Магистрали

 

Информация в системе регистров может передаваться через общую шину, называемую магистралью. Магистрали используются в тех случаях, когда необходимо уменьшить количество шин передачи информации.

На (рис. 2.20) изображена система регистров с раздельными магистралями по вводу (МА) и выводу (МВ) информации.

 

Информация в регистре Р1, Р2 и Р3 вводится через магистраль МА по управляющим сигналам у1, у2 и у3.

У1: P1:= MA,

У2: P2: = MA,

У3: P3: = MA.

Вывод слов информации происходит через магистраль МВ по управляющим сигналам:

У4: MB = P1,

У5:MB=P2,

У6:MB=P3.

В записях у4, у5 и у6 ставится знак равенства (МВ = Р) в отличие от знака присвоения (:=), т.к. магистрали присвоить данное не возможно. При подаче одного из управляющих сигналов у4, у5, у6 данное на магистрали будет находится только в течении одного микротакта, а, затем, пропадает, т.к. заканчивается действие управляющих сигналов.

По магистрали можно ввести одно и тоже слово сразу в несколько регистров. Например, по сигналам у1 и у3 можно ввести число из магистрали в регистры: P1 и Р3 одновременно. Однако необходимость в таких передачах появляется крайне редко.

На (рис. 2.21) изображена операционная схема с общей магистралью, по которой как вводится, так и выводится информация (двухсторонняя магистраль). Такая магистраль получается, если магистраль ввода МА (рис. 2.21) соединить с магистралью вывода МВ.

 

Информация в регистры вводится по управляющим сигналам ввода:

У1: P1:= M,

У3: P2:= M,

У5: P3:= M.

Информация через магистраль М выводится по сигналам:

У2: M = P1,

У4: M = P2,

У6: M = P3.

Микрооперация обращения к магистрали (Р:= M или М = Р) не имеют физического смысла, так как после того, как значение управляющего сигнала станет равным нулю (для микрооперации

(М = Р), информация на магистрали пропадает и не может быть записана в другой регистр. Запись у4: MB = P1 обозначает, что на магистраль выставляется содержимое регистра Р1 в течение действия сигнала у4 = 1. Запись у1: P1:= MA означает что в регистр Р1 записывается слово, которое выставлено на магистраль некоторым другим устройством (блоком). Здесь слово на магистрали должно быть выставлено одновременно с у1 на время не менее чем время действия сигнала у1.

Магистраль ввода – вывода может быть использована для перезаписи информации из одного регистра в другой. Например, для того, чтобы переписать слово информации из регистра Р1 в Р3 необходимо подать одновременно два управляющих сигнала:

У2, у5: Р3:= P1.

Магистральный принцип передачи информации значительно сокращает число шин, что позволяет более компактно на меньшей площади разместить операционную схему на плате. Однако использование этого принципа приводит к уменьшению быстродействия операционной схемы, так как в одно и то же время через магистраль может быть передано только одно слово информации. В современных микропроцессорах почти все операционные блоки соединены через магистрали. Это позволило достаточно компактно выполнить микропроцессор как большую интегральную схему.