ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР
ИНТЕРФЕЙС МАГИСТРАЛЬНЫЙ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ МПИ
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОВОКУПНОСТИ ПРАВИЛ ОБМЕНА
ИНФОРМАЦИЕЙ
ГОСТ 26765.51—86
Издание официальное
БЗ 8—93
ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ИНТЕРФЕЙС МАГИСТРАЛЬНЫЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ
МПИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННЫХ МОДУЛЕЙ
Общие требования к совокупности правил обмена информацией ГОСТ
МРІ Bus parallel interface for system 26765.51—86
of electronic modules. General requirements
for protocol of data exchange
-ОКСТУ 40012
Дата введения 01.01.87
Настоящий стандарт распространяется на магистральный па* раллёльный интерфейс с мультиплексированными линиями адреса и данных МПИ (далее — интерфейс), применяемый в системе электронных модулей.
Стандарт устанавливает общие требования к совокупности правил обмена информацией между устройствами.
Термины, применяемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1. Обозначение линий интерфейса в соответствии с ГОСТ 2.743—91 приведено в приложении 2.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Интерфейс предназначен для обеспечения информационной и электрической совместимости устройств системы электронных модулей- а также для обеспечения совместимости элементов конструкции, необходимых для реализации информационной и электрической совместимости. '
Интерфейс реализуется на основе магистрали и логических узлов, входящих в каждое подключаемое к ней устройство.
Каждое подключаемое к магистрали устройство имеет в своем составе один или более адресуемых по магистрали регист-
П
Издание официальное
ерепечатка воспрещена© Издательство стандартов, 1986 © Издательство стандартов, 1994 Переиздание с изменениями
ров. Эти регистры и все ячейки внутренних запоминающих устройств в совокупности составляют единое адресное пространство магистрали. В конкретной реализации интерфейса адресное пространство магистрали равно адресному пространству примененного центрального процессора (далее — процессора) и диспетчера памяти.
Все сигнальные линии магистрали по способу передачи сигналов разделены на два типа:
— однонаправленные и двунаправленные линии, на каждой из которых сигнал формируется способом проводного (монтажного) «ИЛИ» сигналов от всех подключенных к данной линии устройств (магистральные линии). Этим линиям в физической реализации интерфейса соответствует один контакт на соединителе. В случае двунаправленных линий к этому контакту подключают входы и выходы соответствующих устройств, а в случае однонаправленных линий — входы или выходы;
— однонаправленные линии, по которым сигналы проходят последовательно через устройства, подключенные к магистрали (последовательная цепочка). Этим линиям в физической реализации интерфейса соответствуют два контакта на соединителе: один для принимаемого (входного) и другой для выдаваемого (выходного) сигналов. К обозначениям этих линий и передаваемых по ним сигналов добавляют буквы: П (приемник) — для принимаемого сигнала, И (источник)—для выдаваемого сигнала.
К линиям второго типа относятся линии интерфейса РЗМ (РЗМП и РЗМЙ) и ПРР (ПРРП и ПРРИ), указанные в таблице (см. п. 3.4).
Для дальнейшего развития интерфейса в его конкретной реализации (за исключением однокристальных модулей) необходимо предусматривать на соединителе два резервных контакта (ПРЕ31 и ПРЕ32).
В интерфейсе должна быть следующая взаимосвязь логического и электрического состояний сигналов:
нижний электрический уровень сигнала соответствует логической «1» (далее — сигнал);
верхний электрический уровень сигнала соответствует логическому «О» (далее — нулевой сигнал).
Значения временных интервалов на временных диаграммах должны определяться на входе магистрального усилителя-передатчика и на выходе магистрального усилителя-приемника. Для однокристальных устройств со встроенным интерфейсом учитывается паспортное время задержки входных и выходных усилителей.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНТЕРФЕЙСА
В интерфейсе коды адреса и данных должны передаваться по одной и той же группе сигнальных линий (мультиплексированной шине обмена информацией) с разделение^ во времени.
Принцип работы интерфейса при передаче данных — асинхронный, а при передаче адреса — синхронный.
В каждый момент времени на магистрали может выполняться один из трех видов взаимодействий подключенных к ней устройств:
передача управления магистралью;
адресный обмен (одиночный или блочный);
прерывание.
Передача управления магистралью должна осуществляться в соответствии со схемой приоритета. Приоритет устройства определяется его положением на линии «Разрешение на захват магистрали» относительно других устройств. Приоритет устройства убывает по мере удаления устройства от процессора, управляющего захватом магистрали, в направлении распространения сигнала РЗМ. При процедуре передачи управления магистралью активной устройство, готовое к выполнению функции ведущего, асинхронно выставляет запрос на захват магистрали (сигнал ЗМ). Процессор выдает разрешение на захват магистрали (сигнал РЗМ) после завершения текущего цикла обмена информацией или другого взаимодействия.
Примечание. Частным случаем передачи управления магистралью яв-' ляется режим прямого доступа к памяти, при котором происходит обмен информацией между активным периферийным и оперативным запоминающим устройствами без участия процессора.
Адресный обмен должен строиться по принципу ведущий — ведомый. В любой момент времени на магистрали взаимодействуют только один ведущий и только один ведомый. Ведущий инициирует обмен информацией и задает его режим. Интерфейс может обеспечивать режимы одиночного (обязательного) и режи- , мы блочного (необязательного) обменов.
Интерфейс обеспечивает следующие режимы одиночного обмена:
чтение — передача данных (слова или байта) от ведомого ведущему;
запись — передача данных (слова или байта) от ведущего ведомому;
чтение с модификацией — передача данных (слова или байта) от ведомого ведущему, обработка их ведущим и передача результата обработки от ведущего ведомому по первоначальному адресу.
Интерфейс обеспечивает следующие режимы блочного обмена: блочное чтение — передача блока данных (заданного ведущим числа слов) от ведомого ведущему. При блочном чтении ведущий передает ведомому адрес первого слова, ведомый передает ведущему указанное и последующие слова. При получении заданного числа слов ведущий прекращает обмен. Максимальное число слов в блоке с интерфейсом не ограничивается, а задается аппарйтно соответствующей разрядностью счетчика адреса в составе аппаратуры как ведущего, так и ведомого (младшие разряды регистра адреса в устройствах, способных • выполнять блочный обмен, обычно имеют дополнительный режим работы счетчика слов). Продолжительность передачи блока данных с максимальной длиной не должна превышать допустимого времени реакции на запрос прерывания или времени реакции на запрос магистрали в конкретной системе.
В качестве ведомого выступает внутреннее запоминающее устройство. Фактический размер блока при каждом блочном обмене программно задается ведущим и ограничен только разрядностью счетчика адреса ведущего или ведомого (при заимствовании унифицированных модулей она может быть различной);
блочная запись — передача блока данных от ведущего ведомому. Блочная запись выполняется аналогично блочному чтению.
Прерывание должно . производиться при переводе, процессора к выполнению программы (подпрограммы) устройств с более высоким приоритетом до завершения выполняемой.
Различают внутренние (по причинам, возникающим внутри .процессора) - и внешние (по причинам, возникающим в периферийных устройствах) прерывания. Настоящий стандарт распространяется на внешние прерывания, так как только для их выполнения необходимо использование магистрали интерфейса.
Прерывание осуществляет процессор по запросам устройств. При обработке запроса на прерывание процессор запоминает состояние прерванной программы и продолжает ее после завершения программы, выполняемой вследствие прерывания. Устройство, запросившее .прерывание, по разрешению процессора выдает ему вектор прерывания, определяющий вход в процедуру обработки данного прерывания. Разрешение на выдачу вектора прерывания процессор выдает в соответствии с п-уровневой системой приоритетов прерываний, где n = 1, 2, 3 или 4.
Для размещения векторов прерываний рекомендуется выделять ячейки оперативного запоминающего устройства с восьмеричными адресами 000000—000376 (для каждого вектора необходимы две 16-разрядные ячейки).
Система приоритетов прерываний, приведенная на черт. 1, обеспечивает возможность последовательного прерывания программ обработки прерываний устройства с более низким приоритетом программой обработки прерывания устройства с более высоким приоритетом. Интерфейс допускает произвольное число последовательных прерываний (ограничивается объемом стека процессора). После завершения программы обработки прерывания; устройства с более высоким приоритетом процессор завершает ранее прерванную программу обработки прерывания устройства с более низким приоритетом.
Текущая < программа
■L Обработка
S.5) прерыва-
А? ни о!
•и
0x1 Обработка .
прорыва-
f ния 2.
1 Обработка I прорыва - .huhN-1
і т*Обработ- sj капре- S-5 рывания N
Продолжение текущей - программы
Продолте- 3“-
ние обра - боткипре-
( рывания /
Продол же - ние обра- боткипре- рывания2.
Продо л же-1 **
ние обра -. ботки пре рыванияб-h
Черт. 1
В 2-, 3- и 4-уровневых системах приоритетов прерываний обеспечивается возможность программного изменения приоритетов устройств методом маскирования. Все подключаемые к магистрали устройства распределяются на 2, 3 или 4 группы, каждая из которых объединяет устройства одного уровня приоритетов прерываний. На группу или на несколько групп устройств программно накладывается маска, запрещающая этим устройствам прерывать текущую программу независимо от их приоритета (блокируется выдача сигнала ЗПР).
В зависимости от формата адреса процессора и диспетчера памяти адресное пространство магистрали может составлять 64К- 128К, 256К, 512К, 1024К, 2048К, 4096К, 8192К или 16384К? байт, где К= 1024.
. 2.3.1. Во всех случаях 8К байт адресного пространства магистрали в зоне адресов, старшие разряды кодов которых с номерами, большими 12, равны единицам, используются для адресации регистров устройств, остальной объем — для ячеек внутренних запоминающих устройств.
Число подключаемых к магистрали устройств и общая длина магистрали ограничивается объемом адресного пространства магистрали в 8К байт, отведенного для адресации устройств, разбросом значений задержек распространения сигналов по линиям магистрали (который с учетом разброса задержек магистральных усилителей-приемников и магистральных усилителей-передатчиков не должен превышать 75 нс) и нагрузочной способностью усилителей-передатчиков.
По магистрали информация должна передаваться в двоичном позиционном коде. Формат передаваемой по магистрали информации представлен на черт. 2.
ФОРМАТ ДАННЫХ
Вайт 2 (старший) і байт 1 (младший) і
I I I I Ы і I ГП I I ! I I I
15 . 05 08 01^-—. ■ : -01 00 ■
Расширение ФОРМА Г АДРЕСА
I формата адреса I Основной формат адрессг I
ПІНІ І ІІІІ 1111 I II II II I I I
23 /7 /6 15 — afаа
Черт. 2
Формат передаваемых данных составляет 8 бит (байт) 'Или 16 бит (слово), а формат передаваемого адреса — 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 или 24 бит.
Пропускная способность магистрали зависит от характеристик подключаемых к ней устройств и не превышает 2,0 Мбайт/с .при одиночном обмене и 5,6 Мбайт/с при блочном обмене.
При обмене байтами признаком передачи младшего байта является нулевой сигнал на линии АДОО. а признаком передачи старшего байта является сигнал на линии АД00.
Младший байт передается по линиям АД00—АД07, а старший байт — по линиям АД08—АД15.
Процессор должен переходить на стандартную процедуру обработки прерывания, если при любом типе адресного обмена и при обработке прерывания после сигналов ДЧТ и ДЗП в течение 10 мкс1 не поступает сигнал ОТВ. ,
Аналогично при передаче управления магистралью рекоменду-' ется выполнять стандартное прерывание, если через 10 мкс* после выдачи сигнала РЗМ процессор не получает сигнал ПЗ.
СТРУКТУРА И СОСТАВ ИНТЕРФЕЙСА
Основными элементами интерфейса являются:
совокупность правил обмена информацией (протокол обмена), определяющая структуру, состав и функциональную организацию интерфейса;
аппаратная часть интерфейса (физическая реализация электрической части и элементов конструкции);
программное обеспечение интерфейса.
Основная структура интерфейса должна включать в себя пять групп сигнальных линий и связанные с ними магистральные усилители-приемники и магистральные усилители7передатчики.
Магистральные усилители-приемники и передатчики должны осуществлять соответственно прием и передачу сигналов, установленных протоколом обмена, по соответствующим сигнальным линиям и обеспечивать требуемую нагрузочную способность магистрали.
По своему функциональному назначению сигнальные ли- нии'должны объединяться в следующие группы:
