса и могут изменить установку любой из клавиш-переключателей. Другие биты регистра статуса показывают нажата ли данная клавиша-переключатель в текущий момент. Это свойство позволяет программе использовать клавиши-переключатели в качестве клавиш сдвига.
Использование цифровой дополнительной клавиатуры и клавиш перемещения курсора.
Цифровые клавиши дополнительной клавиатуры выдают в точности те же однобайтные коды, которые выдают цифровые клавиши верхнего ряда основной клавиатуры - т.е. коды ASCII от 48 до 57 для цифр от 0 до 9. Это верно и для клавиш + и -. Программисты на ассемблере могут определить какая из двух клавиш нажата по скан-коду клавиши, который находится в AH при возврате как из прерывания 16H, так и из процедур ввода одной клавиши прерывания 21H.
Использование функциональных клавиш.
10 функциональных клавиш генерируют различные коды в сочетании с Shift, Ctrl и Alt, что обеспечивает 40 разных вариантов. Во всех случаях генерируется двухбайтный расширенный код, в котором первый байт всегда ASCII 0, а второй байт приведен в таблице
Перепрограммирование отдельных клавиш.
Под перепрограммированием клавиши понимается способ заставить ее выдавать другой код. Но к тому времени, когда программа получает код нажатой клавиши, прерывание клавиатуры уже проинтерпретировало входящий скан-код и преобразовало его в некоторый заранее предопределенный код ASCII или расширенный код. К счастью, начиная с MS DOS версии 2.0, система содержит средства перепрограммирования клавиш. Это средство действует только если ввод воспринимается через функции DOS ввода с клавиатуры – функции прерывания BIOS 16H продолжают интерпретировать нажатия клавиш нормальным образом.
Создание макроопределений для отдельных клавиш.
Макроопределение - это строка символов, которая будет выводиться при нажатии одной клавиши.

3)Дистанционная связь. Виды. Структура. Характеристики

Модуляция – передача последовательности 0 и 1 посредством синусоидальной волны с изменением частоты, фазы или амплитуды.

При передаче данных по линиям связи используются три режима: симплексный (от лат. simplex — простой), полудуплексный и дуплексный (от лат. duplех—двойной). Симплексная линия обеспечивает передачу данных только в одном направлении. Причиной этого являются не какие-то особенности проводов, а просто тот факт, что на одном конце линии имеется только передающее устройство, а на другом конце — только приемное.

Полудуплексная связь обеспечивает передачу и получение информации в обоих направлениях, но не одновременно. Во время любой передачи один модем посылает, а другой получает.

Дуплексная связь обеспечивает передачу и получение данных в обоих направлениях одновременно. Большинство модемов может обеспечить дуплексную связь с помощью одной телефонной линии

Билет №6

Билет №9

Установка системных часов реального времени. В ПК существуют часы реального времени, которые позволяют определить текущую дату и время. Эти часы питаются от АКБ CMOS. Изменяются и контролируются с помощью её настроек. Однако для этой цели проще воспользоваться средствами Windows.

Прямой доступ к памяти DMA.

Как уже говорилось выше, устройства с помощью прерываний уведомляют ЦПУ о необходимости выполнения для них некоторых действий. Количество выполняемых операций зависит от типа устройства. Для процессора важно быстро завершить обработку прерывания, чтобы продолжать выполнение предыдущей задачи. Если прерывание сгенерировала мышь, ЦПУ обычно быстро завершает его обработку. Однако операции чтения/записи (R/W) дисковым накопителем требует передачи большого объема данных между ОЗУ и устройствам, что может потребовать значительных затрат времени процессора. Чтобы повысить эффективность использования ЦПУ разработали специальную микросхему DMA (direct memory access – прямой доступ к памяти)– называемую контроллер DMA. ЦПУ может контролирующую ее функционирование, чтобы обеспечить обмен данными между ОЗУ и устройством. Используя микросхему DMA для перемещения данных, ЦПУ упрощает себе задачу передачи каждого бита данных. Это позволяет ЦПУ выполнять другие задачи, пока микросхема DMA контролирует перемещение данных. Например, для чтения информации с диска в память ЦПУ может конфигурировать микросхему DMA, указав ей начальный адрес сектора, количество секторов и область памяти, которую данные должны занять. В свою очередь контроллер DMA будет выполнять операции с диском, пока ЦПУ занят другими задачами. Когда контроллер DMA завершит свою задачу, он посредством прерывания сообщит об этом ЦП. ЦП может проанализировать порты DMA, чтобы определить состояние выполняемой операции. Большинство современных ПК имеет 2 микросхемы DMA, которые подобно контроллеру прерываний функционируют каскадно. Устройства, которые используют DMA можно увидеть в “Сведения о системе”

Ресурсы аппаратуры \ -Канал DMA

Статическое ОЗУ SRAM.

В большинстве систем основной объём памяти реализован на микросхемах DRAM. Однако для повышения быстродействия в ПК используется высокоскоростная кэш-память. Обычно она построена на технологии SRAM (Static random access memory). В отличие от DRAM технология SRAM не требует постоянного обновления содержимого. Кроме того, контроллер памяти может считывать содержимое памяти без его разрушения. Поэтому время доступа к МС SRAM составляет 10нс и меньше. В МС SRAM для хранения 1-го бита информации не используются конденсатор, заряд которого необходимо обновлять, но используется несколько транзисторов (5-6), поэтому МС SRAM обладает меньшей ёмкостью, чем МС DRAM такого же размера. Высокое быстродействие понижает ёмкость и повышает цену. Высокая цена делает МС SRAM более пригодной для реализации кэш-памяти, а не ОЗУ.

Уровни хранения информации

НМД обеспечивают долговременное хранение данных, что позволяет сохранять информацию между сеансами работы на ПК или в течение многих лет. Информация записывается путём намагничивания поверхности дисков, поэтому дисковые накопители являются энергонезависимыми (nonvolative) устройствами хранения информации. Это означает, что для сохранения содержимого необязательно постоянно подавать питание дисковому накопителю. ОЗУ (RAM – random access memory) – память произвольного доступа энергозависимая (volative). Это означает, что при отключении питания её содержимое утрачивается. Пользователи часто разделяют технологии устройств хранения информации с учётом быстродействия и ёмкости. Поэтому, так как дисковые накопители являются, механическими устройствами, они работают намного медленнее по сравнению с электронной памятью.

С целью достижения максимальной производительности в ПК используются устройства всех видов.

ДРУГИЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА

Мышь – устройство, которое преобразует свое положение на плоской поверхности стола в позицию курсора на экране дисплея. Перемещение мыши по столу приводит во вращение шар, находящийся снизу в теле мыши. Вращение шара преобразуется в сигнал, управляющий движением курсора мыши на экране дисплея. Ввод информации в компьютер осуществляется с помощью кнопок, встроенных в тело мыши (двух или трех).

Трекбол – представляет собой перевернутую на «спину» мышь. Шар, управляющий движением курсора.

Сканеры – используются для ввода в ПК различных изображений – текстов, рисунков и другой графической информации, нанесенных на бумагу или какую-нибудь поверхность. Считывающая головка сканера равномерно движется над изображением. Специальное устройство преобразует изображение в цифровые коды, которые поступают в ПК. Бывают ручные и настольные. Существует много различных моделей сканеров обоих типов.

Джойстик, руль – манипуляторы,используемые в компьютерных играх.

Световые перья, сенсорные экраны – достаточно коснуться пальцем поверхности экрана, чтобы указать компьютеру требуемое место на экране.

Графические планшеты (диджитайзеры) – обеспечивают перенос изображения с накладываемого листа бумаги в ЭВМ с помощью перемещения по планшету специального указателя.

CMOS –память

Термин CMOS является сокращением от complementary metal-oxide semiconductor, (компломентарный МОП - транзистор). В расшифровке описан тип транзистора МС. Уникальность CMOS памяти состоит в том, что для сохранения её содержимого необходимо минимум электроэнергии, т.к. для питания CMOS подходит небольшой аккумулятор с напряжением 3(5В). Аккумулятор со временем теряет заряд и выходит из строя, требуя замены. В случае обнаружения неисправности, теоретически можно заменить аккумулятор без потери содержащейся CMOS памяти. Это связано с тем, что в отличии от ОЗУ(RAM) которому необходимо непрерывное питание, CMOS память после сбоя аккумулятора сохраняет некоторое время своё содержимое. К сожалению большинство пользователей не знают о неисправности аккумулятора, пока система при запуске не выведет сообщение invalid CMOS setting ran SETUP.

Режим управления курсором

Курсор служит двум целям. Во-первых, он служит указателем места на экране, в которое операторы программы посылают свой вывод. Во-вторых, он обеспечивает видимую точку отсчета на экране для пользователя программы.

Курсор генерируется микросхемой контроллера дисплея 6845. Эта микросхема имеет регистры, устанавливающие размер и положение курсора. Микросхема 6845 делает только мерцающий курсор, хотя имеются программные способы создания немерцающего курсора.Частота мерцания курсора не может быть изменена. В графических режимах курсор не выводится, хотя символы позиционируются на экране теми же самыми процедурами установки курсора, что и в текстовых режимах.

Когда видеосистема работает в режиме, допускающем несколько дисплейных страниц, то каждая страница имеет свой собственный курсор и при переключении между страницами восстанавливается позиция курсора, которую он занимал, когда было последнее обращение к восстанавливаемой странице. Некоторые режимы дисплея позволяют иметь до 8 дисплейных страниц и соответствующие им позиции курсора хранятся в наборе восьми 2-байтных переменных в области данных BIOS, начиная с адреса 0040:0050H. В каждой переменной младший байт содержит номер столбца, отсчитывая от 0, а старший байт содержит номер строки, также отсчитывая от 0. Когда используется меньше чем 8 страниц, то используются переменные, расположенные в более младших адресах памяти.

Компоновка модулей RAM

Обычно модуль RAM содержит несколько МС памяти. Существует 2 категории МС памяти: SIMM и DIMM. SIMM (Single in Line Memory Module) – память с односторонним расположением выводов, DIMM (Dual in Line Memory Module) – модуль с двухрядным расположением выводов. SIMM – 72 контактный разъем может одновременно передавать 32 разряда данных, DIMM – 168 контактов – 64 разряда.

 

Банки памяти

Модули памяти вставляются в гнезда системной платы, которая иногда называется банками памяти. Точнее говоря, банк соответствует группе гнезд, которые обеспечивают передачу данных в количестве, соответствующем разрядности системной шины. Предположим, системная шина 64 разряда. Если используется 32 разряда модулей для обеспечения необходимого количества разрядов нужно объединить 2 модуля. При установке памяти обычно следует формирование банка. В рассмотренном примере нельзя использовать один модуль памяти для 64 разрядной шины, т.к. он предоставляет только 32 разряда данных. Необходимо установить 2 модуля. Конструкция системной платы может накладывать и другие ограничения на установленные модули памяти. Часто требуется, чтобы модули одного банка имели один размер, т.е. нельзя вставить в первое гнездо модуль, использующий 32 МБ, а во второй 128 МБ.

Для некоторых системных плат необходимо, чтобы модули одного банка имели одинаковое быстродействие. Часто допускается установка модулей различной емкости в различные банки. Например, вставить 2 модуля емкостью по 32 МБ в первое гнездо, а затем поместить в 2 следующие гнезда модули по 16 МБ.

 

Чередование адресов памяти

В процессе обращения к памяти много времени затрачивается на вычисления, которые контроллер затрачивает для поиска значений в микросхемах памяти. Данные в микросхемах памяти организованы в виде строк и столбцов. Количество строк и столбцов зависит от компоновки микросхем. Чтобы определить местонахождение байта в микросхеме памяти, контроллер должен сначала узнать, в какой строке содержатся данные. После этого контроллер определяет начальный столбец данных. Чередование адресов памяти – давно разработанный прием с ускоренными операциями памяти. Значение байтов помещается в различные банки памяти. Пока контроллер первого банка ведет поиск строки и столбца первого байта, контроллер второго банка выполняет такие же операции, в результате чего оба байта становятся доступными одновременно.

 

Обслуживание прерываний

Процессоры семейства 8086 поддерживают до 256 различных прерываний по вектору. Прерывание по вектору вызывает выполнение программы обработки прерываний, адрес которой содержится в таблице векторов прерываний. Хотя некоторые старшие процессоры семейства требуют, чтобы программы обработки прерывания располагались в определенных адресах памяти, механизм прерываний по вектору позволяет определять адреса программ обработки прерываний.

Аппаратные прерывания:

Аппаратные прерывания вызываются событиями, физически связанными в аппаратуре с соответствующими векторами прерываний. Например, клавиатура в PC связана с прерыванием 9. Нажатие клавиши вызывает прерывание выполняемой программы и переход по адресу, находящемуся в векторе прерывания, соответствующему прерыванию 9. В памяти этот вектор находится по адресу 0х24 (9*4 байт).

Программные прерывания:

Программные прерывания происходят при выполнении в текущей программе команды INT с номером прерывания в качестве операнда. В остальном нет никакой разницы между программным и аппаратным прерыванием. Если необходимо организовать обработку прерывания, необходимо:

1. прочитать содержимое элемента таблицы векторов прерываний для вектора с нужным номером;

2. запомнить это содержимое в области данных программы;

установить новый адрес в таблице векторов прерываний так, чтобы он соответствовал началу программы обработки прерывания;

3. перед завершением работы программы прочитать из области данных адрес старого обработчика прерывания и записать его в таблицу векторов прерываний.

Для чтения вектора используется функция 35h прерывания 21h. Перед ее вызовом регистр AL должен содержать номер вектора в таблице. После выполнения функции в регистрах ES:BX будет искомый адрес обработчика прерывания. Функция 25h прерывания 21h устанавливает для вектора с номером, находящимся в AL, обработчик прерывания DS:DX.

Процессоры семейства 8086 поддерживают до 256 различных прерываний по вектору. Прерывание по вектору вызывает выполнение программы обработки прерываний, адрес которой содержится в таблице векторов прерываний. Хотя некоторые старшие процессоры семейства требуют, чтобы программы обработки прерывания располагались в определенных адресах памяти, механизм прерываний по вектору позволяет определять адреса программ обработки прерываний.

Аппаратные прерывания:

Аппаратные прерывания вызываются событиями, физически связанными в аппаратуре с соответствующими векторами прерываний. Например, клавиатура в PC связана с прерыванием 9. Нажатие клавиши вызывает прерывание выполняемой программы и переход по адресу, находящемуся в векторе прерывания, соответствующему прерыванию 9. В памяти этот вектор находится по адресу 0х24 (9*4 байт).

Программные прерывания:

Программные прерывания происходят при выполнении в текущей программе команды INT с номером прерывания в качестве операнда. В остальном нет никакой разницы между программным и аппаратным прерыванием. Если необходимо организовать обработку прерывания, необходимо:

1. прочитать содержимое элемента таблицы векторов прерываний для вектора с нужным номером;

2. запомнить это содержимое в области данных программы;

установить новый адрес в таблице векторов прерываний так, чтобы он соответствовал началу программы обработки прерывания;

3. перед завершением работы программы прочитать из области данных адрес старого обработчика прерывания и записать его в таблицу векторов прерываний.

Для чтения вектора используется функция 35h прерывания 21h. Перед ее вызовом регистр AL должен содержать номер вектора в таблице. После выполнения функции в регистрах ES:BX будет искомый адрес обработчика прерывания. Функция 25h прерывания 21h устанавливает для вектора с номером, находящимся в AL, обработчик прерывания DS:DX.

Билет №18

1 ЦАП. АЦП. Аналогово-цифровое преобразование сигнала.

Процедура аналого—цифрового преобразования состоит из двух этапов: дискретизации по времени (выборки) и квантования по уровню. Процесс дискретизации состоит из измерения значений непрерывного сигнала Х(t) только в дискретные моменты времени 0, Т, 2Т,..., отстоящие друг от друга на величину периода дискретизации Т.

Операция квантования сводится к определению того интервала, в который попало дискретизированное значение Х(t), и к присваиванию выходному значению Х*(t) цифрового кода, соответствующего значению центра найденного интервала. При такой замене может быть допущена ошибка, равная Х/2. Для ускорения процесса преобразования, упрощения и удешевления преобразователя надо выбирать максимально допустимый шаг квантования, при котором еще не появляются большие погрешности.

ЦАП

Цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) служит для преобразования числа в пропорциональную аналоговую величину, представленную в виде электрического напряжения, тока и т. п. Цифровая информация вводится чаще всего в виде параллельного кода преобразуемого числа, а аналоговая информация представлена в виде одного сигнала, величина которого явля­ется носителем информации.

Усилитель, работающий в режиме сумматора, имеет п входных резисторов, где n — число двоичных разрядов, используемых для представления преобразуемого числа X*. Сопротивления этих резисторов — R /20, R /21,..., R /2 n -1.

Один зажим каждого из резисторов подсоединен к электронному ключу, состояние которого определяется значением соответствующего разряда преобразуемого числа, находящегося в регистре Рг. Если двоичный разряд — единица, то резистор соединяется с источником опорного напряжения Е; в противном случае ключ разомкнут. Так как величина выходного сигнала такой схемы равна отрицательной сумме входных напряжений с весовыми коэффициентами, равными отношению сопротивления обратной связи усилителя к соответствующему входному сопротивлению, то при Х*= 0... 001 сигнал Х = — Е, при Х* = 0... 010 сигнал Х = —2 Е, при X* = 0... 011сигнал Х = —3 Е и т.д.

Для получения сигнала со знаком преобразуемое число представляют в дополнительном коде и его старший разряд (знаковый разряд) используют для управления ключом, который может добавить к Х напряжение +2 n- 1 Е.

АЦП

Аналого—цифровой преобразователь служит для преобразования аналогового сигнала (например электрического напряжения) в код числа. Существует много способов построения АЦП, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. В серийных полупроводниковых интегральных АЦП наибольшее распространение получили два из них: последовательное приближение и параллельное преобразование.

В АЦП, построенных по методу последовательного приближения, используются регистр последовательного приближения, ЦАП, сравнивающее устройство (компаратор), тактовый генератор и схема управления. Перед измерением все разряды регистра устанавливаются в 0. При получении приказа на преобразование каждый из разрядов регистра, начиная со старшего, поочередно устанавливаются в 1.

Если выходной сигнал ЦАП, связанного с этим регистром, не превышает уровня входного аналогового сигнала, разряд остается в состоянии 1; в противном случае разряд сбрасывается обратно в 0. Для n -разрядного АЦП необходимо совершить n таких шагов. Подобный процесс может быть представлен как двоичный поиск, начинающийся с середины. В модуле АЦП последовательного приближения имеются вход «Начало преобразования» и выход «Преобразование выполнено». Все такие преобразователи имеют параллельный цифровой выход (все разряды выводятся одновременно по n -разрядной шине) и, как правило, еще и последовательный выход (n разрядов выходного кода выдаются последовательно, начиная со старших разрядов, по одной линии).

АЦП последовательного приближения обладают относительно высокой точностью и достаточно высоким быстродействием: для n -разрядного преобразования требуется выполнить только n обращений к ЦАП, который может выполнить одно преобразование за время от десятых долей до нескольких микросекунд (в зависимости от типа и разрядности). Для того, чтобы изменение аналогового сигнала во время от начала преобразования до его окончания не влияло на точность преобразования, обычно используют специальные схемы, запоминающие аналоговый сигнал. Устройства выборки—хранения обеспечивают выборку мгновенного значения аналогового сигнала и хранение его с заданной точностью во время преобразования в АЦП. Существуют АЦП и со встроенными схемами выборки—хранения.

Значительно большим быстродействием отличаются АЦП параллельного кодирования. В них для преобразования аналогового сигнала в n-разрядный двоичный код используется 2 n -1 компараторов (сравнивающих устройств). На один из двух дифференциальных входов каждого компаратора подается свое опорное напряже