Ποια είναι η ροή των δεδομένων σε φεερίρια μικροεπιχειρησιακών και πάλι;

Η ροή δεδομένων μεταξύ ενός μικροεπεξεργαστή και των περιφερειακών του είναι ένας αμφίδρομος δρόμος, που γενικά διαχειρίζεται μέσω ενός συστήματος λεωφορείων και ελεγκτών. Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Από μικροεπεξεργαστή έως περιφερειακό (έξοδο):

* Διακοσμός δεδομένων: Ο μικροεπεξεργαστής τοποθετεί τα δεδομένα που θέλει να στείλει στο περιφερειακό στον δίαυλο δεδομένων. Αυτός ο δίαυλος είναι ένα σύνολο καλωδίων που φέρουν τα πραγματικά bits δεδομένων.

* Διοίκηση Διεύθυνσης: Ταυτόχρονα, ο μικροεπεξεργαστής τοποθετεί τη διεύθυνση του περιφερειακού στο λεωφορείο διευθύνσεων. Αυτό λέει στο σύστημα που το περιφερειακό είναι ο στόχος των δεδομένων. Κάθε περιφερειακή έχει μια μοναδική διεύθυνση χαρτογράφησης μνήμης ή διεύθυνση θύρας I/O.

* Διακός δίαυλος: Ο μικροεπεξεργαστής υποστηρίζει τα σήματα ελέγχου στον δίαυλο ελέγχου. Αυτά τα σήματα ενδέχεται να περιλαμβάνουν πράγματα όπως "Write Enable" (υποδεικνύοντας ότι τα δεδομένα αποστέλλονται στο περιφερειακό) ή σε γραμμές επιλογής τσιπ (CS) για να ενεργοποιήσουν το συγκεκριμένο περιφερειακό. Άλλα σήματα ενδέχεται να καθορίσουν τον τύπο μεταφοράς δεδομένων (π.χ. 8-bit, 16-bit).

* Περιφερειακή διεπαφή: Το κύκλωμα διασύνδεσης του περιφερειακού (που συχνά περιλαμβάνει καταχωρητές εντός του περιφερειακού) λαμβάνει τα δεδομένα και τις πληροφορίες διευθύνσεων. Εάν η διεύθυνση ταιριάζει με τη διεύθυνση του περιφερειακού και το σήμα εγγραφής επιβεβαιώνεται, το περιφερειακό δέχεται τα δεδομένα και το αποθηκεύει εσωτερικά.

2. Από τον περιφερειακό έως τον μικροεπεξεργαστή (είσοδο):

* Διοίκηση Διεύθυνσης: Ο μικροεπεξεργαστής τοποθετεί τη διεύθυνση του περιφερειακού στο δίαυλο διευθύνσεων, καθορίζοντας ποια δεδομένα του περιφερειακού που θέλει να διαβάσει.

* Διακός δίαυλος: Ο μικροεπεξεργαστής υποστηρίζει τα σήματα ελέγχου στον δίαυλο ελέγχου, όπως το "envel enable" (υποδεικνύοντας ότι τα δεδομένα ζητούνται από το περιφερειακό) και ενδεχομένως άλλα σχετικά σήματα.

* Περιφερειακή διεπαφή: Το περιφερειακό, όταν λαμβάνει τη σωστή διεύθυνση και το σήμα ανάγνωσης, τοποθετεί τα δεδομένα που θέλει να στείλει στον δίαυλο δεδομένων.

* Διακοσμός δεδομένων: Τα δεδομένα μεταφέρονται από το περιφερειακό, μέσω του διαύλου δεδομένων, στον μικροεπεξεργαστή.

* μικροεπεξεργαστής: Ο μικροεπεξεργαστής διαβάζει στη συνέχεια τα δεδομένα από το δίαυλο δεδομένων και το επεξεργάζεται.

Διαφορετικές μέθοδοι επικοινωνίας:

Οι λεπτομέρειες αυτής της διαδικασίας ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του περιφερειακού και τη μέθοδο επικοινωνίας που χρησιμοποιείται:

* Μνήμη-χαρτογραφημένη I/O: Τα περιφερειακά αναθέτουν διευθύνσεις εντός του χώρου διεύθυνσης μνήμης του μικροεπεξεργαστή. Ο μικροεπεξεργαστής τους έχει πρόσβαση, όπως ακριβώς έχει πρόσβαση σε θέσεις μνήμης.

* I/O-Mapped I/O: Τα περιφερειακά έχουν ξεχωριστές διευθύνσεις εισόδου/εξόδου από τις διευθύνσεις μνήμης. Οι ειδικές οδηγίες εισόδου/εξόδου χρησιμοποιούνται για την πρόσβαση σε αυτές.

* Άμεση πρόσβαση μνήμης (DMA): Για μεταφορές δεδομένων υψηλής ταχύτητας (π.χ. κάρτες βίντεο, σκληρούς δίσκους), ένας ελεγκτής DMA χειρίζεται τη μεταφορά δεδομένων απευθείας μεταξύ της περιφερειακής και της μνήμης, ελαχιστοποιώντας τη συμμετοχή της μικροεπεξεργαστή. Αυτό παρακάμπτει την CPU, καθιστώντας τη μεταφορά πολύ πιο γρήγορα.

* Διακοπές: Τα περιφερειακά μπορούν να διακόψουν τον μικροεπεξεργαστή για να σηματοδοτήσουν ότι έχουν έτοιμα δεδομένα ή απαιτούν προσοχή. Αυτό επιτρέπει την ασύγχρονη επικοινωνία. Η γραμμή αίτησης διακοπής (IRQ) στο δίαυλο ελέγχου ενεργοποιεί τη διακοπή. Ο μικροεπεξεργαστής χειρίζεται στη συνέχεια τη διακοπή με την εξυπηρέτηση του περιφερειακού.

* Σειριακή επικοινωνία: Για την επικοινωνία σε μεγαλύτερες αποστάσεις (π.χ. UART, SPI, I2C), τα δεδομένα μεταδίδονται bit bit ή byte από byte, συχνά απαιτώντας πρόσθετο υλικό (π.χ., UART Chips) για τη διαχείριση των σειριακών πρωτοκόλλων επικοινωνίας.

Συνοπτικά, η ροή περιλαμβάνει συντονισμένη χρήση των λεωφορείων διεύθυνσης, δεδομένων και ελέγχου για να εξασφαλιστεί ότι τα σωστά δεδομένα μετακινούνται προς και από τον μικροεπεξεργαστή και τα περιφερειακά του με ελεγχόμενο και αποτελεσματικό τρόπο. Οι ακριβείς λεπτομέρειες εξαρτώνται από τη συγκεκριμένη αρχιτεκτονική, τα περιφερειακά και τους μηχανισμούς επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται.