. Вход мини АС -f (fJycK-j-Прерывание) АС-\- АС.

Стрелки, выходящие из подграфа, соответствуют функции возбуждения К, которая задается уравнением

Кв - Цикл завершен-АС-\-Неактивен-АС.

V /Состояния, в которых значение 1 имеет переменная С, со-е^авляют подграф, выделенный на рис. 6.17, в (шаг 5). Входящие, в этот подграф стрелки определяют в соответствии с ша-1!ом. 6 функцию возбуждения / для триггера С следующим об-

состояние ЛВС= 101. При этом состоянии в основную ЭВМ посылается сигнал ПОЛОН/ПУСТ в соответствии с направлением передачи данных. Сразу же после передачи этого сигнала автоматически происходит переход в состояние 110. Это опять необходимо потому, что основная ЭВМ не воспринимает повторных функциональных сигналов от периферийных устройств.

Цикл состояний ЛВС= 110, 111, 101 повторяется до тех пор, лока между машинами не будут переданы все данные. После этого основная ЭВМ инициирует входной сигнал интерфейса Неактивен, который уведомляет интерфейс, что реализация функции запроса завершена. Сигнал Неактивен является для основной ЭВМ средством окончания передачи; он возвраш;ает интерфейс в еостояние ожидания ЛВС=ООО, при котором интерфейс готов немедленно реагировать на любой новый запрос пересылки данных.

6.10. СИНТЕЗ МНОГОВХОДОВЫХ ТАКТИРУЕМЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ СХЕМ

Построение рассматриваемой схемы легко осуществляется на основе метода синтеза, рассмотренного в разд. 6.4. На рис. 6.17 работа (-триггеров описана с помощью графа переходов. Штриховыми линиями на графе обведены подграфы, в пределах каждого из которых определенная переменная состояния имеет значение 1. Это соответствует этапу 5 последовательности синтеза. Функция возбуждения / для триггера Л определяется в соответствии с этапом 6 по стрелкам, входящим в подграф, который выделен на рис. 6.17, а. Таким образом, Ja= Активен-ВС. Функция возбуждения для этой переменной состояния определяется по стрелкам, выходящим из подграфа Л. Таким образом, Ка = Неактивен-ВС. Область графа, в которой значение 1 имеет переменная состояния В, выделена на рис. 6.17,6. На основании ее анализа выполняется этап 5 для переменной В. В соответствии с этапом 6 стрелки, входящие в этот подграф, определяют функцию возбуждения / следующим образом:

Ваюдмини

\преры6аиие (000 001 XcHOff

Неактивен

Рис. 6.17. Схема, иллюстрирующая работу С-триггеров.

а - подграф переменной Л; б - подграф переменной В; в - подграф переменной С.

Jс=Номер функции AB-\-TlR-AB.

Функция возбуждения К для переменной состояния С представляется стрелками, выходящими из подграфа, ьщеленного на рис. 6.17, е, она определяется уравнением Кс=АВ+АВ.

Функциональная схема интерфейса приведена на рис. 6.18. Обратные связи для сигналов Л, Л и С на схеме не показаны, но, как и во всех аналогичных случаях, подразумеваются.

АнтиВен -в-с-

ИеаитиВен -в-с-

-Bfs\-

Вход мини . А

ПрерыВоние Пуск -1 У/

Цикл завершен

С

неактикн-А с

Рис. 6.18. Реализация обобщенной схемы интерфейса.

Рис. 6.19. Карта Карно выходных сигналов обобщенной схемы интерфейса.

Выходные сигналы формируются следующим образом:

ВНИМАНИЕ=ABC, ЦИКЛ = ABC,

НЕАКТИВЕН = ABC, ПОЛОН/ПУСТ=ABC.

Карта Карно выходных сигналов приведена на рис. 6.19. Сигнал ОЖИДАНИЕ в ней не фигурирует, так как по существу он выходным сигналом не является.

6.11. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ СХЕМЫ

Рис. 6.16 иллюстрирует интересный подход к разработке схем. В паре входных сигналов Передача!Прием и в паре выходных сигналов ПОЛОН/ПУСТ может быть выбрано по одному сигналу. Чтобы сделать это, можно заслать управляющее слово в управляющий регистр интерфейса, когда последний пребывает в состоянии ОЖИДАНИЕ. Управляющее слово декодируется комбинационной схемой. Этот дешифратор определяет, какие значения присваиваются выбираемым входным и выходным сигналам.

ООО о

ОЗВИДАНИЕ

прерывание

данные готовы

bO= Сброс

ЧпопВляюший регистр

Рис. 6.20. Программируемый интерфейс.

Этот подход может быть в значительной степени расширен. Например, в прототипном варианте I рассмотренного выше интерфейса для высокоскоростных и низкоскоростных пересылок данных были использованы две отдельные схемы. В прототипном варианте II для обеих скоростей пересылки применялась одна схема в сочетании с регистром управляющего слова. Это позволило добиться экономии с точки зрения затрат времени на

проектирование и изготовление, потребляемой мощности и числа электронных компонентов.

Дальнейщее расщирение использования этого подхода заключается в возложении на управляющее слово функции задания переходов в диаграмме состояний. Такой подход иллюстрируется в упражнениях в конце данной главы. Другой вариант этого подхода рассматривается в гл. 9.

Управляющий регистр

ган

/ООО 8Б

101 о

о

110 о

Рис. 6.21. Составные схемы.

а - исполнительная схема; б - рабочая схема интерфейса.

Рис. 6.20 иллюстрирует упрощенный вариант щироко распространенного метода построения интерфейсов. В состоянии ОЖИДАНИЕ в управляющий регистр загружается управляющее слово Ь7 - ЬО. По команде начала работы происходит переход в состояние ABC=\OQ, и в устройство посылается сигнал прерывания. Оно отвечает сигналом Устройство готово, который вызывает переход в состояние ABC=\Q\. В зависимости от значения бита Ь7 интерфейс осуществляет теперь пересылку данных в разных направлениях. Переход ЛВС=001, 011 соответствует вводу, а переход ЛБС= 111, ПО, 010 - выводу информации. При переходе из ЛБС=110 в 010 бит 3 может быть использован для управления задержкой процесса передачи. Такие задержки могут использоваться для синхронизации функционирования аппаратных и программных средств.

6.12. СОСТАВНЫЕ СХЕМЫ

В ходе предшествующих рассуждений, результатом которых явилось построение программируемого интерфейса, действие последовательностной схемы определялось комбинационной или декодирующей схемой. Естественным развитием этой идеи является задание действий последовательностной ведомой схемы последовательностной ведущей схемой. Это приводит к вложению последовательностных схем. Такой подход иллюстрируется диаграммой состояний, представленной на рис. 6.21. На рис. 6.21, с показана ведущая схема. Ее действия программируются таким же управляющим регистром, как и использованный выше. Эта схема рассматривается в данном случае как схема, управляемая событиями. Единичное значение любого из битов Ь6, Ь5 или Ь4 вызывает переход в состояние D£=01. Если два бита имеют единичные значения, то ведущая схема выбирает старший из них. Рабочая схема интерфейса, которая считается тактируемой, вынужденно реагирует по-разному на единичное значение каждого бита. Очевидно, простым развитием данной идеи, повышающим ее эффективность, является предоставление каждому из выходных сигналов В6, 85 и 84 отдельной рабочей схемы.

6.13. УПРАЖНЕНИЯ

У.6.1. Спроектируйте реверсивный счетчик, граф переходов которого приведен ча рис. У.6.1 ([/ - сигнал увеличения, D - сигнал уменьшения), на /С-триггерах, пользуясь методом проектирования схем типа I.

Рис. У.6.1. Реверсивный счетчик.

У.6.2. Спроектируйте счетчик, граф переходов которого приведен на рис. У.6.2, пользуясь методом проектирования схем типа I.

У.6.3. Спроектируйте счетчик, граф переходов которого приведен на рис. У.6.3, пользуясь методом проектирования типа I.

ООО П 00! JL ою

Рис. У.6.2. Счетчик с пропуском состояний.

Рис. У.6.3. Счетчик с пропуском состояний.

У.6.4. Спроектируйте счетчик, граф переходов которого приведен иа рис. У.6.4, пользуясь методом проектирования схем типа I.

fiST

ООО

Рис. у.6.4. Счетчик с переходами через состояния.

У.6.5. Спроектируйте счетчик, граф переходов которого приведен иа рис. У.6.5. Разделите задачу на части и нарисуйте схему (а), имеющую только один вход Е, и схему (б) с входами L и М. Для построения схемы (а) используйте метод синтеза схем I, а для построения схемы (б) -метод синтеза схем II. Объедините оба частных решения и получите полное решение задачи.

У.6.6. Спроектирован интерфейс, позволяющий программно заставить один из управляющих сигналов (Cal) реагировать на переход к высокому или низкому уровню. Для этого используется бит 6-1 8-разрядного регистра. Граф переходов схемы представлен на рис. У.6.6 [30]. Граф служит чисто

Рис. У.6.5. Счетчик с загрузкой.

иллюстративным целям. Некоторые подробности иа нем опущены, при этом не подразумевается никакая реальная выпускаемая промышленностью схема. Когда ЬО имеет высокий уровень, происходит переход из ЛВС=000 в 001. Если уровень бита Ъ\. высокий, то происходит переход в состояние АВС= = 101. Когда высокий уровень принимает управляющий сигнал Cat, осуществляется переход, в состояние ЛВС= 111. При этом вырабатывается выходной сигнал ФЛАГ. Переход из 111 в состояние ЛВС= 101 происходит

ЛВС

Рис. У.6.6. Схема управления уровнем и разрешением.

по команде чтения информации с линий данных. Аналогично низкий уровень Ъ\ вызывает переход из состояния Л£С=001 в 011. Когда Cat принимает низкий уровень, происходит переход в состояние ЛВС= 111. При этом вырабатывается выходной сигнал ФЛАГ и по команде чтения информации с линий данных происходит автоматический возврат в состояние ЛВС=011.

Решите эту задачу, пользуясь методом синтеза схем типа П.

У.6.7. В интерфейсе, описанном в упражнении У.6.6, добавлен второй управляющий сигнал Са2, значение которого определяет наряду с управлением уровнем и разрешением управление вводом и выводом. Для этого предназначены биты 65, 64 и ЬЗ.

Граф переходов схемы показан На рис. У.6.7. Это опять иллюстративный пример, который не представляет собой диаграммы состояний законченной или серийно выпускаемой схемы.

Бит 65 служит для задания режима ввода или режима вывода (рис. У.6.7, а). Если задан режим ввода, то схема функционирует в соответствии с графом переходов, представленным на рис. У.6.7, 6. Этот граф очень

£FB

ООО

Запись -ЬЗ 011 f Запись-ТЗОЮ

Рис. У.6.7. Программирование посредством управляющих бит.

а - исполнительная схема; б - схема управления вводом, уровнем и разрешением; в - вывод, чтение!запись.

напоминает граф, изображенный на рис. У.б.а В результате принятия решения о выполнении операции происходит переход из £FG=000 в 100 (сигнал 110 имеет низкий уровень). Работа схемы разрешается, когда бит 63 имеет высокий уровень. Высокий уровень бита 64 определяет изменение уровня сигнала ФЛАГ с низкого на высокий при наличии сигнала Са2 и сброс сигнала ФЛАГ под действием команды Чтение. Низкий уровень 64 при наличии сигнала Са2 также вызывает изменение уровня сигнала ФЛАГ с низкого иа высокий и сброс сигнала ФЛАГ при поступлении команды чтения данных.

Если посредством бита 65 задан режим вывода, то выполняются действия, описываемые графом переходов, изображенным иа рис. У.6.7, е. Исполнительная схема вызывает переход из состояния Я С=000 в состояние 001.

Если бит Ь4 имеет низкий уровень, то совместно с командой Чтение используется выходной сигнал СА2. По команде чтения данных СА2 принимает низкий уровень одновременно с переходом схемы в состояние Я С=100. Высокий уровень СА2 восстанавливается при высоком уровне СА1, если имеет высокий уровень ЬЗ или если при низком уровне 63 поступает сигнал разрешения выборки модуля.

Аналогичным образом выходной сигнал СА2 используется с командой Запись, когда 64 имеет высокий уровень. Высокий уровень этого бита вызывает переход из состояния ЯЖ==001 в состояние 011. При переходе Н1К= =011 в 010 сигнал СА2 имеет такое же значение, как и бит 63.

Будем считать, что исполнительная схема является схемой, управляемой событиями (входными сигналами), а схема управления - тактируемой схемой.

/1В

Режим г

10 Рвоким 1

00 m1-l/o 001 ibf -Oil

f/Ob

000 ml I/O OOJ

Рис. y.6.8. Программирование режима 1.

о - исполнительная схема режима; б - исполнительная схема ввода-вывода; управления вводом в режиме 1; г -схема управления выводом в режиме .1.