Немига/ТО: различия между версиями
< Немига
Nzeemin (обсуждение | вклад) |
Nzeemin (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
||
| Строка 12: | Строка 12: | ||
Альбом 1 | Альбом 1 | ||
== 1. ВВЕДЕНИЕ == | |||
... | |||
== 2. НАЗНАЧЕНИЕ == | |||
... | |||
== 3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ == | |||
... | |||
== 4. СОСТАВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА == | |||
... | ... | ||
| Строка 100: | Строка 107: | ||
Рис.2. Формат слова состояния процессора | Рис.2. Формат слова состояния процессора | ||
</pre> | </pre> | ||
=== 5.3. Система команд === | === 5.3. Система команд === | ||
<pre> | <pre> | ||
| Строка 416: | Строка 424: | ||
</pre> | </pre> | ||
=== 5.6. Средства обеспечения программной совместимости ПК с | === 5.6. Средства обеспечения программной совместимости ПК с машинами семейства "Электроника-60" === | ||
<pre> | <pre> | ||
Основная сложность переноса существующего системного и приклад- | Основная сложность переноса существующего системного и приклад- | ||
Версия от 15:42, 7 февраля 2017
КОМПЛЕКС ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ "НЕМИГА"
КОМПЬЮТЕРЫ ПЕРСОНАЛЬНЫЕ ПК 588, ПК 588-01
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ И ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
1.700.005 ТО
Альбом 1
1. ВВЕДЕНИЕ
...
2. НАЗНАЧЕНИЕ
...
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
...
4. СОСТАВ ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
...
5. УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПК
Основным устройством ПК является центральный процессор, который
управляет распределением времени использования канала внешними устройст-
вами и выполняет все необходимые арифметико-логические операции для
обработки информации. Он содержит I6 быстродействующих регистров общего
назначения (РОН), 8 из них (R0...R7) программно доступны, а 8 других
используются как служебные регистры при выполнении микрокоманд.
Центральный процессор выполняет одноадресные команды, двухадресные
команды, команды расширенной арифметики, может обрабатывать как I6-раз-
рядные слова, та к и 8-разрядные байты. Возможность использования 8
методов адресации позволяет вести высокоэффективную обработку данных,
хранимых в любой ячейке памяти или в регистре.
5.I. Регистры общего назначения
Бис АЛУ содержит I6-разрядные РОН, способные выполнять различ- ные функции. Они могут служить в качестве накопительных регистров, индексных регистров, регистров автоинкрементной и автодекрементной адресации и т.д. РОН используются для выборки операндов и записи результатов при выполнении арифметико-логических операций, аналогич- но ячейкам памяти и регистрам внешних устройств. Два из 8 программно- доступных регистров общего назначения R6, R7 имеют, кроме того, спе- циальное назначение. Регистр R6 используется как указатель стека (УС) и содержит адрес последней заполненной ячейки стека. Регистр R7 слу- жит счетчиком команд (СК) и содержит адрес очередной выполняемой ко- манды. Операции по выполнению команд с регистровым методом адресации являются внутренними по отношению к микропроцессору и не требуют вы- полнения циклов обращения к каналу (за исключением цикла выборки ко- манды). Обмен же данными с памятью и внешними устройствами выполня- естся через канал и занимает более длительное время. Таким образом, использование РОН для хранения операндов при процессорных операциях повышает быстродействие ПК.
5.2. Слово состояния процессора
Слово состояния процессора (ССП) содержит информацию о текущем
состоянии процессора. Это информация о текущем приоритете процессо-
ра, значения кодов условий ветвления, зависящем от результата выпол-
нения команды в состоянии Т-разряда, используемого при отладке про-
граммы. На рис.2 показан формат ССП. Разряд приоритета процессора
(7- й разряд ССП) может находиться в состоянии "О" или "I". В по-
следнем случае внешние устройства не могут вызвать прерывание теку-
щей программы.
Коды условий ветвления содержат информацию о результате послед-
ней выполненной процессором команды. Процедуру установки их в соот-
ветстсвующее состояние выполняют все арифметические и логические од-
ноадресные и двухадресные команды.
Установка отдельных разрядов этих кодов выполняется в следующих
случаях:
Z=I, если результат равен 0;
N=I, если результат < 0;
С=I, если в результате выполнения команды произошел перенос
из самого старшего разряда или, если при сдвиге вправо
или влево из самого младшего или самого старшего разря-
да была выдвинута единица;
V=I, если в результате выполнения команды произошло арифмети-
ческое переполнение.
Если T=I, то произойдет прерывание программы с вектором I4.
I5 8 7 6 5 4 3 2 I 0
--------------------------------------------------------------------
Р Т N Z V C
--------------------------------------------------------------------
| | | | | |
Разряд приоритета процессора -- | | | | |
| | | | |
| | | | |
Прерывание по Т-разряду ----------------- | | | |
| | | |
| | | |
Отрицательный результат ---------------------- | | |
| | |
| | |
Нулевой результат --------------------------- | |
| |
| |
Арифметическое переполнение ------------------------------ |
|
|
Перенос старшего байта ----------------------------------
Рис.2. Формат слова состояния процессора
5.3. Система команд
В центральном процессоре ПК используются три типа команд: без-
адресные, одноадресные и двухадресные. В безадресных командах код
команды содержит только код операции. Формат одноадресных команд
имеет следующий вид:
--------------------------------------------------
| КОП | Метод | РОН |
| | адресации | |
--------------------------------------------------
I5 6 5 3 2 0
Формат одноадресных команд
Формат двухадресных команд имеет следующий вид:
-------------------------------------------------
| КОП | Метод | РОН | Метод | РОН |
| | адресации | | адресации | |
-------------------------------------------------
I5 12 II 9 8 6 5 3 2 0
------------------ ...................
Поле адресации операнда Поле адресации опе-
источника (SS) ранда приемника (DD)
Формат двухадресных команд
Метод адресации кодируется тремя двоичными разрядами:
Метод адресации
------------------------------
| | | |
------------------------------
| | |
--Признак прямой (0)
или косвенной (I)
|- - - -| адресации
|
|
|
- - - - Адресации:
00 - регистровая
0I - с автоувеличением
I0 - с автоуменьшением
II - индексная
Таким образом, существует всего 8 способов адресации (4 прямых
и 4 косвенных).
Система команд центрального процессора (ЦП) приведена в прило-
жении I.
5.4. Программное обеспечение ПК
Для организации взаимодействия структурных компонентов между
собой ПК имеет резидентское программное обеспечение, которое постоян-
но находится в ПЗУ модуля процессора и начинает работать сразу же
после включения питания.
Состав резидентного ПО ПК:
I. Программа холодного старта.
2. Программа взаимодействия ПК в локальной сети.
3. Программа пультового терминала.
4. Программа обработки данных с клавиатуры.
5. Программа вывода символов на экран монитора.
6. Программа HALT-монитора.
7. Программа графических примитивов.
8. Стандартный знакогенератор.
9. Программа обмена данных с периферийными устройствами.
Программа холодного старта начинает работу при нажатии на кноп-
ку "ПУСК". Она устанавливает все устройства, входящие в ПК, в началь-
ное положение и при наличии подключения к каналу ПК платы локальной
сети передает управление программе взаимодействия ПК в локальной
сети. Программа взаимодействия ПК в локальной сети выводит на экран
видеомонитора надпись "ЖДИТЕ" настраивает ПК на прием информации
на локальной сети. При отсутствии платы локальной сети, либо при
одновременном нажатии на клавиши "УПР" и "ФСД/СТОП" (здесь и далее
в таких случаях рекоменуется первой нажать клавишу "УПР" и, зафик-
сировав ее, нажать следующую клавишу) процессор переходит на програм-
му пультового терминала.
Программа пультового терминала непосредственно взаимодействует
с программой обработки данных с клавиатуры, программой вывода сим-
волов на экран видеомонитора, стандартным знакогенератором. При этом
на экране видеомонитора появляется надпись "ПУЛЬТ". В этом режиме
монитор системы отрабатывает следующие директивы, вводимые с клавиа-
туры:
УПР и L - очистка экрана;
S - вывод на экран видеомонитора содержимого регистров
процессора;
D, 1D - загрузка операционной системы в ОЗУ с дисковода
с номером 1;
2D, 3D - загрузка операционной системы в ОЗУ с дисковода
с номером 2;
/ - раскрытие содержимого ячеек памяти;
G - выполнение программы;
N - выход на программу взаимодействия ПК в локальной
сети;
УПР и СТОП - останов выполняемой программы.
Программа вывода символов на экран видеомонитора в режиме вы-
вода алфавитно-цифровой информации формирует 25 строк по 50 символов.
Каждый символ формируется матрицей точек 8х8.
Рис.3. Матрица формирования изображения алфавитно-цифрового
знака на экране видеомонитора
Расстояние между строками формируется программно, путем запол-
нения нулями участка растра, находящегося под знакосинтезирующей
матрицей (рис.3).
Программа графических примитивов формирует изображение точки
и линии при выводе графической информации на экран видеомонитора.
5.5. Работа канала персонального компьютера
Персональный компьютер имеет модульный принцип построения, т.е.
все функциональные блоки ПК выполнены в виде конструктивно закончен-
ных устройств (модулей), связь между которыми осуществляется через
единый канал обмена информацией. Канал обмена информацией является
простой быстродействующей системой связей, соединяющей процессор,
память и все внешние устройства.
На рис.4 представлена упрощенная блок-схема ПК.
Рис.4. Блок-схема ПК
Все модули, подключенные к каналу ПК, используют одни и те же
канальные связи. Связь между двумя устройствами, подключенными к
каналу, осуществляется по принципу "УПРАВЛЯЮЩИЙ-УПРАВЛЯЕМЫЙ" (ак-
тивный-пассивный). В любой момент времени только одно устройство
является активным (процессор). Активное устройство управляет цикла-
ми обращения к каналу, удовлетворяет, если это необходимо, требова-
ниям прерывания от внешних устройств. Пассивное устройство (управляе-
мое) является только исполнительным. Оно может принимать или пере-
давать информацию только под управлением активного устройства.
Связь через канал замкнута, т.е. на управляющий сигнал, пере-
даваемый активным устройством, должен поступить ответный сигнал
пассивного устройства. Асинхронное выполнение операции передачи
данных устраняет необходимость в тактовых импульсах. В результате
этого обмен с каждым устройством может происходить с максимально
возможным для данного устройства быстродействием.
5.5.I. Сигналы управления каналом
Как адрес, так и данные (слова или байты) передаются по одним
и тем же I6 линиям адреса/данных К ДА(00-I5)Н. Любой цикл обращения
к каналу начинается с адресации пассивного устройства. После завер-
шения адресной части цикла активное устройство выполняет прием или
передачу данных, которые выполняются асинхронно и требуют ответа
от адресуемого устройства.
Функции синхронизации при передаче адреса и приеме/передаче
данных выполняют сигналы управления каналом К СИА Н, К БАЙТ Н, К
ВВОД Н, К ВЫВОД Н, К СИП Н.
Сигнал синхронизации активного устройства (К СИА Н) вырабатыва-
ется активным устройством (процессором). Передний фронт этого сигна-
ла означает, что адрес находится на линиях К ДА(00-I5)Н. Сигнал
К СИА Н сохраняет активный уровень до окончания текущего цикла обра-
щения к каналу.
Сигнал синхронизации пассивного устройства (К СИП Н) информи-
рует активное устройство о том, что данные приняты с линией К ДА(00-I5)Н
или данные установлены на информационных линиях. Этот сигнал выраба-
тывается в ответ на сигнал К ВВОД Н и К ВЫВОД Н.
Сигнал К ВВОД используется в двух случаях:
I. При вырабатывании во время действия сигнала К СИА Н он озна-
чает ввод данных по отношению к активному устройству. Сигнал К ВВОД
вырабатывается, когда активное устройство готово принять данные от
пассивного устройства;
2. При вырабатывании вместе с сигналом К ВПР Н (сигнал К СИА Н-
ПАССИВНЫЙ) означает, что выполняется операция ввода адреса вектора
при прерывании программы. Сигнал К ВЫВОД Н означает, что по отноше-
нию к активному устройству выполняется операция вывода, и на линиях
К ДА(00-I5)Н помещены истинные данные. Выработка сигнала К ВЫВОД Н
активным устройством по отношению к подаваемым в канал данным задер-
жана не менее чем на I50 нс. Пассивное устройство, отвечая на сигнал
К ВЫВОД Н, должно вырабатывать ответный сигнал К СИП Н, чтобы завер-
шить операцию передачи данных.
Сигнал вывода байта (К БАЙТ Н) используется в двух случаях:
I. При вырабатывании в адресной части цикла для указания, что
далее следует операция "ВЫВОД БАЙТА";
2. При передаче данных в цикле ВЫВОД В для указания, что выво-
дится байт.
Сигнал запрос прерывания К ЗПР Н вырабатывается пассивным уст-
ройствром, если его триггеры запроса прерывания и разрешения прерыва-
ния установлены. Этот сигнал информирует процессор о том, то уст-
ройство готово передавать или принимать данные. Если 7 разряд ССП уста-
новлен в ноль, процессор разрешит прерывание, вырабатывая сигналы
К ВВОД Н и КППРОН (выходной сигнал подтверждения прерывания).
Сигнал выбора (внешнего устройства (К ВУ Н) вырабатывается
активным устройством, когда в канал передается адрес, относящийся к
последним 4К адресов (с I60000 по I77776). Сигнал К ВУ Н остается
активным на время адресной части цикла обращения к каналу.
Сигнал К СБРОС Н вырабатывается процессором, чтобы выполнить
начальную установку всех устройств, подключенных к каналу. Сигнал
К СБРОС Н вырабатывается программно по команде и при пуске програм-
мы (нажмите клавиши "G").
5.5.2. Циклы обращения к каналу
Для выполнения любой команды процессору требуется выполнить
хотя бы одну операцию обращения к каналу. Для некоторых команд тре-
буется выполнить несколько операций. Первой такой операцией для всех
команд является ввод данных из ячейки памяти, адрес которой опреде-
ляется счетчиком команд (CK). Все операции обращения к каналу для
ввода и вывода данных называются циклами обращения к каналу. Если
для выполнения команды не требуется обращаться за операндами к па-
мяти или к внешним устройствам, дополнительных циклов канала не
требуется. Однако, если выполняется команда с обращением к памяти
или устройствам, то в этом случае могут выполняться любые из следую-
щих циклов: ввод; ввод-пауза-вывод: вывод; вывод Б.
5.5.2.I. Цикл ВВОД
Направление передачи при выполнении операций обмена данными
определяется по отношению к активному устройству. При выполнении
цикла ВВОД данные передаются от пассивного устройства к активному.
Временная диаграмма выполнения цикла ВВОД представлена на рис.5.
Рис.5. Временная диаграмма выполнения цикла ВВОД
Порядок выполнения операций следующий:
Активное устройство в адресной части передает по линиям К
ДА(00-I5) H адрес, a также вырабатывает сигнал K BУ H, если адрес
находится в диапазоне I60000-I77777. Hе менее чем через I50 нc после
установки адреса активное устройство вырабатывает сигнал К СИА H,
предназначенный для запоминания адреса во входной логике выбранного
устройства.
Пассивное устройство дешифрирует адрес и запоминает его.
Активное устройство снимает адрес с линий К ДА (00-I5) H, очища-
ет линию К ВУ H и вырабатывает сигнал K ВВОД H, сигнализируя о том,
что оно готово принять данные от пассивного устройства и ожидает по-
ступления сигнала К СИП Н.
Пассивное устройство помещает данные на линии К ДА(00-I5)Н
и вырабатывает сигнал К СИП H, сигнализирующий о том, что данные
находятся в канале. Если сигнал К СИП H не вырабатывается в течение
I0 мкс после выработки сигнала К ВВОД Н, центральный процессор пе-
реходит к обслуживанию внутреннего прерывания по ошибке обращения
к каналу с адресом вектора 4.
Активное устройство принимает сигнал К СИП Н, принимает данные,
снимает сигнал К ВВОД Н.
Пассивное устройство снимает сигнал К СИП H, завершая операцию
передачи данных.
Активное устройство снимает сигнал К СИА Н по заднему фронту
сигнала К СИП H, завершая тем самым канальный цикл ВВОД.
Во время выполнения цикла ВВОД сигнал К БАЙТ H не вырабаты-
вается.
5.5.2.2. Цикл ВЫВОД
При выполнении цикла ВЫВОД данные передаются от активного уст-
ройства к пассивному, например, происходит запись данных в память.
Временная диаграмма выполнения цикла ВЫВОД представлена на
рис.6.
Рис.6. Временная диаграмма выполнения цикла ВЫВОД
Порядок выполнения операций следующий:
Активное устройство в адресной части цикла передает по линиям
К ДА(00-I5)Н адрес, а также сигнал К ВУ Н, если это необходимо.
Кроме того, в цикле "ВЫВОД" в адресной части вырабатывается
сигнал К БАЙТ H. He менее чем через 150 нс после установки адреса
вырабатывается сигнал К СИА Н. Функции, выполняемые этими двумя
сигналами, те же, что и в цикле ВВОД.
Пассивное устройство дешифрирует адрес и запоминает его. Актив-
ное устройство снимает адрес с линий К ДА(00-I5)Н, очищает линию
К ВУ H и снимает сигнал К БАЙТ Н. После этого активное устройство
помещает данные на линии К ДА(00-I5) и вырабатывает сигнал
К ВЫВОД Н.
Пассивное устройство принимает данные с линий К ДА(00-I5)Н и
вырабатывает сигнал К СИП Н.
Активное устройство снимает сигнал К CИА H, завершая цикл кана-
ла ВЫВОД.
В цикле ВЫВОД сигнал К БАЙТ Н в части передачи данных может
быть как пассивным, так и активным, определяя тем самым вывод
I6-разрядного слова или вывод байта.
5.5.2.3. Цикл ВВОД-ПАУЗА-ВЫВОД
Этот цикл аналогичен операции считывание-модификация-запись.
Временная диаграмма выполнения цикла ВВОД-ПАУЗА-ВЫВОД представлена
на рис.7.
Адресная часть и ввод данных выполняется аналогично циклу ВВОД.
Однако К СИА Н остается активным и после окончания ввода данных, что
позволяет осуществлять вывод модифицированных данных без повторения
адресной части цикла.
Операция по выводу данных может быть байтовой, поэтому сигнал
К БАЙТ Н в это время может быть как пассивным, так и активным.
5.6. Средства обеспечения программной совместимости ПК с машинами семейства "Электроника-60"
Основная сложность переноса существующего системного и приклад-
ного программного обеспечения, разработанного для машин семейства
Рис. 7. Временная диаграмма выполнения цикла ВВОД-ПАУЗА-ВЫВОД
"Электроника-60", заключается в том, что в качестве системного тер-
минала предполагается использование самостоятельного устройства,
подключаемого к каналам ИРПС или МПИ. Терминал должен выполнять
достаточно широкий набор функций ввода, вывода и редактирования сим-
вольной и, возможно, графической информации. Обычно для решения этих
задач используют дополнительную микроЭВМ, подключаемую как внешнее
устройство. Однако в данном ПК использовано решение, позволяющее
на системном процессоре полностью эмулировать некоторые внешние уст-
ройства, в том числе системный терминал.
Основная идея заключается в следующем:
В общем объеме оперативной памяти "открываются" ячейки, соот-
ветствущие адресам регистров внешних устройств, подлежающих эмуляции;
При обращении программы к этим ячейкам вырабатывается запрос
на прерывание, в прикладном программном обеспечении неиспользуемое,
и фиксируется источник прерывания; сигнал подтверждения прерывания
приводит к перераспределению карты памяти - появляются системные
области, в которых расположены программа обработки прерывания и ее
рабочие ячейки;
По источнику прерываний определяется эмулируемое устройство
И/ИЛИ по содержимому ячейки-регистра этого устройства – действия,
которые необходимо выполнить;
Эмулируется работа устройства;
Если других источников прерывания зафиксировано не было, управ-
ление возвращается к прерванной программе (при этом карта памяти
возвращается к исходному виду).
6. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ПК
Конструктивно ПК состоит из следующих функционально закончен-
ных узлов и блоков:
модуль процессора 6.I20.I07;
модуль ОЗУ 6.I20.I08;
модуль локальной сети и таймер 6.I20.I09;
модуль электронный 2MБ5 2.087.024;
модуль электронный 2МБI2 2.087.024-0I;
блок клавиатуры 3.059.007;
видеоконтрольное устройство (ВКУ).
...
6.3 Модуль локальной сети и таймер
При построении локальной сети ЭВМ (ЛС ЭВМ, в дальнейшем ЛС) одна
из ЭВМ является ведущей, главной, центральной (ГЭВМ), остальные ведо-
мыми, периферийными (ВЭВМ). Каждая ЭВМ в своем составе имеет адаптер
локальной сети (АЛС).
Модуль ЛС 6.120.109 33, кроме БИС адаптера канала (АК), содер-
жит схемы приемопередатчиков линии, схемы сопряжения с магистралью
микроЭВМ, внутренние схемы адаптера локальной сети.
6.3.1. Сопряжение адаптера локальной сети с магистралью микроЭВМ
Для микроЭВМ модуль АЛС является набором ячеек, которые пред-
ставляют собой внутренние регистры адаптера ЛС, БИС АК (D38) имеет
три внутренних 16-разрядных регистра: регистр данных приемника
(RGL), регистр данных передатчика (RGD), регистр инструкций (RGINS).
При этом RGL доступен по чтению (сигнал SED), RGD доступен по за-
писи (SED), RGINS доступен по записи (сигнал SEINS). Это позволяет
ввести дополнительное обращение к внутренним схемам АЛС, не затраги-
вающее БИС АК. Такое дополнительное обращение — это «ЧТЕНИЕ RGINS»
(SEINS). По этой команде можно передать в микроЭВМ состояние неко-
торых внутренних триггеров АЛС, совокупность которых можно назвать
регистром состояния адаптера локальной сети. Таким образом, модуль
АЛС занимает два адреса в адресном пространстве микроЭВМ.
Шина адреса/данных модуля АЛС развязана от системной шины маги-
стральными приемопередатчиками К588 (D1, D2). Выбор модуля АЛС де-
лается сигналами SEL0, SEL1 от селектора адреса, при этом адреса
регистров следующие:
170010 — регистр RGINS АЛС (D30) при записи,
— регистр состояния АЛС при чтении;
170012 — регистр RGD АЛС при записи,
— регистр RGL АЛС при чтении.
Сигналы SEL0 и SEL1 через логические элементы поступают на
входы SEINS и SED БИС АК. Системный сигнал чтения (RD) поступает
на входы ERD1 и ERD2 БИС АК. Системные сигналы записи (WRL, WRH)
совместно с сигналами ВП («ВЫПОЛНЕНО») магистральных приемопередат-
чиков (МПП) BA1 поступают после логического преобразования на
входы EWR1 и EWR2 БИС АК. Сигнал ВП микросхем МПП используется
для учета задержек информационных битов в МПП.
Для управления работой модуля АЛС в него введены следующие про-
граммно доступные триггеры:
триггер (D26.2) разрешения прерывания (РПР) (доступен по
чтению и по записи);
триггер (D31.2) требования прерывания (ТПР) (доступен по
чтению);
триггер (D26.1) разрешения опроса сети — для АЛС ГЭВМ/триг-
гер активности для АЛС ВЭВМ (РОП/АКТ) (доступен по записи и чтению):
триггер (D31.1) ошибки (ТОШ) (доступен по чтению).
Информация, загружаемая из микроЭВМ в RGD БИС АК, посылается
затем в линию в виде слова данных (СД). Информация, загружаемая из
микроЭВМ в RGINS БИС АК, посылается в линию в виде командного сло-
ва (КС) - для АЛС ГЭВМ (ОС) - для АЛС ВЭВМ.
Принимаемая из ЛС информация загружается в RGL БИС АК и может
быть прочитана в микроЭВМ. Кроме того, БИС АК после принятия из ли-
нии сообщения вырабатывает некоторые сигналы, характеризующие это
сообщение: CHD - определяет достоверность сообщения, CHA - укахыва-
ет на совпадение кода в адресной части КС с собственным адресом БИС
АК, INS - тип сообщения (КС/ОС или СД), SAINS - наличие определен-
ной комбинации внутри сообщения, МО - указывает на наличие общего
(группового) режима.
Все указанные сигналы обрабатываются логикой АЛС на основе
ПЗУ (D36) (анализ пришедшего сообщения). Кроме того, сигналы
MO, CHA и INS доступны при чтении РС АЛС в микроЭВМ.
Передача информации из БИС АК в линию инициируется сигналами
SID (передача RGD) и SAINS (передача RGINS). БИС АК может работать
в двух режимах: контроллера (в составе АЛС ГЭВМ) или оконечного уст-
ройства (в составе АЛС ВЭВМ). Физически инициатором обмена по линии
может быть только контроллер (т.е. АЛС ГЭВМ). Поэтому запись в RGINS
БИС АК мредусмотрена двух модификаций: "со стартом" (т.е. передача
в линию после записи) и "без старта" (т.е. передача в линию не выпол-
няется). Модификация определяется значением младшего (0-го) разряда
слова, загружаемого в RGINS из микроЭВМ. В этом участвуют элемен-
ты D8.2, D4.3, D24.1.
6.3.2. Порядок установления связи в сети
Ввиду того, что АЛС ВЭВМ физически не может быть инициатором
обмена по линии, то необходим постоянный опрос всех оконечных уст-
ройств (АЛС ВЭВМ). Цель опроса — выявить, нет ли среди них такого,
который имеет требование на обслуживание (то есть «хочет» обменяться
информацией с ГЭВМ). Этот постоянный опрос сети можно выполнить
под контролем и при участии ГЭВМ, используя системный таймер
микроЭВМ. Однако, такой постоянный опрос сети, очевидно, будет из-
лишне перегружать ГЭВМ, требуя от нее дополнительных ресурсов вре-
мени. Поэтому инициируется опрос сети аппаратно, без
участия ГЭВМ. Для этого АЛС ГЭВМ имеет собственный таймер и при на-
личии разрешения опрос сети (РОП=1) периодически посылает в линию
КС с комбинацией, вызывающей в выбранном оконечном устройстве форми-
рование активного SAINS.
Элементы, входящие в состав схемы циклического опроса:
на ВЭВМ — D36 (выход 11), D4.3, D24.1
на РМП — D17.2, D14.6, D27.2, D14.3, D14.4
АЛС ГЭВМ имеет также регистр и инкрементор номера оконечного
устройства. Это обеспечивает циклический опрос по сети всех оконеч-
ных устройств. Схема учитывает количетво оконечных устройств, за-
даваемое перемычками. Инкрементор построен на элементах D6 и D7,
в формировании номера следующей опрашиваемой ВЭВМ участвуют элемен-
ты D22.2, D14.1. Для сохранения значения разрядов 10, 9, 8 (в стар-
шем байте) RGINS при записи в него нового номера ВЭВМ используется
регистр D5, из которого значения этих трех разрядов записываются в
БИС АК.
Каждый АЛС ВЭВМ имеет свой номер, задаваемый перемычками. Полу-
чение достоверного КС с кодом в адресной части, совпадающим с собст-
венным номером, делает АЛС ВЭВМ выбранными. Если АЛС ВЭВМ выбран,
принятое КС достоверно и вырабатывается активный сигнал SAINS, то
БИС АК посылает в линию ответное слово, не обращаясь при этом к мик-
роЭВМ. Посылаемое ОС содержит признак требования обмена — комбина-
ция, активизирующая SAINS в АЛС ГЭВМ.
6.3.3. Алгоритм установления связи
Установление связи в сети по требованию обмена от АЛС ВЭВМ со-
стоит из трех этапов:
1.1. Аппаратный циклический опрос сети.
1.2. Начало установления связи с АЛС ВЭВМ, потребовавщим
обмена.
1.3. Успешное установление связи с АЛС ВЭВМ.
Этап 1.1 состоит из следующих шагов:
1.1.1. ГЭВМ загружает в RGINS код с активным SAINS без
старта.
1.1.2. ГЭВМ устанавливает РОП=1.
1.1.3. Таймер АЛС ГЭВМ инициирует периодическую посылку в ли-
нию КС, при этом текущий номер АЛС ВЭВМ инкрементируется.
1.1.4. АЛС ВЭВМ в исходном состоянии пассивное (АКТ=0).
1.1.5. Получив КС с активным СИА, если нет ошибки (CHD) и
если активен сигнал SAINS, АЛС ВЭВМ выдает в линию ОС.
1.1.6. При необходимости обмена ВЭВМ загружает в RGINS код с
активным SAINS (в противном случае — с пассивным SAINS) без старта,
то есть 0-й бит равен нулю.
1.1.7. Получив ОС от АЛС ВЭВМ, адаптер ЛС ГЭВМ аппаратно выяв-
ляет SAINS. Если есть активный SAINS (и данные достоверны), то
АЛС ГЭВМ устанавливает триггер ТПР в «1», если установлен ранее
программно) триггер разрешения прерываний (РПР), то вырабатывается
требование в ГЭВМ.
В ГЭВМ идет требование прерывания Н4. Одновременно в АЛС ГЭВМ
сбрасывается триггер РОП, то есть прекращается дальнейший опрос сети.
1.1.8. АЛС ГЭВМ останавливает опрос сети и ждет обслуживания Н4.
1.1.9. ГЭВМ входит в программу обслуживания Н4.
...
6.5.3. Форматы служебных сообщений
Командное слово/ответное слово имеет следующий формат.
Биты 15-11 — код адреса АЛС БЭВМ (в КС - это номер АЛС ВЭВМ,
к которой послано КС, в ОС — это номер АЛС, пославшего ОС).
Биты 7-4 — биты SAINS. Комбинация 0000 и 1111 - это активный
SAINS. Кроме того, бит 6 — разрешение прерывания (РПР) устанавли-
вает триггер РПР в АЛС.
Бит 9 — для АЛС ГЭВМ должен устанавливаться в "1". От АЛС ВЭВМ
в линию идет ОС с «0» в 9-м бите.
Бит 1 — установка триггера разрешения опроса/триггера актив-
ности (РОП/АКТ).
Таймер
Таймер, конструктивно расположенный на плате модуля локальной
сети, предназначен для отсчета программируемых временных интервалов
и прерывания процессора в составе систем реального времени. Основу
таймера составляет БИС программируемого интервального таймера D42,
которая состоит из двух независимых каналов, организованных на осно-
ве 2 шестнадцатиразрядных счетчиков. Первый счетчик может работать
в режиме программируемого интервального таймера и в режиме програм-
мируемого делителя частоты, а второй счетчик работает лишь в режиме
программируемого интервального таймера. Кроме того, в состав данной
БИС входит независимый семиразрядный делитель частоты, который имеет
фиксированные коэффициенты деления соответственно 2, 4, 8, 16, 32,
64, 128.
На микросхеме D39 выполнен селектор адреса. Микросхема сравни-
вает коды в адресных посылках общей шины с адресом, заданным на вхо-
дах А (12-4). При совпадении уровней на выводах АД (12-4) с уровнями
на А (12-4), селектор адреса дешифрует разряды АД (1-3) и в соот-
ветствии с этим выдает сигнал выборки кристалла на одном из выходов
ВК0-ВК7.
В табл.6.1 дана зависимость состояния выходов ВК0-ВК7 от вход-
ного адреса.
Сигналы с выходов ВК5-ВК7 микросхемы D39 поступают на входы
выборов кристалла первого счетчика, второго счетчика, регистра со-
стояния микросхемы D42. Причем адресу 170020 соответствует выбор ре-
гистра состояния, 170022 - выбор первого счетчика, 170024 - выбор
второго счетчика.
Таблица 6.1
────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────
│ ВК0 │ ВК1 │ ВК2 │ ВК3 │ ВК4 │ ВК5 │ ВК6 │ ВК7
────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────
170020 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0
170022 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0
170024 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 0
170026 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 0
170030 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0
170032 │ 1 │ 1 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0
────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────
Импульсы с частотой 8 МГц поступают на вход делителя на 2, вы-
полненного на D-триггере D41.2 и далее на тактовый вход С1 1-го счет-
чика. На тактовый вход С2 2-го счетчика поступают импульсы с часто-
той 50 Гц.
10-разрядный регистр состояния программируемого таймера D42 оп-
ределяют режим и условия работы таймера, разряды его по сигналу
СБРОС устанавливаются в "0" и имеют следующее значение:
разряд 0 - разряд полезный пользователю;
разряд 1 - режим работы 1-го счетчика. Если значение этого
разряда 0, то канал 1-го счетчика работает в режиме программируемо-
го интервального таймера, если - 1, то в режиме программируемого
делителя частоты;
разряды 2 и 3 - определяют режим пуска 1-го счетчика. Если
значения этих разрядов соответственно равны 1 и 0, то I-й счетчик
запускается по управляющему входу СО1 (при СО1=0 1 счетчик начи-
нает отсчет), если значения равны 0 и 1, то работа 1 счетчика бло-
кируется, а если значения равны 1 1, то запуск счетчика происходит
по тактовому входу С1;
разряды 4 и 5 - определяют режим пуска 2 счетчика. Если зна-
чения этих разрядов соответственно равны 1 и 0, то запуск 2 счетчи-
ка происходит по управляющему входу С2, и если значения равны 0
и 1, то работа 2 счетчика блокируется;
разряд 6 - блокировка выдачи сигнала ЗПР1. Если значение
равно 1, то происходит блокировка выдачи сигнала ЗПР1;
разряд 7 - блокировка выдачи сигнала ЗПР2. Если значение
равно 1, то происходит блокировка выдачи сигнала ЗПР2;
разряды 8 и 9 - фиксация прерывания соответственно 1 и 2
счетчика.
...
6.6. Накопитель на гибких магнитных дисках
Накопитель на гибких магнитных дисках НГМД-I служит для записи
и считывания информации, хранящейся на магнитных дисках. Он состоит
из модуля сопряжения, двух дисководов и двух модулей электронных
типа 2МБ для питания модуля сопражения и дисководов.
Модуль сопряжения выполняет функции контроллера накопителя и
Устройства сопряжения ПК с цифропечатающим устройством.
Контроллер накопителя на гибком магнитном диске (КНГМД) поддер-
живает подорожечную структуру записи с одной продольной плот-
ностью (метод записи ФМ), совместимую со структурой записи КНГМД
ДВК-2,3. Контроллер рассчитан на пдключение до 4-х накопителей типа
TEAC FD-55FV-003 или аналогов. Контроллер обеспечивает информационную
емкость форматированной дискеты 459 Кбайт (2 стороны по 80 дорожек).
Контроллер обеспечивает автоматическое отключение мотора при
отсутствии обращения от ЭВМ. КНГМД обменивается с процессором 8-ми
битными данными. Цикл обмена в режимах чтения-записи 64 мкс.
Структурная схема КНГМД представлена на рис.11. КНГМД включает
следующие узлы:
узел синхронизации;
кодер;
декодер;
сдвиговый и буферный регистры;
схема опознавания маркера;
схема формирования сигналов обмена;
схема управления накопитерем;
схема контроллера Q-шины;
таймера.
Узел синхронизации предназначен для выработки сигналов, управ-
ляющих процессами передачи и приема данных в/из накопителя. Узел
синхронизации состоит из задающего генератора 1 МГц (D12), стаби-
лизированного кварцевым резонатором и двух счетчиков Джонсона (D18,D30).
с коэффициентом деления 8. Сигналы с выходов первого счетчика ис-
пользуются для формирования бита, второго – для формирования байта.
На рис.12 представлена временная диаграмма работы счетчика D18.
Кодер (D27.1, D27.2, D27.3, D35) предназначен для преоб-
разования бита данных во временную последовательность, отвечающую
методу записи фазовой модуляции (ФМ).
... (рисунки)
Кодер использует две синхропоследовательности – Ф1 и Ф5. После-
Довательность Ф1 определяет положение синхроимпульсов, последователь-
Ность Ф5 – положение импульсов данных (рис.13).
Декодер предназначен для преобразования сигнала RDDATA (ДАННЫЕ
ЧТЕНИЯ), поступающего из накопителя, в поток двоичных данных. Деко-
дер состоит из формирователя импульсов (D11.4, D13.1), формирова-
теля окна детектирования (D25.1), триггера поиска (D13.2) и триг-
гера данных (D25.2).
Работа декодера заключается в следующем:
в исходном состоянии формирователь синхропоследовательностей
Ф1...Ф8 (D18) остановлен сигналом, снимаемым с инверсного плеча
триггера поиска;
из сигнала RDDATA по переднему фронту формируются короткие
импульсы. Первый импульс установит триггер поиска в состояние "1"
и отпустит тем самым счетчик D18;
сигнал Ф1 сбрасывает триггер данных;
сигналы Ф2 и Ф6 формируют начало и конец окна детектирования
(рис.14). Если в окно детектирования попадает импульс данных, уста-
Навливается триггер данных;
сигналом Ф6 сбрасывается триггер поиска и декодер возвращает-
Ся в исходное состояние.
Декодер обеспечивает правильную синхронизацию по фазе при прие-
ме последовательности хотя бы двух нулей.
Сдвиговый регистр (D28) предназначен для преобразования данных
из последовательной формы в параллельную при чтении с диска, и наобо-
рот, при записи. При чтении данные с декодера поступают на последова-
тельный вход S1 и вдвигаются по положительному фронту сигнала Ф0.
Преобразованные данные снимаются из канала A. При записи данные из
буферного регистра (D22) записываются через канал А положительным
фронтом сигнала Ф0 при условии, что счетчик битов D30 находится в
состоянии "0". Каждый следующий импульс Ф0 сдвигает содержимое ре-
гистра D28 на один бит в сторону старших разрядов. Данные с выхода
"7" канала B поступают на кодер.
Буферный регистр (D22) предназначен для временного хранения
передаваемых и принимаемых данных. В режиме чтения канал B является
входом, канал A – выходом на внутреннюю шину данных контроллера. За-
грузка данных синхронная по сигналу счетчика битов D30. В режиме
записи данные с шины записываются в регистр через канал A асинхрон-
но по сигналу интерфейса Q-шины.
Схема опознавания маркера (D32, D37) предназначена для синхро-
низации читаемой с диска информации по байтам. Работает только в ре-
жиме чтения. Формирует сигнал MARKER (03.D37) уровня "1", если в
регистре сдвига находится байт 363 (8).
Схема управления обменом информацией предназначена для выработ-
ки сигналов, синхронизируютщих отдельные узлы контроллера. Содержит
следующие узлы:
синхронизации операций с дорожкой;
синхронизации обмена с Q-шиной;
формирования сигналов контроля.
Синхронизатор операции с дорожкой (D31, D10.3, D7.5) выра-
батывает импульс (КТ1), начало и конец которого определяются сигна-
лом INDEX, при условиях:
накопитель готов к работе;
пришел импульс запуска операции RUN.
В режиме записи начало импульса дорожки точно соответствует мо-
менту установки сигнала INDEX. В режиме чтения начало дорожки опре-
деляется по сигналу MARKER. Импульс дорожки отпускает счетчик битов
D30, разрешая таким образом все операции по формированию и обмену
информацией.
Синхронизатор обмена с Q-шиной (D16, D26.1) вырабатывает сиг-
нал требования обмена TR, используемый для программного опроса. В ре-
жиме чтения сигнал TR устанавливается при записи прочитанного с диска
байта данных в буферный регистр, сбрасывается при чтении процессором
регистра данных. В режиме записи сигнал TR устанавливается при запи-
си байта данных из буферного регистра в сдвиговый регистр, сбрасыва-
ется при записи данных процессором в регистр данных.
Узел формирования сигналов контроля предназначен для выдачи про-
цессору информации о текущем состоянии контроллера накопителя. Фор-
мируются следующие сигналы:
RELOAD – устанавливается при пропадении сигнала READY (готов-
ность) от накопителя. Возможные причины: неисправность
накопителя, пропадание питающего напряжения привода,
открывание кармана во время работы, отсутствие дискеты.
Возникновение сигнала RELOAD приводит к принудитель-
ной установке сигнала TR. Сигнал RELOAD сбрасывается
при записи в регистр таймера, если к этому времени
восстановился сигнал READY (D11.5, D7.3, D17.1,
D33).
OP-FAILED – аварийное прекращение операции. Устанавливается при
появлении сигнала RELOAD во время выполнения опера-
ции чтения-записи. Удерживается до конца дорожки
(D24.3, D33).
LOST-DATA – потеря данных. Устанавливается, если от момента по-
явления сигнала TR до операции обмена прошло более
64 мкс. Сбрасывается по команде RUN (пуск). (D29.1,
D26.2, D33).
Сигналы накопителя INDEX (индекс), TR00 (дорожка 0), WRPRT
(защита записи) транслируются схемой в регистр состояния (D11.1-3,
D16, D33).
Схема управления накопителем предназначена для формирования
сигналов, подаваемых на накопитель. Состоит из регистра управления
(D14, D19), дешифратора номера привода (D36), формирователя им-
пульса шага (D15.1?, выходных усилителей (D35) и схемы отключения
мотора накопителя.
Регистр управления хранит код номера накопителя, код поверхности,
содержит разряд управления включением мотора и два разряда кода опе-
рации (чтение, запись, шаг вперед, шаг назад). Содержимое регистра
управления может быть прочитано процессором (формирователь D20).
Дешифратор номера привода преобразует двоичный код из соотвест-
вующих разрядов регистра управления в унитарный код.
Формирователь импульсов при записи "1" в 0-й разряд регистра со-
стояния вырабатывает сигнал STEP (шаг) длительностью около 1 мкс, ес-
ли в регистре записан код операции "шаг вперед" или "шаг назад". В
противном случае вырабатывается импульс RUN начала операции чтения-
записи, используемый внутри схемы контроллера.
Схема автоматического отключения мотора привода состоит из за-
дающего генератора частоты около 1 Гц (D7.1, D7.2) и счетчика-де-
лителя на 8 (D9). Обращение к любому из регистров контроллера сбра-
сывает счетчик в "0". При отсутствии обращения к контроллеру в тече-
ние 8 с на выходе счетчика формируется сигнал, сбрасывающий разряд
управления мотором в регистре управления.
Интерфейс Q-шины предназначен для поддержания протокола обмена
с процессором. Реализован на БИС селектора адреса (D1) и двунаправ-
ленного формирователя (D2). Элементы D3, D4, D6 формируют сигналы
чтения и записи логических регистров контроллера.
Таймер предназначен для отсчета времени с дискретностью 3 мс.
Таймер состоит из одновибратора (D15.2), запускаемого по записи
в регистр таймера. Состояние одновибратора можно прочитать (D23)
в нулевом разряде регистра контроллера.
С точки зрения программиста КНГМД представляет собой четыре ре-
гистра, доступных по чтению и записи. КОнтроллер рассчитан только на
программный обмер наддыми и программный опрос бита требования пере-
дачи TR. Цикл обмена данными в режиме чтения – записи не должен пре-
вышать 64 мкс. Формат регистра данных – 1 байт.
Форматы и адреса регистров контроллера:
разряды доступны по: ЧТЕНИЮ ЗАПИСИ
177100 – регистр состояния:
0 RELOAD RUN/STEP
1 - -
2 INDEX -
3 TR00/WRPRT -
4 - -
5 OP-FAILED -
6 LOST-DATA -
7 TR -
8-15 - -
177102 – регистр данных:
0-7 ДАННЫЕ ЧТЕНИЯ ДАННЫЕ ЗАПИСИ
8-15 - -
177104 – регистр управления:
0-1 НОМЕР ПРИВОДА
2 НОМЕР ПОВЕРХНОСТИ
3 ВКЛЮЧЕНИЕ МОТОРА
4-5 КОД ОПЕРАЦИИ
6-15 -
177106 – регистр таймера:
0 ПУСК ТАЙМЕРА СОСТОЯНИЕ ТАЙМЕРА
1-15 -
Контроллер выполняет также неявные операции:
сброс бита RELOAD по записи в регистр управления или
таймера;
прекращение текущей операции с дорожкой по записи в регистр
состояния.
Бит RELOAD принимает значение "1", если возникла ситуация,
когда накопитель не готов к работе (например, при смене дискеты),
т.е. накопителем был снят сигнал READY. Случаи возникновения подоб-
ной ситуации, а также время установления сигнала READY описаны в ТД
на используемый накопитель.
Бит INDEX отражает состояние сигнала INDEX накопителя. Прини-
мает значение "0", если в момент чтения индексное отверстие дискеты
проходит под фотодатчиком накопителя. Бит INDEX можно использовать
для проверки скорости вращения шпинделя накопителя.
Бит TR00/WRPRT в зависимости от кода операции, записанного в
регистре управления, отражает состояние сигналов накопителя:
TR00 (дорожка 0), если код операции ШАГ НАЗАД;
WRPRT (защита записи), если код операции ЗАПИСЬ.
В обоих случаях "0" обозначает активность соответствующего
сигнала.
Бит LOST-DATA устанавливается в "1", если цикл обмена данными
в операции чтения-записи превысил 64 мкс. Сбрасывается по началу
следующей операции. Поскольку информационная часть дорожки заканчи-
вается раньше индексного отверстия (физического конца), бит LOST-DATA
должен быть прочитан сразу же после чтения последнего информацион-
ного байта.
Бит OP-FAILED устанавливается в "1", если при выполнении опе-
рации чтения-записи исчезла готовность накопителя. При этом контрол-
лер переводится в режим ЧТЕНИЕ. Бит сбрасывается автоматически по
окончании текущей дорожки.
Бит TR синхронизирует обмен данными с накопителем. Установлн
в "1" всегда при операциях ШАГ ВПЕРЕД и ШАГ НАЗАД, а также при
возникновении ошибок чтения-записи (LOST-DATA или OP-FAILED). При
выполнении операции ЧТЕНИЕ бит TR устанавливается первый раз, ког-
да контроллер находит маркер дорожки, при этом код маркера передает-
ся в регистр данных. Сбрасывается при чтении регистра данных. Далее
бит TR устанавливается на каждый прочитанный байт вплоть до физичес-
кого конца дорожки. При выполнении операции ЗАПИСЬ после выдачи
команды RUN (пуск операции) бит TR сбрасывается до физического на-
чала дорожки. Далее TR устанавливается на каждый требуемый для за-
писи байт. Сбрасывайте по записи в регистр данных.
Запись "1" в бит RUN/STEP при установленном коде операции
ЧТЕНИЕ или ЗАПИСЬ запускает соответствующую операцию. Операция
должн быть завершена записью "0" в этот бит. Если установлен код
операции ШАГ ВПЕРЕД или ШАГ НАЗАД, запись "1" в бит RU/STEP
приведет к формированию импульса шага на линии STEP контроллера.
Направление DIRECT определяется кодом операции.
Несмотря на то, что регистр данных доступен по чтению и записи,
читаемая из этого регистра информация не соответствует записанной.
Номера накопителей 0...3.
Нижняя поверхность дискеты имеет номер 0.
Запись "1" в 3-й разряд регистра управления активизирует линию
MOTORON накопителя. Разряд автоматически сбрасывается, если к конт-
роллеру не было обращения в течение 6..10 секунд.
Разряды [5,4] регистра управления определяются следующими ко-
дами операций:
00 – ЧТЕНИЕ дорожки;
10 – ЗАПИСЬ дорожки;
01 – ШАГ НАЗАД (от центра дискеты);
11 – ШАГ ВПЕРЕД (к цендру дискеты).
При установке бита RELOAD или сигнала сброса канала ЭВМ код
текущей операции может быть изменен.
Любая запись в регистр таймера запускает одновибратор. В тече-
ние 3...3.5 мс после записи бит 0 регистра таймера установлен в "1".
...