193762. lajstromszámú szabadalom • Irányítástechnikai alkalmazásokra orientált 8 és/vagy 16-bites mikroprocesszorokkal felépített multimikroprocesszoros berendezés
1 A találmány tárgya irányítástechnikai alkalmazásokra orientált 8 és/vagy 16 bites mikroprocesszorokkal felépített multimikroprocesszoros berendezés, amely az adott feladatnak megfelelően felépített egységekből állítható össze, amelyek aztán multimikropro cesszoros busz segítségével vannak egymással összekapcsolva. Ilyen, egymáshoz multimikroprocesszoros busz segítségével kapcsolódó egységekből felépített berendezés, például a TRM-16 vagy az INTEL multimikroprocesszoros berendezések, amelyek mindegyike tartalmaz egy multimikroprocesszoros buszt, valamint a multimikroprocesszoros buszhoz csatlakoztatott modulokat, amelyek egy-egy CPU-t, lokális buszt és egyéb master és slave jellegű egységeket, például 1/0 egységeket, valamint memóriákat tartalmazhatnak. A lokális buszok száma megegyezik a CPU-k számával. A multimikroprocesszoros buszon átvitt jelárammal van a berendezés működése koordinálva. A multimikroprocesszoros buszra tehát master (CPU) és slave (memória; 1/0 egység) típusú egységek egyaránt csatlakoztathatók. Az ismert berendezéseknél a vezérlés úgy van megvalósítva, hogy egy master egységről, azaz egy-egy CPU-ról csak akkor lehet a multimikroprocesszoros buszon adatot átvinni a multimikroprocesszoros buszon keresztül megcímezhető áramköri egységekről vagy egységre, ha az adott CPU kérte a multimikroprocesszoros busz vezérlési jogát és azt az arbitrálási rendszer alapján meg is kapta. Több azonos időben fennálló vezérlés kérés esetén a vezérlési jog megadás soros vagy párhuzamos prioritási elv alapján valósítható meg. A multimikroprocesszoros buszon vegyesen lehet a soros, illetőleg párhuzamos prioritási rendszert alkalmazni. Soros prioritással kialakított master egységeknél a master egységek maguk tartalmazzák a soros prioritású vezérlés meghatározásához szükséges arbiter áramköröket. Ahogyan erre már utaltunk, maga a berendezés több egymástól független lokális buszt tartalmazhat. Egy-egy lokális buszt egy adott esetben a multimikroprocesszoros buszra is rácsatlakoztatható vagy attól független master egységgel hozunk létre. Mind a multimikroprocesszoros buszra, mind a lokális buszra tehát különféle slave típusú egységek is csatlakoztathatók, azaz standard slave memóriák, 1/0 egységek tetszőleges számban. A lokális buszt létrehozó master egység, például CPU, mellett a lokális buszra soros prioritású DMA egységek is csatlakoztathatók. Az ismert berendezésnél a lokális buszon nyolc szintű IT sínrendszer, analóg buszrendszer és analóg tápfeszültség sínrendszer van. A multimikroprocesszoros buszra és/vagy a lokális buszra csatlakoztatott master egy-2 2 ségek (például CPU-k) ezen buszok leágazásaként különböző vezérlő és egyéb jeleket továbbító segédbuszokat is tartalmazhatnak. Ezek a segédbuszok az adott master egységről további bővítő egységekre csatlakoztathatók. Ennek a segédbusznak az a célja, hogy a multimikroprocesszoros busz és a lokális buszok jeleinek alkalmas megválasztásával vagy egyéb speciális jelekkel lehessen a berendezést, mint rendszert kiegészíteni és magát a rendszert adott esetben csak egy kártya cseréjével az adott feladathoz illeszteni, azaz a cél, hogy a rendszer tulajdonságait rugalmasan és sokféleképpen lehessen kialakítani. Az ismert berendezések 8 és 16 bites mikroprocesszorokkal építhetők fel. Maga a berendezés úgy van kialakítva, hogy a mikroprocesszoros buszon és a lokális buszon maximálisan 16MB memória és 64 k 1/0 egység címezhető meg. A 8 bites mikroprocesszorok azonban általában 64 KB memóriát és 256 1/0 egységet képesek megcímezni. (1/0 művelet esetében 8 biten címeznek, a másik 8 címbit értéke ilyenkor megegyezik vagy közömbös.) Mind a TRM-16 rendszer, mind a hasonló felépítésű INTEL által gyártott rendszer egy olyan multimikroprocesszoros buszt tartalmaz, amely a következő jelvezető síneket tartalmazza:- huszonnégy jel átvitelére kiképzett címsínt,- tizenhat jel átvitelére kiképzett adatsínt,- tíz vezérlő jel átvitelére kiképzett vezérlőjel sínt,- kilenc megszakítás kérés jel átvitelére kiképzett sínt,- hét arbitráló jel átvitelére kiképzett sínt,- két közhasznú jel átvitelére alkalmas sínt,- öt jelet átvivő egyedi-jelsínt,- tápfeszültség sínt. A találmány szerinti 8 és/vagy 16 bites mikroprocesszorral felépített multimikroprocesszoros vezérlő berendezést az INTEL 8085 és 8086 mikroprocesszorokhoz fejlesztettük ki, de természetesen alkalmazható a hasonló felépítésű egyéb 8, illetve 16 bites mikroprocesszorokhoz is. A találmánnyal célunk volt a multimikroprocesszoros vezérlő berendezéshez egy olyan memória és 1/0 kezelő egység kialakítása, amely illeszthető a multimikroprocesszoros buszhoz és amely lehetővé teszi, hogy a 8 bites mikroprocesszor által kiadott 16 bites memória címből kiindulva a 16 MB-os memórián belül tetszőleges címen elhelyezhető 216'" byte-os memória egységek elérését. Ehhez egyrészt speciális lokális buszt,valamint a master modulhoz (CPU-hoz) egy olyan kezelő egységet alakítottunk ki, amely a CPU és a két busz közé van csatlakoztatva. A találmány célja továbbá, hogy a memória kezelő egység a kialakított buszokon ke-193762 5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60 65
