7.2.4. Микросхемы приемопередатчиков сигналов магистрали
При проектировании устройств сопряжения необходимо обеспечить информационную, электрическую и конструктивную совместимость. Конструктивная совместимость -это точное соблюдение всех размеров плат, разъемов и крепежных элементов. Информационная совместимость - это точное выполнение протоколов обмена и правильное использование сигналов магистрали. Электрическая совместимость подразумевает согласование уровней входных, выходных и питающих напряжений и токов. Наиболее важными является выполнение требований на временные интервалы, которые для шины с невысокой скоростью обмена (ISA) составляют:
Задержка между выставлением адреса и передним фронтом строба обмена (не менее 91 нсек) определяет время распознавания своего адреса проектируемым устройством сопряжения.
Длительность строба обмена (не менее 176 нсек)
Задержка между передним фронтом сигнала IOR и выставлением устройством сопряжения (УС) читаемых данных (не более 110нсек) определяет требования к быстродействию буфера данных УС.
Задержка между задним фронтом сигнала IOW и снятие записываемых данных (не менее 30 нсек) определяет требования к быстродействию принимающих данные узлов.
Буферизирование магистральных сигналов применяется для электрического согласования и выполняет две основные функции: электрическая развязка и передача сигналов в нужном направлении и в заданный момент. Для буферизирования используются м/с магистральных приемников, передатчиков, приемопередатчиков, буферных регистров ...
Требования к приемникам удовлетворяют следующие типы микросхем: КР1533 (SN74ALS), К555 (SN74ALS), КР1554 (SN74AC) с величинами входных токов соответственно 0.2, 0.4, 0.2ма и величинами задержки 15,20,10 нсек.
Можно использовать магистральные приемники серии К559 с Iвх=0.12ма и задержкой 30нсек. Требованиям к приемника удовлетворяют и электрически программируемые ППЗУ серии КР556, которые очень удобно использовать в качестве селектора адреса. Входной ток не превышает 0.25ма.
Возможно использования шинных формирователей К589АП16 и К589АП26.
Требования к передатчикам - большой выходной ток и высокое быстродействие. Часто они должны иметь отключаемый выход (для шины данных), т.е. иметь выход с открытым коллектором или с тремя состояниями. Это необходимо при переходе устройства сопряжения (УС) в пассивное состояние в случае отсутствия обращения к нему. Такие передатчики присутствуют в каждой серии.
Приемопередатчики должны удовлетворять требованиям к передатчикам и приемникам. Желательно при большом количестве разрядов использовать специальные схемы приемопередатчиков. Эти микросхемы бывают 2 основных типов: с двумя двунаправленными шинами и с 3 шинами, одна из которых двунаправленная. Для управления работой приемопередатчиков используется 2 управляющих сигнала.
Рассмотрим некоторые часто используемые микросхемы.
В качестве шинных формирователей (приемопередатчиков) часто используются микросхемы КР589АП16, КР589АП26 (рис.7.19). Шинный формирователь КР589АП26 отличается от КР589АП16 тем, что имеет инверсный канал В. Управление каналами осуществляется в соответствии с табл. 7.3.
Направление передачи Табл.7.3
-
Код на входе
CS
E
операция
выключ. состояние
1
*
NOP
DB, DO
0
0
(DB):=(DI)
DO
0
1
(DO):=(DB)
DB
Микросхемы приемников и передатчиков серии КР559 имеют управляющие входы (рис.7.20). Так для приемника КР559ИП2 сигнальными входами являются ламели 1,5,10,13, на ламели 2,6,9,14 подается логический "0"(заземляются). Вход В приемопередатчика КР559ИП3 является двунаправленным и подключается к шине ЭВМ. Приемопередатчик будет работать на передачу (DB):=(DI) при Е1=Е2=0 и на прием (DI):=(DB) в противном случае. Отметим невозможность отключения ее двунаправленной и выходной шин.
Вариант использования микросхемы приемопередатчика (КР559ИП3) для подключения к шине данных представлен на рис.7.21. Аналогично можно использовать микросхемы серии К589АП16(26). Расширение разрядности достигается параллельным подключением необходимого количества корпусов.
.
При использовании ШФ они устанавливаются для развязки между шиной процессора (ЭВМ) и внутренними элементами интерфейса. Управляющие сигналы, подаваемые на ШФ, формируются интерфейсом в соответствии с алгоритмом его работы и определяют направление передачи и его выходное сопротивление. Информационные каналы подключаются с одной стороны к шине ЭВМ, с другой к информационным цепям интерфейса.
Для подключения к шинам ЭВМ широко используются микросхемы шинных формирователей с функциональном обозначением АП3, АП4, АП5, АП6 серий К555, К1533, К1531. Рассмотрим некоторые из них.
ШФ АП6 имеет две восьмиразрядные двунаправленные шины с тремя состояниями. При подаче "1" на вход ОЕ (разрешение работы) выход переходит в высокоимпендансное состояние. 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. На двух микросхемах реализуется управляемый восьмиразрядный приемопередатчик.
Отметим, что восьмиразрядный двунаправленный ШФ КР580ВА86(87) имеет шины с различными выходными токами и только шина В удовлетворяет стандарту.