Микро ЭВМ на МПК 1801

5. Описание схемы электрической       принципиальной

           Рассмотрим принцип работы микроЭВМ на МПК 1801 согласно схемы электрической принципиальной предоставленной в графической части лист 1 Э3.

           МикроЭВМ представляет собой систему функциональных блоков, связь между которыми осуществляется через единый системный канал обмена информацией. Унификация по конструктивному исполнению, системе команд, организации и интерфейсу канала позволяет наращивать технические возможности  микроЭВМ за счет подключения дополнительных типовых функциональных устройств, а также унифицированных устройств, разработанных пользователем. Системный канал микроЭВМ представляет собой систему сигнальных связей, назначение и физическая реализация которых закреплены интерфейсом, т.е. совокупность правил, обеспечивающих обмен информацией между отдельными функциональными блоками. Все устройства, подключенные к каналу, используют одни и те же канальные связи. Связь между устройствами, подключенными к каналу, осуществляется по принципу “активный-пассивный”. В любой момент времени только одно устройство является активным и управляет циклами обмена информацией в канале. Передача данных через канал осуществляется по асинхронному принципу при помощи специальных сигналов синхронизации ”ввод данных”, “вывод данных”, ”сигнал синхронизации пассивного устройства”, т.е. на инициализирующий обмен данными сигнал от активного устройства должен поступить ответный сигнал от назначенного пассивного устройства. Поэтому процесс обмена между устройствами не зависит от их быстродействия по выборке и приему данных. Адресное назначение пассивного устройства осуществляется синхронно кодом адреса под управлением фронта устано-   вки  в   активное   состояние   сигнала  “сигнал синхронизации активного устройства”. Безадресное назначение пассивного устройства осуществляется асинхронно под управлением сигнала путем последовательного прохождения его через цепочку устройств, способных работать в режиме прерывания программы, до первого от процессора, установившего сигнал “требование прерывания”.

Кроме ПРЦ, активными в канале могут являться устройства, способные работать в режиме прямого доступа к памяти (ПДП). Обмен данными в режиме ПДП является самым эффективным способом передачи данных между внешними устройствами и памятью, так как он проводится на фоне выполнения ПРЦ основной программы. Передача управления каналом осуществляется с помощью управляющего сигнала “сигнал предоставления ПДП”, который последовательно проходит через устройства ПДП, соединенные в цепочку, от ПРЦ до первого, установившего сигнал “требование прямого доступа”. Таким образом, каждое устройство, способное работать в режиме прерывания или в режиме ПДП, имеет свой приоритет обслуживания.

           В микроЭВМ установлены следующие приоритеты обслуживания прерываний между интерфейсными устройствами ввода-вывода информации:

- от УПВВ;

- от УИГМД;

- от УБПИ.

Устройств ПДП в составе микроЭВМ нет.

Канал позволяет адресовать к 32К 16-разрядных слов      или к 64К байт (только по записи), что составляет адресное пространство микроЭВМ.

           Системное постоянное запоминающее устройство (СПЗУ) выполнено на основе микросхемы КР1801РЕ2-055 и предназначено для хранения следующих программ:

- программа режима начального пуска микроЭВМ;

- программа пультового режима работы микроЭВМ;

- программа начального загрузчика с накопителя на ГМД;

- программа “резидентный проверяющий тест”.

 Режимы начального пуска микроЭВМ.

Программа режима начального пуска позволят осуществить четыре различных режима пуска микроЭВМ в зависимости от положения переключателей РНП SA1-1, SA1-2, SA1-3, расположенных на плате микроЭВМ.

Программа начального загрузчика с накопителя имеет начальный адрес 173000 и предназначена для загрузки абсолютного загрузчика в старший банк ОЗУ микроЭВМ.

Области размещения программ пультового режима работы и режима начального пуска являются аппаратно скрытными  вне адресного пространства микроЭВМ.

           Устройство байтового параллельного интерфейса (УБПИ) предназначено для связи микроЭВМ с внешними устройствами по асинхронным параллельным каналам ввода-вывода.

УБПИ состоит из следующих основных частей:

- устройство управления интерфейсом (БПИ) на основе микросхемы  К1801ВП1-033  и переключателей типа ВДМ1-8 SA1.6-SA1.8;

-  устройство передачи информации (УПИ) на основе микросхемы К1801ВП1-034.

УБПИ осуществляет обмен с системным каналом микроЭВМ с помощью четырех регистров: регистра состояния источника (РСИ), входного регистра (Вх.Р), регистра состояния приемника (РСПр) и выходного регистра (Вых.Р), может производить прерывания как от приемника, так и от передатчика, обеспечивает обмен с внешними устройствами сигналами, управляющими вводом-выводом информации согласно “интерфейсу для радиального подключения устройств с параллельной передачей информации (ИРПР)”.

УПИ производит прием и передачу информации.

Адресация регистров УБПИ задается переключателями SA1.7, SA1.8. Также эти переключатели меняют адреса векторов прерывания, выдаваемых УБПИ при процедуре векторного  прерывания  программы. Адреса регистров и век-

торов прерывания приведены в таблице 6.

                                                                                   Таблица 6.

Работа УБПИ при приеме информации от внешнего источника.

При отсутствии сигнала ГИ-И Н, в РСИ устанавливается бит “ошибка”, устройство к приему информации не готово. При появлении сигнала ГИ-И Н устройство выставляет сигнал ЗП-И Н, и снимает бит “ошибка” в РСИ. При поступлении сигнала СТР-И Н от источника информации устанавливается бит “требование приема” в РСИ. При наличии бита “разрешение прерывания” возникает канальный сигнал “требование прерывания”. После чтения входного регистра снимается сигнал ЗП-И Н. Во время чтения входного регистра возникает сигнал “ввод данных”. Сигнал ЗП-И Н восстанавливается только после снятия сигнала СТР-И Н источником информации.

Работа УБПИ при выдаче информации внешнему приемнику.

Если готовность внешнего приемника подается сигналом высокого уровня (ГП-П В) необходимо объединить контакты разъема XT2 28 (ГП-П В) и 37 (ГП-П Н). Также если запрос от внешнего приемника подается сигналом высокого уровня (ЗП-П В), необходимо объединить  контакты разъема XT2 30 (ЗП-П В) и 36 (ЗП-П Н). Работа УБПИ будет рассмотрена для случая, когда сигналы готовности и запроса от приемника подаются низким уровнем. При отсутствии сигнала готовности приемника (ГП-П Н) устройство к работе не готово. Если объединить на разъеме XT2 контакты 37 (ГП-П Н) и 2 (ОШИБКА 1 В) в РСПр установится  бит  “ошибка”. После подачи сигнала готовности от приемника устройство готово к работе. Сигнал запроса от приемника   (ЗП-П Н) вызывает появление сигнала “ФЛАГ В”. Если на разъеме XT2 объединить контакты 16 (ФЛАГ В), 13 (ТРБ ПЕРЕДАЧИ 1) и 44 (ТРЕБОВАНИЕ В), то с появлением сигнала “ФЛАГ В” РСПр установится бит “требование передачи” и при установленном бите “разрешение прерывания” возникает канальный сигнал “требование прерывания”. Во время записи данных по выходному регистру возникает сигнал “ВЫВОД ДАННЫХ Н”. По окончании записи возникает сигнал СТР-П Н и на шинах данных появляется информация. После снятия сигнала ЗП-П Н сигнал СТР-П Н также снимается и с шин данных убирается информация.

Приемопередатчики сигналов параллельного интерфейса ПП2 выполнены на основе микросхем К155 серии и имеют следующие основные электрические характеристики:

передатчик - Uol < 0,7 при Iol = 40 мА;

приемник - Uil < 0,8 B;  Uih > 2 B;  Iil < 1,6 мА.

Входные и выходные сигналы УБПИ и соответствующие им контакты разъема XT2 приведены в таблице 11.

Длина кабеля согласованных линий связи должна быть не более 2м, а при использовании несогласованных линий связи длина кабеля - не более 1м.

           Устройство последовательного ввода-вывода (УПВВ) предназначено для связи микроЭВМ с внешними устройствами по асинхронному последовательному каналу ввода-вывода.

УПВВ выполнено на основе микросхемы К1801ВП1-35 с использованием  переключателей типа ВДМ1-8 SA2.1-SA2.8.

УПВВ осуществляет обмен информацией с каналом микроЭВМ с помощью четырех регистров: регистра состояния приемника (РСПр), буферного регистра приемника (БРПр), регистра состояния передатчика (РСПер), буферного регистра передатчика (БРПер); может производить прерывание  программы  с  выдачей адреса вектора прерывания, как от приемника, так и от передатчика, обеспечивает обмен с внешними устройствами согласно “интерфейсу для радиального подключения устройств с последовательной передачей информации (ИРПС)”.           Связи с внешним устройством УПВВ осуществляется через узел оптронной развязки.

Адресация регистров УПВВ задается переключателем SA2.1. Также этот переключатель меняет адреса векторов прерывания, выдаваемых УПВВ при процедуре векторного прерывания программы. Адреса регистров и векторов прерывания приведены в таблице 7.

                                                                                   Таблица 7.

1	2	3	4	5	6	7	8