Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Джонс М.Х. -> "Электроника - практический курс" -> 155

Электроника - практический курс - Джонс М.Х.

Джонс М.Х. Электроника - практический курс — М.: Постмаркет, 1999. — 528 c.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка): elektronika1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 149 150 151 152 153 154 < 155 > 156 157 158 159 160 161 .. 195 >> Следующая

своя терминология в отношении более длинных чисел: 8-разрядное слово
обычно называют байтом, а его значение удобно выражать двузначным
шестнадцатеричным числом. Вот почему 4-разрядное слово, выражаемое одной
шестнадцатеричной цифрой, следует окрестить полубайтом (nibble, nybble;
дословно: огрызок - Прим. перев.).
14.4 Шина данных
Компьютер представляет собой, по существу, совокупность регистров для
хранения данных, АЛУ и средств перемещения чисел между ними по мере
необходимости. Поэтому пересылка данных играет ключевую роль.
Мультиплексор (см. параграф 13.16) ведет себя как электронный
переключатель, и его можно применить для пересылки данных к месту их
назначения. Поэтому мы могли бы представить себе компьютер, как систему с
такими мультиплексорами на входе каждого регистра, у которых входы
соединены с выходами всех других регистров. К сожалению, такая
конструкция становится чрезвычайно запутанной, как это демонстрирует рис.
14.6, даже в том случае, когда имеется только четыре регистра и у каждого
из них лишь один разряд. Если теперь принять во внимание, что даже у
маленького компьютера память состоит из более чем миллиона регистров по
16 разрядов в каж-
Рис. 14.6. Сложность "звездообразных" соединений между регистрами для
пересылки данных.
Шина данных 437
дом, то становится ясной непрактичность так организованных взаимных
соединений. Хотелось бы построить "систему железных дорог" с
индивидуальными подъездными путями и поездами, курсирующими между любой
парой станций, из числа тех, между которыми предположительно может
захотеть совершить путешествие какой-либо пассажир.
Точно так же, как в реальной жизни на железной дороге один путь связывает
между собой многие станции, так и при передаче данных используется
сигнальная шина, чтобы соединить между собой все регистры. Шина (bus) -
это вполне уместное название, происходящее от латинского omnibus
(дословно: для всех), поскольку она служит магистралью для данных (data
highway), по которой могут обмениваться числами любые два блока цифровой
системы. Аналогию с железной дорогой нельзя продолжать слишком далеко,
так как по одному пути могут одновременно ехать несколько поездов, тогда
как по электрической шине данных в каждый момент времени может
передаваться только одно число. Поэтому передача по шине носит
последовательный характер, а связь между регистрами происходит в очень
быстрой последовательности. У шинной организации передачи данных три
отличительные черты:
(1) Выход любой схемы, не посылающей данных в текущем отрезке времени,
должен находиться в состоянии с большим выходным сопротивлением, чтобы не
испортить сигналы на шине.
(2) Любой блок, подключенный к шине, имеет свой собственный адрес или
номер.
(3) В дополнение к адресным линиям и линиям данных необходимы линии для
сигналов управления. Это может быть единственная линия чтения/ записи,
или несколько линий для выбора одного из дополнительных внешних
устройств, когда, как это иногда случается, различные устройства имеют
одинаковые адреса.
Такой принцип шинного обмена данными приводит к упрощению схемной
реализации, как это видно из рис. 14.7. Здесь показаны четыре регистра,
для которых требуются всего лишь 2 разряда в адресе: 00, 01, 10 и 11. В
реальной компьютерной системе нужны более широкие возможности в отношении
адресов; например, даже "крошечной" памяти объемом 64К байтов (64 х 1024
байтов) требуется 16 адресных линий для ее 65536 ячеек.
Шина данных
Рис. 14.7. Простота пересылки данных по шине.
438 МикроЭВМ и их применения
На рисунке ради наглядности показана шина, состоящая из одной линии, но
на практике бывают шины из 8 или 16 линий для передачи 1- или 2-байтовых
чисел. Все входы можно подключить к шине параллельно без какого-либо
ущерба, тогда как выходы должны обладать достаточной нагрузочной
способностью (соответствующим коэффициентом разветвления по выходу). Сами
выходы, как подчеркивалось выше, не должны нагружать шину, если вызовом
по адресным линиям и посылкой импульса "чтение" не подана команда
передавать данные. Выход обычного базового элемента ТТЛ не годится для
непосредственного подключения к шине, так как он специально рассчитан на
то, чтобы его выходное сопротивление было малым в течение всего времени.
Один из способов подключения к шине состоит в использовании ИС ТТЛ с
открытым коллектором, когда верхний выходной транзистор в базовом
элементе ТТЛ заменяется внешним резистором, то есть схем такого типа,
какие мы рассматривали (в параграфе 13.13) в связи с подачей сигнала на
индикатор чисел. Большинству маломощных ТТЛ-схем с диодами Шотки, таким
как схемы И-НЕ 74LS01 (аналог 555ЛА8 - Прим. перев.) и инверторы 74LS05
(аналог 555ЛН2 - Прим. перев.) (вариантами этих схем со стандартными
выходами являются схемы 74LS00 и 74LS04 соответственно), требуется
резистор нагрузки с сопротивлением 2,2 кОм. Когда логическое значение
сигнала на выходе такой схемы равно 1, ток через выходной транзистор в
Предыдущая << 1 .. 149 150 151 152 153 154 < 155 > 156 157 158 159 160 161 .. 195 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed