Обзор процессоров и шин ПВМ начиная с 386 машин

и магистралью MULTIBUS I заключается в генерации всех сигналов

MULTIBUS I c помощью программируемых логических матриц (ПЛМ) и

схем ТТЛ. Проще использовать интерфейс, совместимый с МП

80286. Основные черты этого интерфейса описаны ниже.

Интерфейс магистрали MULTIBUS I состоит из совместимого с

МП 80286 арбитра магистрали 82288. Контроллер может работать

как в режиме локальной магистрали, так и в режиме MULTIBUS I;

резистор на входе МВ схемы 82288, подключенный к источнику пи-

тания, активизирует режим MULTIBUS I. Выходной сигнал MBEN де-

шифратора адреса на ПЛМ служит сигналом выбора обеих микросхем

82288 и 828289. Сигнал AEN # с выхода 82289 открывает выходы

контроллера 82288.

Взаимодействие между процессором 80386 и этими двумя уст-

ройствами осуществляется с помощью ПЛМ, в которые записаны

программы генерации и преобразования необходимых сигналов. Ар-

битр 82289 вместе с арбитрами магистрали других вычислительных

подсистем координирует управление магистралью MULTIBUS I,

обеспечивая управляющие сигналы, необходимые для получения

доступа к ней.

В системе MULTIBUS I каждая вычислительная подсистема пре-

тендует на использование общих ресурсов. Если подсистема зап-

рашивает доступ к магистрали, когда другая система уже исполь-

зует магистраль, первая подсистема должна ожидать ее освобож-

дения. Логика арбитража магистрали управляет доступом к ма-

гистрали всех подсистем. Каждая вычислительная подсистема име-

ет собственный арбитр магистрали 82289. Арбитр подключает свой

- 23 -

процессор к магистрали и разрешает доступ к ней ведущим с бо-

лее высоким или более низким приоритетом в соответствии с за-

ранее установленной схемой приоритетов.

Возможны два варианта процедуры управления занятием магист-

рали: с последовательным и параллельным приоритетом. Схема

последовательного приоритета реализуется путем соединения це-

почкой входов приоритета магистрали (BPRN #) и выходов приори-

тета магистрали (BPRO #) всех арбитров магистрали в системе.

Задержка, возникающая при таком соединении, ограничивает число

подключаемых арбитров. Схема параллельного приоритета требует

наличия внешнего арбитра, который принимает входные сигналы

BPRN # от всех арбитров магистрали и возвращает активный сиг-

нал BPRО # запрашивающему арбитру с максимальным приоритетом.

Максимальное число арбитров , участвующих в схеме с параллель-

ным приоритетом, определяется сложностью схемы дешифрации.

После завершения цикла MULTIBUS I арбитр, занимающий ма-

гистраль, либо продолжает ее удерживать, либо освобождает с

передачей другому арбитру. Процедура освобождения магистрали

может быть различной. Арбитр может освобождать магистраль в

конце каждого цикла, удерживать магистраль до тех пор пока не

будет затребована ведущим с более высоким приоритетом, или

освобождать магистраль при поступлении запроса от ведущего с

любым приоритетом.

Система MULTIBUS I с 24 линиями адреса и 16 линиями данных.

Адреса системы расположены в диапазоне 256 кбайт (между

F00000H и F3FFFFH), причем используются все 24 линии. 16 линий

данных представляют младшую половину (младшие 16 разрядов) 32-

разрядной шины данных МП 80386. Адресные разряды MULTIBUS I

- 24 -

нумеруются в шеснадцатеричной системе; А23-А0 В МП 80386 ста-

новятся ADR17# - ADR0# в системе MULTIBUS I. Инвертирующие ад-

ресные фиксаторы поразрядно преобразуют выходные сигналы адре-

са МП 80386 в адресные сигналы с низким активным уровнем для

магистрали MULTIBUS I.

Дешифратор адреса. Система MULTIBUS I обычно включает и об-

щую, и локальную память. Устройства ввода-вывода (УВВ) также

могут быть расположены как на локальной магистрали, так и на

MULTIBUS I. Отсюда следует, что: 1) пространство адресов МП

80386 должно быть разделено между MULTIBUS I и локальной ма-

гистралью и 2) должен использоваться дешифратор адресов для

выбора одной из двух магистралей. Для выбора магистрали MULTI-

BUS I требуются два сигнала:

1. Сигнал разрешения MULTIBUS I (MBEN) служит сигналом вы-

бора контроллера магистрали 82288 и арбитра магистрали 82289 в

схеме сопряжения с MULTIBUS I. Другие выходы ПЛМ дешифратора

служат для выбора памяти и УВВ на локальной магистрали.

2. Для обеспечения 16-разрядного цикла магистрали процессо-

ру 80386 должен быть возвращен активный сигнал размера шины

BS16#. К уравнению ПЛМ, описывающему условия возбуждения сиг-

нала BS16#, могут быть добавлены дополнительные члены для дру-

гих устройств, требующих 16-разрядной шины.

Ресурсы ввода-вывода, подключенные к магистрали MULTIBUS I,

могут быть отображены на отдельное пространство адресов вво-

да-вывода, независимых от физического расположения устройств

на магистрали I, либо отображены на пространство адресов памя-

ти МП 80386. Адреса УВВ, отображенных на пространство памяти,

должны декодироваться для возбуждения правильных команд вво-

- 25 -

да-вывода. Это декодирование должно осуществляться для всех

обращений к памяти, попадающих в область отображения адресов

ввода-вывода.

Адресные фиксаторы и приемопередатчики данных. Адрес во

всех циклах магистрали должен фиксироваться, потому что по

протоколу MULTIBUS I на адресных входах должен удерживаться

достоверный адрес по крайней мере 50 нс после того, как коман-

да MULTIBUS I становится пассивной. Сигнал разрешения адреса

(AEN#) на выходе арбитра магистрали 82289 становится активным,

как только арбитр получает управление магистралью MULTIBUS I.

Сигнал AEN# действует как разрешающий для фиксаторов MULTIBUS

I. Как показано на рис. 6 выходной сигнал ALE# контроллера ма-

гистрали 82288 фиксирует адрес от МП 80386.

Рис.6

Адрес Данные

А23-А0 │ D15-D0 │

┌──────­────────┐ ALE# ┌──────­─────────┐ DEN

│ Инвертирующий ├─────── │ Инвертирующие ├─────

│ фиксатор │ (От 82288) │ фиксаторы/прие-│

└──────┬────────┘ │ мопередатчики ├─────

AD17#- │ └──────┬─────────┘ DT/R#

AD0# ­ DATF#- │ (От 82288)

DAT0# ­

Разряды данных MULTIBUS I нумеруются в шестнадцатеричной

системе, так что D15-D0 превращается в DATF#-DAT0#. Инвертиру-

ющие факторы и приемопередатчики вырабатывают низкий активный

- 26 -

уровень для магистрали MULTIBUS I. Данные фиксируются только в

циклах записи. Во время цикла записи адресными фиксаторами и

фиксаторами - приемопередатчиками данных управляют входные

сигналы ALE#, DEN и DT/R# от контроллера 82288. В циклах чте-

ния фиксаторы - приемопередатчики управляются сигналом локаль-

ной магистрали RD#. Если при использовании сигнала DEN за ло-

кальным циклом записи немедленно последует цикл чтения MULTI-

BUS I, на локальной магистрали МП 80386 возникнет конфликтная

ситуация.

4.4 Магистраль расширения ввода-вывода iSBX

Магистраль iSBX независима от типа процессора или платы.

Каждый интерфейс расширения непосредственно поддерживает до

8-разрядных портов ввода-вывода. Посредством ведомых процессо-

ров или процессоров с плавающей точкой обеспечивается расшире-

ние адресных возможностей. Кроме того, каждый интерфейс расши-

рения может при необходимости поддерживать канал ПДП со ско-

ростью передачи до 2 Мслов/с

Магистраль iSBX включает два основных элемента: базовую

плату и модуль расширения. Базовая плата - это любая плата с

одним или несколькими интерфейсами расширения ввода-вывода

(коннекторами), удовлетворяющими электрическим и механическим

требованиям спецификации Intel. Естественно, базовая плата

всегда является ведущим устройством, она генерирует все адре-

са, сигналы выбора и команды.

Модуль расширения магистрали iSBX представляет собой не-

большую специализированную плату ввода-вывода, подключенную к

- 27 -

базовой плате. Модуль может иметь одинарную или двойную шири-

ну. Назначение модуля расширения - преобразование протокола

основной магистрали в протокол конкретного устройства вво-

да-вывода.

Расширение функций,реализуемых каждой системной платой,

подключенной к магистрали MULTIBUS I, повышает производитель-

ность системы, потому что для доступа к таким резидентным

функциям не требуется арбитраж магистрали.

4.5 Многоканальная магистраль

Многоканальная магистраль представляет собой специализиро-

ванный электрический и механический протокол, действующий как

составная часть системы MULTIBUS I. Эта магистраль предназна-

чена для скоростной блочной пересылки данных между системой

MULTIBUS I и взаимосвязанными перефирийными устройствами. В

тех случаях, когда требуется пересылать группу байтов или

слов, расположенных (или распологаемых) по последовательным

адресам, протокол блочной пересылки данных уменьшает непроиз-

водительные потери. Передача осуществляется в асинхронном ре-

жиме с использованием протокола подтверждений и с проверкой

четности, обеспечивающей правильность передачи данных.

Улучшению характеристик системы MULTIBUS I способствует

уменьшение влияния на ее производительность оборудования па-

кетного типа. Потоки данных от пакетных устройств могут ис-

пользовать интерфейс общего назначения. Протокол многоканаль-

ной магистрали специально приспособлен для пакетных пересылок