устройство к нему подсоединяется. Если некое устройство ие имеет дела с а ресами, оно не соединяется с этим проводником.

Магистраль - это совокупность технических средств, т. е. сами проводник шинные усилители и, возможно, еще кое-какие устройства, имеющие второст пенное значение. Наконец, магистраль - это совокупность стандартизование параметров - таких, как электрические напряжения, мощности, формы импул сов и т. п.

Заодно заметим, что мы познакомились еще с одним членом семейства, на. зываемого микропроцессорным комплектом, - шинным усилителем. К сожалению. Это гадкий утенок, СИС, затесавшийся в семью БИС. Но тут уж ничего не поделаешь - за мощность надо платить.

3.3. Порты и адаптеры

Мы не беремся даже в самых общих чертах перечислить возможные обл; ти применения микропроцессоров. Прокатные станы и домашние швейные n шины, телевизионные игры и сложные экономические системы, траиспортн средства и наручные часы. Хватит! Все, что вообще где-либо и как-либо денется, делается по правилам, а если делается по правилам, значит может бь описано в виде алгоритма. Алгоритм может быть реализован в устройстве, г строенном на основе микропроцессорного комплекта. Интересно, что даже пс ное отсутствие правил тоже алгоритмизируется. Это не парадокс, на этом npj ципе основана работа генераторов случайных чисел, задача которых - выра( тывать последовательности чисел - таких, что полностью отсутствует возмо ноеть предсказать каждое очередное число.

Так в каком же месте мы разрезали магистрали на рис. 3.1? Точнее, ч находится там, за линией отреза?

К обрезанной на рис. 3.1 части магистрали может быть подключено все, угодно. Всякая попытка ограничить это все, что угодно будет свидетельст вать только о непоиимании самого существа дела. Но что значит подключе! В предыдущем разделе мы затратили довольно много времени на разъяене! одного из основных принципов магистральной организации - принципа еовм тимости. Чтобы подключить к магистрали что-то, это что-то должно облад следующими свойствами. Во-первых, оно должно быть способно воспрнннм, слова, т. е. последовательности символов, такие, что каждый символ мо; быть либо логическим нулем, либо логической единицей. Во-вторых, эти сим лы должны в свою очередь представляться строго определенным электричес! цапряжением. Наконец, в-третьих, это что-то должно обладать способное, передавать слова, обладающие отмеченными свойствами. Излишне добавл? что число символов в слове должно соответствовать числу проводников в гистрали данных.

Рассмотрим два случая. Первый, когда что-то, подсоединяемое к магистра- i ли, обладает перечислен!!ыми свойствами, второй - когда не обладает пэ-т ностью или частично. Но сначала еще один вопрос. Не противоречим ли я самим себе? Не ограничивают ли только что перечисленные условия класс обт тов, которые можно подсоединять к магистрали? Нет, не ограничивают. Все щее можно описать словами. Если что-то можно вообще описать, то это ы> но описать и словами любого данного языка, в том числе и языка, символ< алфавита которого являются О и 1. В гл. 1 мы довольно подробно занимал

этой проблемой, так что сказанное можно считать всего лишь напоминанием.

Итак, пусть мы ходим подсоединить к магистрали что-то, и это что-то отвечает перечисленным условиям. Можно брать паяльник и подпаивать кончики? Оказывается, нет. Причина этого нет проста. Мы е самого начала договорились подключать к магистрали много различных устройств. Предположим, что подключили. В магистрали данных появилась некоторая комбинация нулей и единиц. Спрашивается, откуда некоторое устройство знает, что находящаяся в некоторый момент в магистрали информация относится к нему, а ие к соседу? Или другая ситуация. Два подсоединенных к магистрали устройства передают информацию одновременно. Страшно подумать, какая путаница может при этом получиться! Нет, просто подключать к магистрали устройства (в дальнейшем мы их будем называть внешними устройствами) нельзя.

Но с другой стороны, выход из создавшейся ситуации напрашивается сам собой. Шинный усилитель (см. рис. 3.4,а). При определенной комбинации сигналов на входах С и D изолирует друг от друга точки А и В. Вот и простейшее .решение вопроса. Приходим к схеме, показанной на рис. 3.5.

Процессор

Адресная

Магистраль -

Сигнальная 7Г~

ПЗУ и ППЗУ

магистраль

данных

магистраль

Рис. 3.5. Подсоединение внешних устройств к магистралям

Схема как бы состоит из двух частей: правой и левой. Левая часть совпадает с рис. 3.1, и обсуждать ее мы не станем. В правой части ВУ1 и ВУ2 - это внешние устройства. Что они представляют собой на самом деле, нас не интересует. Мы считаем, что они отвечают сформулированным ранее условиям. Буквами ШУ1 и ШУ2 обозначены шинные усилители. В данном случае они нужны в основном для того, чтобы выполнять свою неглавную функцию-при необходимости изолировать соответствующее внешнее устройство от магистрали Данных. Справедливости ради следует сказать, что и основная функция шинных усилителей - усиливать мощность проходящих через них сигналов - здесь тоже окажется нелишней. В конце концов, откуда мы знаем, какая мощность нужна, чтобы заставить работать соответствующее внешнее устройство?

На рис. 3.5 показаны только два внешних устройства, но мы специально изобразили магистрали как бы разрезанными, чтобы подчеркнуть то обстоятельство, что внешних устройств может быть и на самом деле бывает гораздо больше. А теперь самое главное. Буквами D1 и D2 обозначены дешифраторы.

Точно такие, как были описаны в гл. 1, но если у тех дешифраторов было п многу выходов, у этих имеется один-едннственный высокий уровень, напряже нне на котором появляется только в том случае, когда на входах имеется одне строго определенная комбинация нулей и единиц.

Эта комбинация, как видно из рис. 3.5, поступает на входы дешифраторе из адресной магистрали. При этом используются не все разряды адресной мг гистрали, а их часть, ровно столько, сколько нужно, чтобы выбрать одно и двух внешних устройств. Работа всей системы выглядит следующим образо\ Пусть, например, надо осуществить обмен данными с внешним устройством ВУ и пусть этому Внешнему устройству присвоен условный код (адрес) 0010. Mi посылаем эту комбинацию нулей н единиц по тем четыре.м проводникам адре ной магистрали, которые соединены со входами дешифраторов D1 и D2. Н шифратор D1 она никак не действует (у него иной условный код). А де шифратор D2 отзовется (если вы забыли, как это делается, посмотрите еще ра гл. 1) н выработает соответствующее напряжение на одном из своих выходо!

Почему па одном? Очень просто. Во-первых, неизвестно, хотим ли мы т редавать информацию из магистрали данных во внешнее устройство или, нас борот, из внешнего устройства и в магистраль данных. Во-вторых, в како именно момент времени надо обмениваться данными? Ответы на оба вопро дает сигнальная магистраль. Сигналы, распространяющиеся по этой магистр, ли,- в основном сигналы синхронизации. Так вот, в нужный момент времен, именно тогда, когда надо обменяться данными, из сигнальной магистрали п ступает либо сигнал передать (из магистрали данных во внешнее устройс во), либо сигнал принять (из внешнего устройства в магистраль данных Этот сигнал соответствующим образом преобразуется и заставляет шинный yci литель ШУ2 подключить внешнее устройство ВУ2 к магистрали данных, npi чем подключить таким образом, чтобы сигналы передавались лишь в одно-, избранном, направлении.

Как видите, все достаточно просто. Правда, дешифратор здесь работае чуть сложнее, чем было описано в гл. 1. Кроме основной функции расшифровь кода внешнего устройства он должен еще расшифровать сигнал, поетупающн по сигнальной магистрали. Однако каждый из вас уже достаточно подготое лен и легко сообразит, как это может быть сделано.

Комбинация из шинного усилителя и дешифратора (она обведена штрихе вой линией на рис. 3.5) получила название порт, что в переводе с английское означает попросту ворота. Констатируем; микропроцессорное семейство попо. нилось еще одним устройством по имени порт.

Заметим, что по существу мы не узнали ничего нового. Во всяком случа( в схеме процессора (см. предыдущую главу) тоже содержались элементы, спо собные подключать или отключать внутренние магистрали процессора от внешних. Ясно, что такие же элементы должны входить и в состав устройств пам! ти, так как иначе в магистралях будет царить полная неразбериха. Вопрос другом. В процессоре, ОЗУ, ПЗУ и ППЗУ элементы, которые мы назвали портами, находятся внутри соответствующих устройств. Почему же во внeшни устройствах мы выделяем порты как самостоятельные СИС?

Ответ очень прост. В своей семье мы вольны поступать, как хотим. И процессор, и память - члены семьи, которую мы назвали микропроцессорным комп лектом. Мы проектир>ем их сами и можем предъявить к ним любым требования, в том числе и требование иметь в своем составе порты. Иначе обстой