Разработка архитектуры внешних выводов

Для вариантов, не требующих использования сопроцессора, разрабатывается архитектура внешних выводов только ЦП. Для вариантов, требующих наличие сопроцессора, разрабатывается архитектура внешних выводов ЦП и сопроцессора.

Рис. 3 Рис. 4

При разработке архитектуры внешних выводов следует ориентироваться на использование стандартных корпусов, имеющих, соответственно, 40, 68, 132, 144, 168, 172 выводов. В случае, если остаются “лишние” выводы, они могут быть использованы для следующих целей:

- дублирования контактов “Земля” и “Питание”;

- увеличения разрядности шины адреса;

- введения нескольких уровней прерывания.

Обобщенная архитектура внешних выводов кристалла ЦП показана на рис. 3, а сопроцессора – на рис. 4.

Процессор (рис. 3) имеет совмещенную шину адреса и данных (AD). Сигнал ALE используется для фиксации адреса на внешнем регистре-защелке, а пара сигналов HLD и HLDA – для реализации механизма захвата шины. Сигналы INT и INTA являются сигналами запроса и подтверждения прерывания. Если на корпусе имеется достаточное число свободных выводов, то целесообразно ввести несколько уровней запроса на прерывание.

Линии RD (Чтение), WR (Запись), IN (Ввод), OUT (Вывод), BHE (Разрешение записи старшего байта) задают выполняемую на шине операцию. Линия FRAME используется для организации режима пакетного обмена между ОЗУ и внутренними кэшами. Появление данного сигнала на шине означает начало транзакции, а снятие – указывает на то, что следующий цикл передачи данных на шине является последним.

Сигнал WAIT используется для организации взаимодействия с внешним математическим сопроцессором. На контакт WAITпоступает сигнал от сопроцессора об окончании вычислений. Контакт READY (Готовность) служит для приема сигнала готовности от медленных внешних устройств. Назначение выводов питания, RESET и CLC (Синхронизация) очевидны.

На рис. 4 показан вариант архитектуры внешних выводов сопроцессора. На вывод FPBUSY подается единичный сигнал, указывающий на то, что сопроцессор занят. По линии FPINT выдается сигнал прерывания в случае возникновения ошибочной ситуации (типа попытки деления на нуль). Назначение прочих выводов такое же, как и одноименных выводов ЦП.

ЦП и сопроцессор взаимодействуют следующим образом. ЦП декодирует поток команд; если появляется команда обработки с ПТ, то ЦП переписывает ее на регистр команды сопроцессора (в качестве которого может в частном случае выступать порт ввода-вывода), а затем продолжает работу. При необходимости работы с памятью адреса вычисляются в ЦП. Для проверки доступности ЦП может использоваться, например специальная команда WAIT.