Kompatibilis I C-IM BUS rendszer 2
DR. ÁBRAHÁM LÁSZLÓ V I D E O T O N Elektronikai Vállalat
DR.
ÖSSZEFOGLALÁS E u r ó p á b a n jelenleg k é t BUS-rendszer terjedt el T V készülékek digitális vezérlésére. A k é t BUS-rendszer s z á m o s eltérést mutat, mind a v e z e t é k e k s z á m á t , mind a forgalom szervezését illetően. A k é t BUS-rendszer ( P C és az IM) kompatibilitási kérdései és a közösítósi lehetőségek egy m e g o l d á s a kerül ismertetésre Z 80-as mikroprocesszor segítségével.
Napjainkban a digitális technika e r ő t e l j e s e n be v o n u l t a t v t e c h n i k á b a . M á r megjelentek az első digitális jelfeldolgozással m ű k ö d ő v e v ő k é s z ü l é k e k is. E n n e k ellenére m a m é g csak az egyes i n t e g r á l t á r a m k ö r ö k digitális v e z é r l é s é t lehet á l t a l á n o s n a k mondani, de a jelfeldolgozást —- e g y e n l ő r e — nem. E u r ó p á b a n l é n y e g é b e n k é t BUS-rendszer terjedt el, amelyek széles k ö r ű f e l h a s z n á l á s t n y e r t e k a fogyasztói elektronika s z á m o s t e r ü l e t é n . Ez a k é t BUS-rendszer az P C és az I M , amelyeket a P H I L I P S , illetve az I T T cégek fejlesztettek k i . A z P C B U S - t a P H I L I P S cégen k í v ü l sok m á s félvezető g y á r is alkalmazza — p l . S I E M E N S , M O T O R O L A stb. — , így elterjedése szélesebb k ö r ű , m i n t az I M B U S - é . A z I M B U S mellett szól, hogy ezen BUS-rendszer f e l h a s z n á l á s á v a l s z ü l e t e t t meg az első i g a z á n d i g i t á l i s v e v ő k é s z ü lék, a D I G I T — 2 0 0 0 , illetve az a t é n y , hogy s z á m o s igen j ó k o n s t r u k c i ó j ú i n t e g r á l t á r a m k ö r t vezérel az I M B U S , amelyek a D I G I T — 2 0 0 0 k o n c e p c i ó n k í v ü l is f e l h a s z n á l h a t ó k . P l . az U A A 2920 tunerh a n g o l ó i n t e g r á l t á r a m k ö r , az M D A 2061 v é d e t t m e m ó r i a t e r ü l e t t e l r e n d e l k e z ő I C és az A D C 2300, illetve az A P U 2400 hangprocesszor k e t t ő s . A konstruktőri szabadság megkövetelheti a k é t BUS-rendszer egy k é s z ü l é k e n v a g y é p p e n egy modulon belüli a l k a l m a z á s á t . A p é l d a e g y á l t a l á n nem irreális, m e r t egy frekvencia szintézeres t u n e r t p l . célszerű a S I E M E N S g y á r t m á n y ú S D A 3202 i n t e g r á l t á r a m k ö r r e l felépíteni, m í g a tuner n a g y f r e k v e n c i á s h a n g o l á s á t lényegesen le egyszerűsíti az U A A 2920 t u n e r h a n g o l ó i n t e g r á l t á r a m k ö r a l k a l m a z á s a . A z e l ő b b i P C m í g az u t ó b b i I M BUS-rendszert h a s z n á l . V i z s g á l j u k meg m i n d k é t B U S felépítését, m ű k ö d é s é t , m a j d a lehetséges k o m p a t i b i l i t á s i k é r d é s e k e t .
Az I M BUS-rendszer h á r o m v e z e t é k e t foglal ma g á b a : I d e n t ó r a - és a d a t v e z e t é k e k e t . A B U S
B e é r k e z e t t : 1986. V I . 2. (H)
XXXV1H.
évfolyam,
Dr. Ábrahám László 1977-ben szerezte meg a Budapesti Műszaki Egyetemen o villamos mérnöki diplomát, és a VIDEOTON Elektro nikai Vállalatnál állt munkába. 1979-ben nap-
pali szakmérnöhi vö rös diplomát kapott és 1980-ban doktorált tvjelfeldolgozásból. Jelen leg a VIDEOTON Elek tronikai Vállalat TV Gyárának TV Fejlesz tési Osztályán csoport vezető és levelező aspirantúrát végez.
forgalommentes, n y u g a l m i á l l a p o t b a n m i n d h á r o m v e z e t é k H szinten van. A forgalom m e g k e z d é sekor az I d e n t v e z e t é k L szintet vesz fel, a m i figyelmezteti az összes I M BUS-ra k a p c s o l ó d ó i n t e g r á l t á r a m k ö r t , hogy cím i n f o r m á c i ó k i k ü l dése k ö v e t k e z i k . A cím soros f o r m á b a n jelenik meg az a d a t v e z e t é k e n az órajel l e f u t á s a k o r , m í g az órajel felfutó élére az é p p e n a k t u á l i s adatinfor m á c i ó b e í r ó d i k az összes i n t e g r á l t á r a m k ö r shiftr e g i s z t e r é b e . A 8. ó r a i m p u l z u s felfutó élével szinkronban az I d e n t v e z e t é k is H szintre k e r ü l , a m i parancsot ad az i n t e g r á l t á r a m k ö r ö k n e k , hogy h a s o n l í t s á k össze a shiftregiszterbe b e í r ó d o t t c í m i n f o r m á c i ó t a s a j á t — hardware programo z o t t — c í m ü k k e l . Csak az az i n t e g r á l t á r a m k ö r m a r a d a k t í v a t o v á b b i a k b a n , a m e l y i k n é l a cím egyezés f e n n á l l t (egy i n t e g r á l t á r a m k ö r n e k lehet t ö b b I M BUS c í m e is). A k ö v e t k e z ő 8 v a g y 16 ó r a i m p u l z u s h a t á s á r a egy vagy k é t b y t e k e r ü l t o v á b b í t á s r a hasonlóan a cím információ kikül déséhez, de ekkor az I d e n t jel m i n d i g H á l l a p o t ú , jelezvén, hogy adat és nem cím k e r ü l k i k ü l d é s r e . A forgalom i r á n y á t m i n d i g az I M BUS c í m e h a t á rozza meg. A mikroprocesszorba i r á n y u l ó forga l o m e s e t é n p l . m e m ó r i a I C o l v a s á s a k o r az órajel felfutó élére k ü l d i k i a m e g k é r d e z e t t i n t e g r á l t á r a m k ö r az ú j adatot, a m e l y b ő l a mikroprocesszor az órajel felfutó élére vesz m i n t á t . A z adatforgalmat m i n d í r á s , m i n d o l v a s á s e s e t é n az I d e n t j e l r ö v i d idejű L szintje z á r j a le. Ez az impulzus ad parancsot a k i k ü l d ö t t i n f o r m á c i ó feldolgozására, illetve jelzést ad, hogy t ö b b infor m á c i ó t nem v á r a mikroprocesszor. A z I M B U S jellegzetes jelalakjai az 1. ábrán l á t h a t ó k , m í g az 1. táblázat ad felvilágosítást a szükséges i d ő z í t é sekről. Összefoglalva az I M B U S l e g l é n y e g e s e b b t u l a j d o n s á g a i t , az a l á b b i a k a t lehet m e g á l l a p í t a n i :
Az I M BUS felépítése és működése
Híradástechnika
ÁBRAHÁM LÁSZLÓ
1987. 6. szám
a) A. forgalom k e z d e m é n y e z ő j e m i n d í r á s , m i n d o l v a s á s e s e t é b e n a v e z é r l ő mikroprocesszor. b) A rendszerben 256 k ü l ö n b ö z ő I M B U S cím lehetséges, amelyek v a g y csak í r h a t ó v a g y csak o l v a s h a t ó regisztereket c í m e z n e k meg. 245
c) A z adatcsomag hossza k i z á r ó l a g 1 vagy 2 b y t e lehet. d) A m a x i m á l i s ó r a f r e k v e n c i a 170 k H z , m í g a m i n i m á l i s nincs k o r l á t o z v a . ej A 3 BUS v e z e t é k k ö z ü l 2 e g y i r á n y ú , m í g a 3. k é t i r á n y ú i n f o r m á c i ó á t v i t e l t b o n y o l í t le. Most v i z s g á l j u k meg a m á s i k BUS-rendszert.
1. táblázat Részlet
Idő
Min. előírás usec.
tl t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
B C
0 3,0 0 3,0 3,0 0 1,5 6,0 3,0
Az (FC) BUS felépítése és működése
Ident
1 ir nMAMilAMJlililJUlJir Data .ncxm]aQGQOG00Qgr
Clock
B
A
Ident
'
C
Clock Data
x <3 A l
i———-i
Ident Clock Ident
Az:
I
Clock
H2A3-1 í . á&ra. Az I M B U S forgalmának idődiagramja
SDA
i
I
JT SCL
STOP
START
2. ábra. Az I C B U S forgalmának idődiagramja 2
246
Az P C BUS c s u p á n k é t v e z e t é k b ő l á l l : ó r a (SCL) és adat (SDA) v e z e t é k e k b ő l . A B U S forgalom mentes, n y u g a l m i á l l a p o t b a n m i n d k é t v e z e t é k H szinten van. A forgalom a S T A R T feltétel k i a d á s á v a l i n d u l . A S T A R T feltétel azt jelenti, hogy az órajel H á l l a p o t a mellett az a d a t v e z e t é k e n H — L lefutás t ö r t é n i k , a m i a forgalom m á s fázi s á b a n soha nem fordulhat elő. A S T A R T feltétel a d parancsot az összes P C BUS-ra k a p c s o l ó d ó i n t e g r á l t á r a m k ö r n e k , hogy c í m k é n t kezelje vagyis fogadja a k ö v e t k e z ő 8 b i t i n f o r m á c i ó t . Minden órajelre egy b i t információ k e r ü l a buszra. A z időzítés olyan, — lásd 2. ábrát — , hogy az é p p e n é r v é n y e s adat v á l t o z a t l a n az órajel fel-, illetve l e f u t á s a k o r és az a d a t v á l t o z á s k i z á r ó l a g az órajel L szintje mellett t ö r t é n h e t . A z egy b y t e címinfor m á c i ó b ó l l é n y e g é b e n csak az első 7 b i t jelent igazi c í m e t —- t e h á t csak 128 féle c í m l é t e z i k — m í g a 8. b i t a forgalom i r á n y á t jelzi. A 8. b i t magas szintje e s e t é n í r á s , alacsony szintje e s e t é n o l v a s á s t ö r t é n i k a m e g c í m z e t t regiszterből, amely egy ugyanazon regiszter is lehet. A z egy b y t e i n f o r m á ciót minden esetben egy elfogadási b i t z á r j a le, melynek s o r á n a 9. ó r a i m p u l z u s h a t á s á r a a forga lomban m e g c í m z e t t i n t e g r á l t á r a m k ö r az adat v e z e t é k r e k ü l d ö t t L szinttel n y u g t á z z a a h i b á t l a n információ á t v i t e l t . Ezek u t á n k e r ü l sor az adat byte-ot á t v i t e l é r e , amelyet csak az az i n t e g r á l t á r a m k ö r fogad, amely az e l f o g a d á s t g e n e r á l j a . A z adatforgalom h a s o n l ó a n zajlik a cím i n f o r m á ció e l k ü l d é s é h e z . A forgalom i r á n y á t a 7 bit-es cím u t á n k i k ü l d ö t t 8. b i t h a t á r o z z a meg. Minden byte-ot a 9. elfogadási b i t zárja le. A forgalmazott adatok m e n n y i s é g e tetszés szerinti b y t e lehet. Az P C B U S f o r g a l m á t a STOP feltétel z á r j a le, amikor is az órajel magas szintje mellett az adat v e z e t é k e n L — H felfutás t ö r t é n i k . I l y e n k o r a BUS n y u g a l m i helyzetben k e r ü l a k ö v e t k e z ő forgalom elkezdéséig. A z P C BUS-ra k a p c s o l ó d ó i n t e g r á l t á r a m k ö r ö k k ö z ü l b á r m e l y i k k e z d e m é n y e z h e t i az adatfor galmat, nincs egyik á r a m k ö r n e k sem p r i o r i t á s a . T ö b b i n t e g r á l t á r a m k ö r e g y i d e j ű forgalom kezde m é n y e z é s é t r é s z b e n a B U S f o g l a l t s á g á n a k vissza jelzése a k a d á l y o z z a meg. Ennek ellenére előfor d u l h a t , hogy k é t á r a m k ö r pontosan egyszerre szólítja meg a B U S - t és rajta forgalmat k e z d e m é nyez. Ebben az esetben a n n á l az á r a m k ö r n é l marad a B U S vezérlése, amely az alacsonyabb c í m ű perifóriát c í m e z t e meg, m e r t az L szintnek minden esetben p r i o r i t á s a van a H szint felett. Ez a b b ó l k ö v e t k e z i k , hogy az egyes á r a m k ö r ö k n y i t o t t k o l l e k t o r r a l vagy drain-el k a p c s o l ó d n a k az ellenállással H szintre emelt v e z e t é k e k r e . A Híradástechnika
XXXVIII.
évfolyam,
1987.6.
szám
vezérlést elvesztett i n t e g r á l t á r a m k ö r a B U S s z a b a d d á v á l á s a u t á n i s m é t e l t e n m e g k í s é r l i az adat f o r g a l m a z á s á t . A z adatforgalom i r á n y á t ó l és az adatforgalmat kezdeményező integrált áramköröktől függően 4 m ű k ö d é s i m ó d k ü l ö n b ö z t e t h e t ő meg: a) b) c) d)
Mester a d ó Mester v e v ő Szolga v e v ő Szolga a d ó
A z a) ü z e m m ó d o t p l . az a mikroprocesszor v a l ó s í t j a meg, amely adatot k ü l d egy p e r i f é r i á b a . I l y e n kor a periféria c) ü z e m m ó d b a n m ű k ö d i k . E g y m e m ó r i a I C k i o l v a s á s a k o r az i n t e g r á l t á r a m k ö r d) m í g a mikroprocesszor b) ü z e m m ó d o t v a l ó s í t meg.
A z I C B u s - r ó l az a l á b b i l e g l é n y e g e s e b b t u l a j d o n s á g o k á l l a p í t h a t ó k meg. a) A d a t f o r g a l m a t t ö b b á r a m k ö r is k e z d e m é n y e z het ( t ö b b mesteres rendszer). b) A BUS-rendszer 128 féle c í m e t h a s z n á l , de ezek — elvileg — m i n d í r h a t ó , m i n d o l v a s h a t ó regiszterek lehetnek. c) A z adatcsomag hossza t e t s z ő l e g e s s z á m ú b y t e lehet, és a STOP feltétel k i a d á s a e l ő t t ú j b ó l i S T A R T felvétel is g e n e r á l h a t ó , ezzel is n ö v e l v e a protokoll rugalmasságát. d) A z órajel frekvenciája m a x i m u m 114 k H z lehet, m í g a m i n i m á l i s 0,7 k H z . e) M i n d k é t v e z e t é k e n lehetséges a k é t i r á n y ú adat forgalom (lásd t ö b b mesteres rendszert). 2
Az PC és az I M BUS ö s s z e h a s o n l í t á s a
adat SDA
ora |SCL l C beli 2
STOP
ESŐ 3. ábra. P C B U S forgalmán belüli S T O P feltétel kiala kítása I M B U S forgalom esetén
A k é t BUS-rendszer ö s s z e h a s o n l í t á s a s o r á n cél szerű az összes j e l l e m z ő t sorravenni, k i d o m b o r í t v a az e l t é r é s e k e t . A z első lényeges e l t é r é s a B U S ve z e t é k e i n e k s z á m a : az I M B U S 3, m í g az P C B U S csu p á n k é t vezetéket használ. Az adatvezetékeken két i r á n y ú forgalmat k e l l b i z t o s í t a n i m i n d k é t esetben, m í g az ó r a , illetve az I M B U S e s e t é n az I d e n t v e z e t é k e n is csak a mester i n t e g r á l t á r a m k ö r t ő l kell az a d a t á t v i t e l t a szolga felé l é t r e h o z n i . E z igen fontos h a s o n l ó s á g a t o v á b b i a k s z á m á r a .
C
B U S jel, ~\ generálás/
+ 5V
-Ki
adat jel óra
IM START
B
küldés
PORT
jel
ident jel
IH 243-51 adat
adat
küldés
olvasás
5. ábra. A Z 80-as PlO-hoz illesztett kiegészítő kapcso lás adat kuldes
adat
elfo
olvasás
gadás
ÍM STOP küldés
hiba j e1zés
l C STOP 2
küldés 1
|H 243-41
4. ábra. A B U S forgalmakat előállító program folya matábrája
Híradástechnika
XXXVIII.
évfolyam,
1987. 6. szám
6. ábra.
A 159-es adat elküldése a 128-as I M címre 247
A h a r m a d i k regiszter a B U S sebességét á l l í t j a be, és d ö n t a r r ó l , hogy a forgalom elfogadási byte-al vagy a n é l k ü l t ö r t é n j e n - e . A negyedik regiszterből k e r ü l az adat e l k ü l d é s r e , vagy v é t e l e s e t é n ide é r k e z i k be az i n f o r m á c i ó . T e r m é s z e t e s e n minden e l k ü l d ö t t vagy v e t t adat u t á n kiszolgálást k é r a hardware a mikroproceszszortól. L é n y e g e s eltérés a k é t B U S rendszer k ö z ö t t , hogy az I M B U S forgalma minden esetben a legkisebb h e l y i é r t é k ű b i t - t e l k e z d ő d i k , m í g az I C e s e t é n a legnagyobbak 2
E l t é r ő k ö v e t e l m é n y e k é r v é n y e s e k az ó r a - és az adatjelek v á l t o z á s a i r a . A z I C BUS e s e t é n a m í g az órajel magas, addig az adat nem v á l t o z h a t , mert ennek S T A R T vagy STOP feltétel jelentése lenne. A z I M BUS e s e t é n az órajel lefutó élére k é p z ő d i k az a d a t v e z e t é k e n ú j információ, amelyet az órajel felfutó élével k e l l m i n t a vételezni. T o v á b b i igen lényegesnek t ű n ő k ü l ö n b s é g , hogy az I M BUS rendszer csak egy mesteres ü z e m m ó d o t ismer, m í g az I C B U S l e h e t ő v é teszi a t ö b b mestereset is. T ö b b adat t ö m ö r ö s s z e h a s o n l í t á s a a 2. táblázatban l á t h a t ó . 2
7. d6ra. A 129-es adat kiolvasása a 129-es I M címről
2
2. táblázat Összehasonlító táblázat IM
PC
8. ábra. A 129-es és 126-os adatok elküldése a 65-ös I M címre
Vezetékek száma Információ mennyi sége tetszés szerinti byte 7 + 1 bit Cím Forgalom nyugtá zás van Helyiérték MSB—LSB Max. órafrekvencia 114 kHz Adat- és óraimpulzus szélessége megbatározott Működési mód több mesteres
1 vagy 2 byte 8 bit nincs LSB—MSB 170 kHz tetszőleges egy mesteres
A kót BUS rendszer egyeztetése M i n d k é t B U S - j e l é t egy-egy hardware egység állítja elő, amely u t ó b b i k ü l ö n b ö z ő vezérlő- és adat b y t e - o k o t v á r a mikroprocesszor s o f t w a r e - é t ő l . I M B Ú S e s e t é n ezek a k ö v e t k e z ő k : E g y regiszterbe azt az I M B U S c í m e t k e l l b e í r n i , amellyel a forgalmat k i k e l l a l a k í t a n i . K é t regisz terbe k e l l b e í r n i az I M B U S e l k ü l d e n d ő a d a t á t , v a g y ezen k é t regiszterben jelenik meg a v e t t adat. E g y t o v á b b i regiszter t a r t a l m á t ó l függ a f o r g a l m a z á s i r á n y a (írás v a g y olvasás) és hossza (1 v a g y 2 b y t e ) . Ugyanezen regiszter egy bit-je jelzi a periféria f o g l a l t s á g á t . T e h á t az I M B U S f o r g a l m á n a k l é t r e h o z á s a m a x i m u m n é g y regisz tert igényel.
M i n t e m l í t e t t ü k , e l ő f o r d u l h a t a k é t BUS-rendszer e g y i d e j ű , egy b e r e n d e z é s e n belüli a l k a l m a z á s á n a k igénye. I l y e n k o r célszerűtlen m i n d az 5 (3 + 2) v e z e t é k k i é p í t é s e , i l l . a v e z e t é k e k v é g é n lévő k ü l ö n b ö z ő g e n e r á l ó hardware-ek h a s z n á l a t a , m e r t az k é t k ü l ö n b ö z ő mikroprocesszort is i g é n y e l n e .
M e r ő b e n m á s filozófiát k ö v e t az I C B U S hardware, noha i t t is n é g y regisztert h a s z n á l fel a mikroprocesszor. A z első regiszterbe a m i k r o p r o cesszor s a j á t „ s z o l g a " I C c í m é t k e l l b e í r n i . A m á s o d i k b a a p e r i f é r i á t vezérlő b y t e o t , amely m e g h a t á r o z z a , hogy mester v a g y s z o l g a k é n t m ű k ö d j ö n - e a rendszer, a d ó , vagy v e v ő f u n k c i ó t v a l ó s í t s o n - e meg, k é r - e k i s z o l g á l á s t a periféria stb. (részletes l e í r á s t l á s d az i r o d a l m i h i v a t k o z á s ban).
9. ábra. A 142-es adat elküldése a 194-es I C
248
Híradástechnika
2
2
2
XXXVIII.
évfolyam,
címre
1987. 6. szám
Ezen teoretikus m e g o l d á s g a z d a s á g o s s á g a e r ő s e n v i t a t h a t ó . E z é r t célszerű a k é t BUS-jeleit software ú t o n előállítani és lehetőleg m i n é l t ö b b v e z e t é k e t közösíteni a m i n i m á l i s a n 3 v e z e t é k elérése é r d e k é ben. A k é r d é s t egy m á s s z e m p o n t b ó l k ö z e l í t v e el m o n d h a t ó , hogy m a m é g és t a l á n a k ö z e l j ö v ő b e n is minden bizonnyal csak egy mikroprocesszor vezérel egy-egy k é s z ü l é k e t . Ebben az esetben minden m e g k ö t ö t t s é g n é l k ü l le lehet mondani az I C BUS t ö b b mesteres ü z e m m ó d j á r ó l , a m i l é n y e gesen e g y s z e r ű s í t i a software felépítését. (Meg k e l l jegyezni, hogy l é t e z i k olyan t v készülék, amelybe 2 mikroprocesszort é p í t e t t e k be, de ennek oka a processzorok kis R O M k a p a c i t á s á b a n k e r e s e n d ő és a t ö b b m e s t e r e s ü z e m m ó d o t ennek ellenére sem h a s z n á l t á k . ) A z egy mesteres ü z e m m ó d o t v á l a s z t v a , felve t ő d i k a k é r d é s , hogy m i l y e n m ű k ö d é s i zavar á l l elő az egyik B U S f o r g a l m a z á s a s o r á n a m á s i k BUS-ban és ezt hogyan lehetne e l k e r ü l n i , ha k ö z ö s í t j ü k az ó r a és az a d a t v e z e t é k e k e t . A z I C BUS forgalma e s e t é n semmilyen zavar, v a g y t é v e s i n f o r m á c i ó k i k ü l d é s e nem fordulhat elő az I M BUS-ban, m e r t az I d e n t j e l á l l a n d ó a n H szinten maradhat, í g y egyik i n t e g r á l t á r a m k ö r sem k e r ü l h e t k i v á l a s z t á s r a . A z I M B U S forgalma e s e t é n nem ilyen e g y s z e r ű a helyzet. A z biztos, hogy az I d e n t j e l impulzusai nem z a v a r j á k az I C BUS-ra felfűzött á r a m k ö r ö k e t , hiszen azt meg sem k a p j á k , de az adat és órajelek fel- és lefutása m á r zavart okozhat. Zavarok csak abban az esetben keletkezhetnek ha az P C BUS-beli hamis S T A R T feltétel teljesül. A STOP feltétel előfordulása semmilyen zavart sem okoz, m e r t ezt akkor is megkapja az i n t e g r á l t á r a m k ö r , ha egy m á s i k IC-vel fejeződik be az P C BUS-beli forgalom. Ennek megfelelően az I M B U S f o r g a l m a z á s a s o r á n be k e l l t a r t a n i az P C BUS adat- és órajelére v o n a t k o z ó e l ő í r á s o k a t . Ez azt jelenti, hogy a forgalom m e g k e z d é s e k o r először az ó r a v e z e t é k e t k e l l L szintre kapcsolni, m a j d csak ezt k ö v e t ő e n szabad az a d a t v e z e t é k e t is. I n f o r m á c i ó k i k ü l d é s e s e t é n s z i n t é n e l ő b b k e l l az órajelet L szintre á l l í t a n i , m i n t az adat v e z e t é k é r t é k e i t m ó d o s í t a n i . (Noha ez e l t é r az eredeti I M B U S e l ő í r á s á t ó l , mégsincs k ö z ö t t ü k e l l e n t m o n d á s , m e r t a m i n t a vételezés a felfutó élre t ö r t é n i k . ) A d a t v é t e l e e s e t é n a mikroprocesszor órajelének lefutó éle k é s z t e t i a lekérdezés a l a t t álló i n t e g r á l t á r a m k ö r t ú j a b b adat k i k ü l d é s é r e . A m i n d i g m e g l é v ő késlel t e t é s e k m i a t t az órajel m á r alacsony L szinten van amikor az a d a t v e z e t é k e n le- vagy felfutás t ö r t é n h e t . í g y ebben az esetben sem k é p z ő d h e t S T A R T vagy a k á r STOP feltétel. E g y e d ü l az I M BUS f o r g a l m á n a k legvégén á l l h a t elő P C BUS-beli parancs, ahogy ez a 3. ábrán l á t h a t ó . H a az u t o l s ó k ü l d ö t t , vagy v e t t b i t é r t é k e n u l l a v o l t , akkor az u t o l s ó m i n t a v é t e l — az órajel u t o l s ó felfutó éle — u t á n az a d a t v e z e t é k e n s z ü k séges m é g egy L — H á t m e n e t , hogy a B U S elér hesse n y u g a l m i á l l a p o t á t . E z szerencsére csak egy P C B U S rendszer beli STOP f e l t é t e l t állít elő, aminek nincs z a v a r ó h a t á s a . 2
2
Ezen m e g g o n d o l á s o k u t á n lehetőség v a n a k é t BUS jeleinek közös software ú t o n t ö r t é n ő előállí tására. A k ö z ö s BUS jeleit g e n e r á l ó software felépítése A software s u b r u t i n - k é n t l e t t k i a l a k í t v a , ennek folyamat á b r á j a a 4. ábrán l á t h a t ó . A z I M B U S jeleinek e l ő á l l í t á s a tiszta és á t t e k i n t h e t ő . A z P C B U S jeleinek előállítása m á r egy kicsit össze tettebb. Cím- és a d a t k ü l d é s e s e t é n figyelemmel k e l l lenni arra, hogy a 9. ó r a i m p u l z u s r a ad-e v á l a s z t , vagyis e l f o g a d á s t a m e g c í m z e t t i n t e g r á l t á r a m k ö r . A z elfogadás h i á n y á b a n hibajelzésről k e l l gondoskodni és vissza k e l l a d n i a vezérlést a f ő p r o g r a m n a k . A f ő p r o g r a m d ö n t h e t a r r ó l , hogy ú j b ó l megkísérli-e a f o r g a l m a z á s t , vagy m á s fel adathoz kezd. A z adatok elküldése u t á n s z ü k s é g e s lehet a S T A R T feltétel újbóli g e n e r á l á s a . E k k o r a s u b r u t i n STOP feltétel g e n e r á l á s a n é l k ü l ú j b ó l i n d u l , m i n t h a ú j forgalom k e z d ő d n e . A d a t o l v a s á s e s e t é n nincs s z ü k s é g az ú j b ó l i S T A R T feltétel l é t r e h o z á s á r a , viszont gondoskodni k e l l az elfogadás b i t előállításáról. A z u t o l s ó b y t e elküldése u t á n az elfogadás h i á n y a — n e g a t í v
2
Híradástechnika
XXXVIII.
évfolyam,
1987. 6. szám
10.
ábra. A 142-es adat sikertelen — aeknowledge nélkül — elküldése a 196-os I C címre 2
11. ábra. A 412-es ós 126-os adatok elküldése a 194-es I C címre 2
249
elfogadás — jelzi az i n f o r m á c i ó t küldő" i n t e g r á l t á r a m k ö r n e k , hogy t ö b b byte-ot nem v á r a vezérlő mikroprocesszor. A forgalmat m i n d í r á s , m i n d o l v a s á s e s e t é n a STOP feltétel z á r j a , le m a j d a vezérlés v i s s z a k e r ü l a főprogramhoz. A software m e g v a l ó s í t á s a Z 80-as rendszerben A f e n t i software — d e m o n s t r á c i ó s p é l d a k é n t — a S P E C T R U M Z X személyi s z á m í t ó g é p r e k é s z ü l t , g é p i k ó d b a n . P e r i f é r i a k é n t a Z 80-as P I O i n t e g r á l t á r a m k ö r szolgált az 5. ábrán l á t h a t ó m i n i m á l i s hardware kiegészítéssel. A z ellenállás és a d i ó d a a z é r t szükséges, hogy az adatv e z e t é k e t k é t i r á n y ú v á lehessen t e n n i , vagyis az adatot a periféria 0-ás bit-je k ü l d i , m í g a t é n y leges adatot a 3-as b i t figyeli. Ezzel a m e g o l d á s s a l k v á z i k é t i r á n y ú l e t t a BUS-rendszer adatveze t é k e és a l k a l m a s s á v á l t adatok o l v a s á s á r a , illetve az e l f o g a d á s o k figyelésére, T e r m é s z e t e s e n ebben az álla/potban a 0-ás b i t H szintet b o c s á t k i é s az adatvezetéket használó másik integrált áramkör á l l í t j a be az adat L v a g y H szintjét.
U
H
12. ábra. Adat olvasás I C címről ismételt start segítségével 2
A teljes g é p i k ó d ú program i s m e r t e t é s e hely h i á n y á b a n nem lehetséges, csak a f ő b b mozzana tokra t é r ü n k k i . A subrutin meghívásakor kiérté k e l i a program a vezérlő byte-ot, amely az a l á b b i v e z é r l ő biteket tartalmazza.
IM BUS
ol
I C BUS 2
7" a
sás írás
START nincs START
Byte-ok száma
A 6. és 7. b i t az ü z e m m ó d o t állítja be. Az 5. b i t az i s m é t e l t S T A R T feltétel k é p z é s é n é l fontos P C B U S e s e t é n . A z u t o l s ó 5 b i t 31 b y t e e l k ü l d é s é t v a g y o l v a s á s á t teszi l e h e t ő v é . A gyakorlatban e n n é l t ö b b b y t e egy forgalmon belüli megjelenése nem fordul elő. A v e z é r l ő byte-ot a B U S címe k ö v e t i a m e m ó r i á ban és a n n y i adat b y t e , a h á n y a t a v e z é r l ő b y t e meghív. Olvasás esetén a cím byte-ot követően e m e l k e d ő sorrendben k e r ü l n e k b e í r á s r a a v e t t byte-ok és azokat a vezérlés v i s s z a a d á s a u t á n é r h e t i el a f ő p r o g r a m . H á r o m p é l d á n s z e r e t n é m b e m u t a t n i az adatok és vezérlő byte-ok elhelyez kedését a memóriában. Vezérlő byte Cím Adat Újabb vezérlő byte
00100001 10000000 10000000
xxoxxxxx 1 byte elkülI M BUS-on
cím 129 adat 192
250
00100001 10000000 00100000
10000001 10000001 11000000
01100010 11111111 1 byte elkül 1 byte elkül dése dése I C BUS-on I C BUS-on és ismételt starttal adat olvasás cím 64/írás cím 64/írás adat 128 adat 32 cím 64/olvasás adat 255 2
2
13. ábra. Az I M B U S forgalmának v é g é n előforduló I C B U S forgalmának v é g é t jelző S T O P feltétel 2
A Z 80-as rendszerrel sikerrel lehetett í r n i és olvasni m i n d az P C , m i n d az I M BUS-os i n t e g r á l t á r a m k ö r ö k e t . A rendszer m á s , a k á r egy chipes mikroprocesszoron is m e g v a l ó s í t h a t ó , figyelembe v é v e a processzor u t a s í t á s k é s z l e t é t . C é l u n k c s u p á n az v o l t , hogy f e l t á r j u k a k é t B U S össze k a p c s o l á s á n a k l e h e t ő s é g é t és g y a k o r l a t á t . A 6—13. ábra felvételei j ó l m u t a t j á k a B U S forgalom e s e t é n fellépő i d ő z í t é s e k e t vagyis azt, hogy az e g y i k t í p u s ú B U S forgalma nem zavarja a m á s i k a t és viszont. M i n t l á t t u k ez n é m i k o r l á t o z á s s a l j á r ugyan, de a t v k é s z ü l é k e k t e r ü l e t é n ez nem jelent megkötöttséget.
IRODALOM [1] I T T : D I G I T 2000. Gyári k i a d v á n y 1985. [2] Philips:
Technical publication 022.
Híradástechnika
XXXVI11.
évfolyam,
1987. 6. szám
