Vorlesung "Struktur von Mikrorechnern" (SMR)

Transkript

1 Speicherbänke beim 886 Wegen Kompatibilität 885 mit 886/888 Aufteilung in 2 Speicherbänke mit je 8-Bit Breite => 6-Bit Zugriffe auf ungerade Adressen erfordern zwei 8-Bit Zugriffe A - A9 Ao EN 52 K Byte ungerade Adresse EN 52 K Byte gerade Adresse Zusätzliches Zugriffssignal \ Ao 6 Bit obere 8 Bit untere 8 Bit keine Auswahl 6 Bit D - D Kap.2 7 / 4 PN-Belegungen beim 886 AD4 AD3 AD2 AD AD AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD AD NM NTR CLK CPU Adress- und gemultiplext => AD bis AD V CC AD5 A6 A7 A8 A9 HOLD HLDA WR M/O NTA TEST READY RESET S3 S4 S5 S6 S7 A 6 bis A 9 gemultiplext mit Statussignalen S 3 bis S 6 RQ/GT RQ/GT LOCK S2 S S QS QS Segmentregister F (nterrupt Enable Flag) S6, wenn mehrere Coprozessoren im System, z. B. 887 und 889. Bei Übergabe an 889 wird 887 dies signalisiert (Request, Grant) (Request, Grant) (Bus Priority Lock Control) Data Transmit/Receive Data Enable nstruction Queue Status Bus Cycle Status Multiplexbus Kap.2 8 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28

2 Zugriff auf nterrupts besitzt lediglich 2 nterrupteingänge - über Befehl NT n sog. Softwareinterrupts - über Leitung NTR sog. Hardwareinterrupts - Hardwareinterrupt erfordert zusätzlich Vektor im Bereich H bis 2 H (Zeiger auf Eintrag in nterruptvektortabelle) Vektoren (nterruptquellen) möglich - Einträge in Vektortabelle enthalten P- und CS-Werte der zugehörigen nterruptserviceroutine -NM-Pin (unbedingter nterrupt) löst Hardwareinterrupt NT2 aus -RESET (unbedingter nterrupt) führt zu Adresse FFFFH (CS = FFFF, P = ) Non Mascable nterrupt NTerrupt Request AD4 AD3 AD2 AD AD AD9 AD8 AD7 AD6 AD5 AD4 AD3 AD2 AD AD NM NTR CLK CPU V CC AD5 A6 A7 A8 A9 HOLD HLDA WR M/O NTA TEST READY RESET NTerrupt Acknowledge System Reset Kap.2 9 / 4 nterruptwirkung: : Vergleich 886/888 mit / 888 Format NT: Wirkung NT: Retten von Daten Sprung zu Ziel (F):= V (SP):=(SP)-2 ((SP)+:(SP)):=Flags (TF):= (SP):=(SP)-2 ((SP)+:(SP)):=(CS) (CS):=(Type x 4 + 2) (SP):=(SP)-2 ((SP)+:(SP)):=(P) (P):=(Type x 4) type if V = externe nterrupts gesperrt kein single-step-mode Vektoradressen 4 H Sonderfall: falls V = ist type = 3 (=> -Byte-Befehl!) d.h. NT 3 wird in -Byte-Befehl übersetzt Vektortabelle 6 Bit CS P CS H P Vektornummern -255 Wirkung RST ((SP)-) (PCH) n: ((SP)-2) (PCL) 885 (SP) (SP)-2 (PC) 8 x n ; n = 7 Es wird der an der Stelle 8 x n abgelegte Befehl beschafft. nterruptmaske : E NTR sperrbar über D-Befehl, E gibt NTR frei (disable/enable) Kap.2 2 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 2

3 Ablauf bei nterruptauslösung über NTR (886/88) ) Über die NTR-Leitung erhält der Prozessor die Anforderung eines externen Gerätes auf Datenaustausch. 2) Der momentane Befehl wird beim i886 noch zu Ende geführt. 3) Die für eine Programmfortsetzung wichtigen Register werden in den Stack gerettet. 4) Der Prozessor reagiert und sendet das Quittungssignal NTA (nterrupt Acknowledge). 5) Das anfragende Gerät sendet den Befehl NT(N) auf den. Darin bedeutet N eine 8 Bit Unterbrechungsnummer ( bis 255). 6) Die Unterbrechungsnummer wird durch zweimaliges Linksverschieben mit 4 multipliziert und zur Adressierung der Vektortabelle benutzt. 7) Der Prozessor lädt die neuen CS- und PC/P-nhalte aus der Vektortabelle. 8) Die nterrupt Routine wird ausgeführt. 9) Der RET Befehl wird gesetzt. ) Das abgebrochene Programm wird fortgesetzt. Kap.2 2 / 4 Der nterruptcontroller Aufweitung der möglichen nterrupts -Vereinfachung der nterruptnutzung -nterrupt Maskierung -nterrupt-prioritäten NTA Prozessorschnittstelle NTR D - D7 DATA BUS BUFFER CONTROL LOGC WR A belegt 2 Adressen CS READ/ WRTE LOGC N SERVCE REG (SR) PRORTY RESOLVER NTERRUPT REQUEST REG (RR) R R R2 R3 R4 R5 R6 R7 Schnittstelle zu weiteren 8259 CAS CAS CAS2 SP/EN CASCADE BUFFER/ COMPARATOR NTERNAL BUS NTERRUPT MASK REG (MR) Peripherieschnittstelle Kap.2 22 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 3

4 B C - F B C - F B 2C - 2F B 3C - 3F B 4C - 4F B 5C - 5F B 6C - 6F B 7C - 7F A B C D E F A B C D E F Belegung der nterrupts im PC Funktion Division durch Null Single Step Nicht unterdrückbarer nterrupt (NM) Haltepunkt (Breakpoint) Überlauf Bildschirmausdruck Zeitgeber (Timer) Tastatur Diskettenlaufwerk Video-/O Geräte-Check Speicher-Check Disketten/Festplatten-/O RS-232C-/O Tastatur-/O Drucker-/O Urladen (Bootstrap) Tageszeit Tastaturunterbrechung Zeitgeber (Timer) Videoinitialisierung Disketten/Festplatten-Parametertabelle Zeichentabelle jeweils 4 Byte zur Speicherung von Codesegment (CS) und nstructionspointer (P) Hardware nterrupts im PC T im AT DOS-nterrups B 8C - 8F B 9C - 9F BOS-nterrups Speicherstelle nterruptnummer Speicherstelle nterruptnummer A - FF 28-3F - FF 4-7F 2-3C3 8 - F 3C4-3FF F - FF nterruptnummern Hardware Software Master Slave R NT 8h R NT 9h R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R R R2 R3 R4 R5 NT 7h NT 7h NT 72h NT 73h NT 74h NT 75h NT 76h NT 77h NT Bh NT Ch NT Dh NT Eh NT Fh Funktion Programmende MS-DOS Einsprung Abbruchadresse CTRL-C-Ausgangsadresse Programmabbruch bei fatalem Fehler Disk lesen Disk schreiben Programm abbrechen und im Speicher halten Nicht in Verwendung Für BASC reserviert Nicht in Verwendung Aufgabe Timer Kanal Tastatur Slave-Kontroller Uhr Umgelenkt nach NT AH frei (COM 3) frei (COM 4) frei math. Coprozessor Festplattenkontroller frei Serielle Schnittstelle 2 Serielle Schnittstelle Parallele Schnittstelle 2 Diskettenkontroller Parallele Schnittstelle Kap.2 23 / 4 Einstellungsmöglichkeiten beim 8259 Prioritäten Prioritätsregelung wird über Schieberegister verwaltet nterruptpriorität lässt sich ringförmig verschieben (RQ = höchste Priorität, RQ7 = niedrigste Priorität) Bsp.: RQ3 auf Priorität 7 RQ P Zusätzlich Möglichkeit für rotierende Prioritäten (nach nterruptauslösung wird Prioritätsregister um ein Bit rotiert zyklische Prioritätsänderung) Triggerart/nterruptterminierung: Flankentriggerung / Pegeltriggerung / Polling! (nur einstellbar für alle 8-Eingänge) Auto EO (nach Durchschalten wird SR-Eintrag gelöscht) Normal EO (nterruptserviceroutine schickt nach Beendigung des nterrupts ein EO- Signal) nteruptmaskierung Jede der acht nterruptleitungen kann über ein Bit maskiert werden ( = gesperrt, = frei) Adresslage in Vektortabelle Die Startadresse für die nterruptvektoren ist 8-Bit-Blockweise verschiebbar A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 Die nterruptvektoren belegen immer acht aufeinander folgende Adressen! Kap.2 24 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 4

5 G e r ä t z.b. Timer Schnittstelle nterruptsteuerbaustein 8259A Adresse $2 und $2 Kennzahl Der 8259 im PC NTA A (AT) Kennzahl Nr. $ $ Vektortabelle Adresse Vektor $ CS : P $ 4 CS : P Prozessorinterrupts Geräteinterrupts Softwareinterrupts (Betriebssystem) weitere nterrups $FF $ 3FC CS : P Externe Sperre T/PC : $A AT : $7 B7 NM RESET : gesp. : frei NTR & & Steuerung interne Sperre : gesp. : frei Vektor $2 Start bei $FFFF : Kennzahl *4 Befehl NT n Prozessor CS P Flag retten nach Stapel M i k r o p r o z e s s o r 8 x 86 Kap.2 25 / 4 Registerprogrammierung des 8259 Die Programmierung des 8259 erfolgt über Register, die jeweils über zwei Adressen im /O-Speicherbereich des PC angesprochen werden. Man unterscheidet: - CW s nitialisierungs-kontrollworte, CW bis CW 4 - OCW s Operations-Kontrollworte, OCW bis OCW 3 (dynamisch veränderbar) CW PORT ($2):=$3; x x x x CW 4 nötig fest nur ein Kontroller Flankentriggerung nitialisierung im PC/T CW 2 PORT ($2):=$8; nterrupt-vektor 8 CW 4 PORT ($2):=$9; x x x 886/888 normal EO (nicht AE) als Slave Anforderung gepuffert normale Prioritäten Kap.2 26 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 5

6 Registerprogrammierung des 8259 Master Slave CW PORT ($2):=$; PORT ($A):=$; CW 2 PORT ($2):=$8; PORT ($A):=$7; CW 3 PORT ($2):=$4; nitialisierung im AT CW Slave auf nt 2 PORT ($A):=$2; x x x x x dentifik. Nr. von Slave auf nt 2 PORT ($2):=$; PORT ($A):=$ Kap.2 27 / 4 Unterstützung von nterrupts in PASCAL PROCEDURE <Name> (FLAGS,CS,P,A,B,C,D,S,D,DS,ES,BP:WO); Eröffnet eine Prozedur <Name> und sichert die Prozessorregister, außer das Prozessorstatusregister NTERRUPT; Dieses reservierte Wort direkt nach der Prozedurdeklaration macht aus einer Prozedur eine nterruptprozedur nterrupt anmelden: <Variable> <Prozedurname>; Einsprungadresse ermitteln GETNTVEC (<nterruptnr.>,<variable>); alte Einsprungadresse sichern ALTNTV SETNTVEC (<nterruptnr.>,<variable>); neue Einsprungadresse <nterruptprozedur> oder NTV Sichern der Flag-Registern NLNE ($9C); Flags komplett auf den Stack retten NLNE ($9D); Flags vom Stack zurückholen (Entsprechen den PUSH- und POP-Befehlen des 886/888) Kap.2 28 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 6

7 886/888 im Minimum-Modus Modus Taktgenerator SAB V CLK WR M/O 8283 D...7 D Q D...7 STB C Prozessor SAB 886 A 6 bis A 9 STroBe STB Latch SAB 8283 Data ENable AD bis AD 5 Data Transmit / Receive 8287 Multiplexbus Speicher Eingabe- Ausgabe- Bausteine A...7 B...7 T Treiber SAB 8287 T Betriebsmodi Kap.2 29 / 4 886/888 im Maximum-Modus Modus (Mehrrechnerbetrieb) CLK Buscontroller SAB 8288 /O Read Condition Taktgenerator SAB 8284 S CLK S S2 S S S2 NTA ORC OWC MC MWTC /O Write Condition Memory ReaD Condition Prozessor SAB 886 A 6 bis A 9 STB Latch SAB 8283 Memory WriTe Condition AD bis AD 5 Multiplexbus Speicher Eingabe- Ausgabe- Bausteine T Treiber SAB Betriebsmodi Kap.2 3 / 4 Dr. R. Viga / EBS 28 7