Прямой доступ к памяти (ПДП).

Способ базируется на повышении скорости ввода-вывода при непосредственной передаче данных между элементами (например, ВУ и памятью) без участия МП. Блок сопряжения одного из ВУ осуществляет самостоятельное управление приемом-передачей информации, поэтому он носит название контроллера ПДП.

Суть способа заключается в том, что на время обмена контроллер ПДП приостанавливает работу МП и захватывает магистраль в монопольное использование (максимальная "демократизация" взаимодействия между элементами МПС). Для организации такого обмена требуется еще две управляющие шины: "Захват магистрали" (ЗХВ) и "Подтверждение захвата" (ПЗХ). В этом случае структура МПС выглядит так, как показано на рисунке 24.

При необходимости обмена контроллер ПДП посылает сигнал "Захват магистрали". Получив его, МП приостанавливает свою работу (а не завершает команду) и выдает сигнал "Подтверждение захвата", после чего контроллер ПДП приступает к обмену. По завершении обмена он снимает сигнал "Захват магистрали", МП снимает сигнал "Подтверждение захвата" и продолжает приостановленную работу.

Рис.24

Возможно два режима работы контроллера ПДП, имеющие свои достоинства и недостатки.

1. Монопольный – магистраль захватывается на все время передачи массива информации.

2. Мультиплексный – магистраль захватывается только на время передачи одной посылки информации.

Способ ПДП требует минимальных временных затрат на его активизацию и не требует программных действий со стороны МП. Однако, контроллер ПДП должен быть предварительно настроен в основной программе на выполнение задач обмена. Для этого ему могут потребоваться информация о режимах своей работы, начальных и конечных адресах передаваемых массивов и др. Алгоритм инициализации контроллера ПДП приведен на рисунке 25.

Рис.25

Выводы. Каждый из рассмотренных трех способов организации связи с ВУ являются расширением предыдущего, в порядке их рассмотрения, может применяться совместно с другими и предоставляет разработчику широкие возможности при проектировании МПС различного назначения.

Типы магистралей.

Количество шин в магистрали МПС может колебаться от двух (прямой сигнальный и возвратный проводники) до нескольких десятков, на которых могут быть реализованы самые разнообразные протоколы обмена. В целях унификации выпускаемых модулей разработан ряд стандартов, регламентирующих требования к составу магистрали и протоколу обмена, временным и электрическим параметрам сигналов, конструкции разъемов и др. Выбор той или иной магистрали для разрабатываемой МПС зависит от наличия готовых модулей, работающих с ней, и возможности их приобретения, области применения этих модулей и многого другого.

Рассмотрим типы магистралей, которые можно разделить на две большие группы по способу передачи битов информации одной посылки: последовательные (биты передаются друг за другом по двум или четырем шинам) и параллельные (биты передаются одновременно).

В качестве примеров стандартов последовательных магистралей можно назвать: стык С2 (ГОСТ 18145-81) и ИРПС (ОСТ 11.305.916-84) - ин­терфейс радиальный последовательный. Стыку С2 соответствует международный стандарт ISO 2110 (RS-232), а ИРПС - "20 мА токовая пет­ля". Для компьютеров РС – PS/2 (подключение "мышки", клавиатуры), USB (Universal Serial Bus), Serial-ATA и др.

Все многообразие последовательных магистралей определяется методом подключения и протоколом обмена. Так международный стандарт MODBUS, которого придерживаются многие производители контроллеров технологического оборудования, по-прежнему на физическом уровне предполагает использование стандартов RS-232 (RS-422, RS-485).

Магистрали в этих стандартах рассчитаны на передачу данных с небольшой скоростью на большие расстояния (удаленный терминал) или для связи с устройствами последовательного действия (например, стримером, винчестером), для которых на первый план выступают не быстродействие, а помехоустойчивость и стоимость линии передачи. Скорость передачи измеряется в бодах - бит в секунду.

Рис.27а
Рис.26	Рис.27б

В общем виде сопряжение удаленного ВУ с системной магистралью МПС выглядит так, как показано на рисунке 26, где КО – коммутирующее оборудование, встречающееся на линии (автоматические телефонные станции, распределительные щиты, маршрутизаторы и т.д.).