177236. lajstromszámú szabadalom • Intelligens elektronikus berendezés
3 177236 4 ROBUS kereskedelmi nevű busza, az amerikai Intel cég MULTIBUS elnevezésű buszrendszere vagy a DEC amerikai cég PDP 11 géphez tartozó UNIBUS elnevezésű buszrendszere. A svájci Microscope folyóirat 1977. évi 8. számában az 1—44. oldalakon a MUBUS Standard elnevezésű buszrendszert ismertetik részletesen. Az itt idézett megoldások azonban processzorfüggőek, és megállapíthatjuk, hogy általánosan elfogadott processzorfüggetlen buszrendszer nem létezik. A korszerű buszrendszerek a rákapcsolódó funkcionális egységek között kétirányú információforgalmat biztosítanak, működési módjukra pedig általában a master-slave kapcsolat a jellemző. A kapcsolat felvételben a master a meghatározó, kezdeményező, ez választja ki a kapcsolatban résztvevő slave-et. A buszrendszer létrehozásánál alapvető kérdés a kapcsolatban résztvevő egység kijelöléséhez szükséges címzési rendszer kialakítása, és a buszra kapcsolódó master és slave egységek működésének időbeli összehangolása. A processzor-függetlenség igénye ezen kérdések fontosságát még növeli. A fentiek szokásos buszrendszereknél megvalósított megoldásai, valamint az ezekkel kapcsolatos problémák a következők. 1. A buszrendszerre kapcsolódó egységek közül a master a busz círnvonalaira adott kombináció és a megfelelő vezérlőjel kiadásával választja ki az aktuális kapcsolatban résztvevő másik, slave modult. Mikroprocesszoroknál kétféle címzési rendszer szokásos : a független memória és periféria címzés és a memóriába ágyazott címzés. A független címzésnél a memória-periféria megkülönböztetést a vezérlőjelek végzik (például I. 8080 processzornál illetve MUBUS, MULTIBUS buszoknál). Memóriába ágyazott címzésnél a periféria és a memória ugyanazokra a vezérlőjelekre működnek, megkülönböztetésük a cím alapján történik. Ennek a megoldásnak számos előnye van, például a memória referenciás utasítások széles választéka periféria működtetésre is használható; periféria könnyen emulálható memóriában s ez megkönynyíti a fejlesztést, bemérést, szervizt. Hátránya a memóriába ágyazott szervezésnek az, hogy csökken a memória célokra felhasználható címzési terület, valamint az, hogy a perifériának egy nagy címtartományból kell felismernie magát. E két hátrány egymás ellen dolgozik, ha a címtartomány felét a perifériákra foglaljuk le, akkor egy címbit is kijelöli a periféria csoportot, de ha a címtartománynak csak !^-ed része periféria-tartomány, akkor n címbit — és bonyolult áramkör — szükséges. 2. A buszrendszerre kapcsolódó modulok működésének időbeli összehangolása a másik lényeges kérdés a busz kialakításánál. A számítógépes buszok nagyrésze aszinkron, handshake kapcsolatot valósít meg (például IECbusz 3 vezetékes handshake, PDP—11 UNIBUS két vezetékes handshake). A legtöbb mikroprocesszor kialakítása olyan, hogy az előbbi aszinkron handshake kapcsolat kialakítása nem, vagy csak körülményesen valósítható meg. A mikroprocesszorok a buszra kerülő vezérlőjelekkel meghatározott szinkron átvitelt tesznek lehetővé. Egyes meglévő korszerű buszrendszerek (például MICROBUS) csak ezt a lehetőséget adják a modulok együttműködésének biztosítására. Ez jelentős korlát, mert a slave modulok egy része nem képes a master vezérlő által megszabott sebességű adatátvitel megvalósítására. Különösen fontos a szinkronizáció megoldása proceszszoríuggetlen rendszerben, mivel a különböző típusú mikroprocesszorok sebessége eltérő s így a szinkron megoldású rendszer túlságosan lassú lenne. Ezt a szinkronizációt korszerű buszrendszerek (például MUBUS, MULTIBUS) megoldják, felhasználva, hogy a mikroprocesszorok általában rendelkeznek egy olyan tulajdonsággal, hogy külső jel hatására várakozó állapotba kerülhetnek. A várakozó állapottal handshake jellegű aszinkron kapcsolat alakítható ki, amely azonban jelentős, sok esetben felesleges többlet hardware-t igényel. A fentieket összefoglalva látható, hogy a korszerű buszrendszerek két alapvető problémája a slave modulok címzésének és a master és a slave modulok közötti szinkronizáció biztosításának bonyolult megoldásából adódik. A találmány feladata olyan intelligens elektronikus berendezés létrehozása, amelynek buszrendszere és az ahhoz csatlakozó modulok megfelelő kialakítása lehetővé teszi a két fenti probléma egyidejű kiküszöbölését. A kitűzött feladatot az alábbi két felismerés kombinatív egyesítésével oldottuk meg. Az első felismerés szerint a periféria vezérlő modulok címfelismerő egysége a processzor címzési rendszerétől függetlenül lényegesen egyszerűbb felépítésű lesz, ha egy külön buszvonalon jelezzük, hogy milyen típusú slave modul kiválasztása szükséges. Ezt egy új buszjel bevezetésével oldjuk meg. A másik felismerés szerint a buszrendszerrel a master és a slave modulok által meghatározott olyan szinkron átvitelt biztosítunk, amely a mikroprocesszorok várakozás állapotát előidéző bemenetét felhasználva tetszőleges sebességű slave modulok processzortípustól független alkalmazását teszi lehetővé. Ehhez további két buszjelet használunk fel, és a master és a slave modulokat ezzel összhangban képezzük ki. A találmány szerint tehát intelligens elektronikus berendezést hoztunk létre, amely master modult vagy modulokat, periféria vezérlő és/vagy memória slave modult vagy modulokat, továbbá master vezérlőt, slave vezérlőt és címmeghajtót, valamint ezek összekapcsolására szolgáló buszrendszert tartalmaz, különösen mérési, vezérlési és adatfeldolgozási célokra, és a találmány szerint a buszrendszer periféria kijelölő vonalat, állapotlekérdező vonalat és állapotjelző vonalat tartalmaz, továbbá a master modulnak master vezérlője, címmeghajtója, periféria kijelölő jel előállító logikája, állapotlekérdező jel előállító logikája és állapotjelző jel fogadó kapuja van, valamint az Sp periféria vezérlő slave modul és/vagy az SM memória vezérlő slave modul slave vezérlője, a címfelismerője vagy pedig slave vezérlője, címfelismerője, ÉS-kapuja és állapotjelző vonal meghajtója vagy késleltetője és állapotjelző vonal meghajtója van, továbbá amelynél a periféria kijelölő jel előállító logika bemenetéire a címmeghajtó n számú kimenete közül legalább három kapcsolódik, a periféria kijelölő jel előállító logika kimenete a periféria kijelölő vonallal van összekötve, a master vezérlő címkimenetei a címmeghajtó címbemeneteível, a címmeghajtó kimenetei a címvonalak két csoportjával, az állapotlekérdezőjel előállító logika bemenete a master vezérlő kimenetével, a kimenete az állapotlekérdező vonallal, az állapotjelző jel fogadó kapu bemenete az állapotjelző vonallal, kimenete a master vezérlő bemenetével van összekötve, valamint periféria vezérlő slave modulnál a címfelismerő egyik bemenete a periféria kijelölő vonalra, további, célszerűen háromnégy bemenete a címvonalak második csoportja közül kiválasztott vonalakra kapcsolódnak, periféria vezérlő slave 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
