2.8. Шинные формирователи и приемопередатчики
Приемники, передатчики и приемопередатчики используются
При построении микропроцессорных систем необходимо учитывать, что при передаче сигналов по шинам данных, адресов и команд сигналы могут искажаться, уменьшаясь по величине (амплитуде) или форме. Этот факт требуется учитывать, предусматривая в линиях обмена информацией устройства, восстанавливающие сигналы и повышающие нагрузочную способность линии. Такие устройства называют шинными формирователями, приемопередатчиками, шинными драйверами или магистральными вентиль-буферами. Они включаются между источниками информации и шинами, отключают источник информации от шины, когда он не участвует в обмене, формируют необходимые уровни сигналов при их передаче в шину. Двунаправленные шинные формирователи позволяют передавать сигнал в шину или принимать его из шины и передавать приемнику данных.
Приемники, имеющие малый входной ток и большой выходной ток, используются для подключения к системной шине локальных шин отдельных устройств. Для передачи сигналов (данных) в системную шину используются логические элементы с большой нагрузочной способностью (передатчики). Некоторые узлы могут иметь раздельные входные и выходные шины данных, другие – двунаправленную шину данных. Микропроцессоры, как правило, имеют двунаправленную шину данных и для буферирования этой шины, как со стороны микропроцессора, так и со стороны внешних устройств, требуются двунаправленные приемопередатчики. Это обуславливает выпуск двух типов приемопередатчиков: с одной двунаправленной и с двумя двунаправленными шинами. Поскольку передатчики и приемопередатчики работают на общую шину, они выполняются либо с открытым коллектором, либо с тремя состояниями на выходе.
Для буферирования магистральных сигналов требуются микросхемы с малым временем задержки. Серии микросхем: КР1533 (SN74ALS), К555 (SN74ALS), КР1554 (SN74AC) имеют величины входных токов соответственно 0.2, 0.4, 0.2 ма и величины задержки распространения сигналов 15, 20, 10 нсек. У магистральных приемников серии К559 входной ток 0.12мА и время задержки 30 нсек. Требованиям к приемникам удовлетворяют и электрически программируемые ППЗУ серии КР556, которые очень удобно использовать в качестве селектора адреса. Их входной ток не превышает 0.25мА. Микросхемы приемников и передатчиков обычно имеют управляющие входы. Так для приемника КР559ИП2 (рис.2.14) выводы 1, 5, 10,13 являются сигнальными входами, на выводы 2, 6, 9, 14 подается управляющий сигнал, разрешающий принимать сигнал по этому входу. Таким уровнем служит уровень логического нуля (вывод заземляется).
Приемопередатчики должны отвечать требованиям, предъявляемым как к передатчикам, так и приемникам. Для управления работой приемопередатчиков обычно используется два управляющих сигнала: сигналы выбора кристалла и выбора направления передачи. У приемопередатчика микросхемы КР559ИП3 входы DB являются двунаправленными и подключаются к шине ЭВМ. При сигналах на входах Е1=Е2=0 приемопередатчик будет работать на передачу, при этом сигналы из шины DB передаются на выходы DI. При противоположных сигналах на входах Е1 и Е2 формирователь работает на прием, сигналы с входов DO передаются в шину DB.
Рис. 2.14. Шинные формирователи серии КР559
В качестве шинных формирователей (приемопередатчиков) часто используются микросхемы КР589АП16, КР589АП26 (рис.2.15). Шинный формирователь КР589АП26 отличается от КР589АП16 тем, что имеет инверсный канал В. таблица 2.2. описывает порядок управления каналами.
Рис. 2.15. Приемопередатчики КР589АП16 и КР589АП26
Направление передачи данных Таблица 2.2
Код на входе |
операция |
выключенный выход |
|
CS |
E |
||
1 |
* |
NOP |
DB, DO |
0 |
0 |
(DB):=(DI) |
DO |
0 |
1 |
(DO):=(DB) |
DB |
Для подключения к шинам ЭВМ также широко используются микросхемы шинных формирователей с функциональном обозначением АП3, АП4, АП5, АП6 серий К555, К1533, К1531. Так шинный формирователь АП6 имеет две восьмиразрядные двунаправленные шины с тремя состояниями. При подаче "1" на вход ОЕ (разрешение работы) выход переходит в состояние Высокого выходного сопротивления. Вход Т определяет направление передачи. При подаче на него "1" (высокого уровня) канал В является выходом, т.е В:=A. В противном случае выходом является канал А. При встречном включении двух микросхем реализуется управляемый восьмиразрядный приемопередатчик.