Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
- 18 -
КИВШ.00225-01 92
УТВЕРЖДЕН
КИВШ.00225-01 92-ЛУ
Многофункциональный пульт управления МФПУ
ПРОТОКОЛ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
центрального процессора и модуля ввода-вывода
КИВШ.00225-01 92
Листов 16
1999 год
Содержание
|
[1] Назначение [2] Принципы взаимодействия [3] Aппаратурные средства взаимодействия
[3.1] Адресное пространство [3.2] Семафоры [3.3] Область данных [3.4] Обмен прерываниями [4] Порядок инициализации обмена. [5] Формат данных в процессе обмена.
[5.1] Группы сигналов [5.2] Массивы значений сигналов
[5.3] Массивы матриц состояния
[5.4] Массивы флагов изменения [5.5] Управляющее слово [5.6] Слово состояния МВВ [5.7] Слова исправности МВВ [6] Формат данных в процессе инициализации [6.1] Массив частот каналов приема и передачи [6.2] Адреса массивов настройки [6.3] Описания групп сигналов [6.4] Описание сигналов [7] Порядок контроля аппаратуры обмена [7.1] Непрерывный контроль [7.2] Расширенный контроль [7.2.1] Контроль семафоров [7.2.2] Контроль рабочей области [7.2.3] . Контроль прерываний |
Настоящий протокол устанавливает состав и дисциплину информационного обмена между программным обеспечением центрального процессора ( МПР ) и модулем ввода-вывода ( МВВ ) в составе пульта МФПУ.
Программное обеспечение модуля ввода-вывода должно осуществлять:
В этих целях ПО модуля МВВ должно предоставлять ПО модуля МПР следующие возможности.
1. Перевод в любое время процессора МВВ в один из следующих режимов функционирования:
2. Выбор в процессе инициализации
3. Доступ к значениям матриц состояния и флагов изменения всех принимаемых сигналов;
4. Получение прерываний:
Обмен данными между процессорами МПР и МВВ в составе пульта МФПУ осуществляется через двух портовое ОЗУ. Адресное пространство ДПОЗУ представлено в таблице 1.
Адресное пространство двух портового ОЗУ
Таблица 1.
|
Адрес на шине МПР |
Адрес на шине МВВ |
Длина ( байт ) |
Назначение ячеек |
|
A08000 – A0800E |
0FE00 – 0FE0E |
16 |
Семафоры |
|
A00000 – A07FFB В том числе: A07FF0 – A07FF7 A07FF8 – A07FFB |
40000 – 47FFB 47FF0 – 47FF7 47FF8 – 47FFB |
32768 8 4 |
Область данных Слова исправности МВВ Ячейки сторожевого таймера |
|
A07FFC |
47FFC |
2 |
Слово состояния МВВ |
|
A07FFE |
47FFE |
2 |
Управляющее слово |
Ячейки-семафоры позволяют не допускать одновременного обращения процессоров к ячейкам в области данных.
Для доступа к определенной группе ячеек ( для чтения или записи ) процессор должен записать 0 в младший разряд соответствующего семафора и прочитать значение этого же семафора. Если получено значение 0 – доступ разрешен, в противном случае - запрещен. По окончании работы с группой ячеек процессор должен записать единицу в младший разряд семафора. Соответствие семафоров группам ячеек задается процессором МПР в процессе настройки ( см. раздел 5. ).
Обращение к ячейкам-семафорам со стороны МВВ должно осуществляться командами ассемблера in, out; со стороны МПР – mov.
Ячейки области данных доступны для чтения и записи обоим процессорам. Во избежание нарушения целостности информации процессорам не рекомендуется обращаться к области данных без использования семафоров.
Физический смысл значений каждой из ячеек области данных определяется в процессе инициализации ( см. раздел 6 )
При записи процессором МПР любой информации в ячейку управляющего слова происходит прерывание SMI процессора МВВ. Для сброса SMI процессор МВВ должен прочитать значение управляющего слова.
При записи процессором МВВ любой информации в ячейку слова состояния происходит прерывание IRQ процессора МПР. Для сброса IRQ процессор МПР должен прочитать значение слова состояния.
При включении питания процессор МВВ должен перейти в режим ожидания с установкой соответствующего бита в слове состояния. Биты исправности МВВ устанавливаются в "отказ". Процессор МПР должен убедиться, что МВВ находится в режиме ожидания, при необходимости перевести его в этот режим установкой соответствующего бита в управляющем слове. Если после троекратного повторения данной операции с интервалом в 1 секунду процессор МВВ не перейдет в режим ожидания - процессор МПР констатирует отказ связи с МВВ.
Далее процессоры должны провести контроль аппаратуры обмена, порядок которого приведен в разделе 7.
По окончании контроля аппаратуры обмена процессор МПР должен перевести процессор МВВ в режим расширенного контроля установкой соответствующего бита в управляющем слове. Процессор МВВ должен указать на переход в режим расширенного контроля в слове состояния и начать расширенный контроль. Продолжительность расширенного контроля не должна превышать 1 с.
По окончании расширенного контроля процессор МВВ должен установить биты исправности в слове состояния в соответствии с результатами контроля и перейти в режим ожидания, указав на это в слове состояния. При обнаружении неисправности соответствующая информация должна быть сформирована в словах исправности МВВ.
Процессор МПР, получив информацию о положительном результате расширенного контроля МВВ, должен записать в двух портовое ОЗУ настроечные таблицы, после чего перевести процессор МВВ в режим настройки.
После перехода в режим настройки процессор МВВ должен проанализировать корректность информации, содержащейся в настроечных таблицах. При обнаружении некорректной информации МВВ должен снять бит исправности обмена в слове состояния, записать информацию о характере некорректности в слово исправности МВВ и перейти в режим ожидания. В такой ситуации процессор МПР должен повторить запись информации в двух портовое ОЗУ и снова перевести МВВ в режим настройки. При троекратном повторении данной ситуации процессор МПР констатирует отказ связи с МВВ.
В случае корректности настроечной информации процессор МВВ настраивает свою программу в соответствии с ней, устанавливает бит исправности связи в слове состояния и переходит в режим ожидания. В таком случае процессор МПР переводит МВВ в режим "работа".
Входные и выходные сигналы должны быть сгруппированы в несколько групп ( от одной до восьми ). Каждая из групп должна объединять сигналы с одинаковыми или близкими:
Каждой из групп должны соответствовать:
Номер семафора и номер разряда в слове состояния должны соответствовать номеру группы. Начальные адреса массива значений, массива матриц состояния и массива масок обновления задаются процессором МПР в процессе стартового запуска.
Массив значений сигналов представляет собой массив ячеек по 4 байта на сигнал.
Значение каждого из сигналов может быть представлено или в виде числа с плавающей точкой ( формат float языка С ), или в виде 20-разрядного битового поля. В последнем случае :
Массив матриц состояния представляет собой массив 32-разрядных ( формат unsigned long языка С ) слов. Матрицы состояний принимаемых сигналов группируются в слова следующим образом:
и т.д.
Массив флагов изменения представляет собой массив 32-разрядных ( формат unsigned long языка С ) слов. Каждому из сигналов соответствует один бит одного из слов: 1 означает, что сигнал изменился, 0 - нет.
В случае изменения значения поступающего сигнала процессор МВВ должен записать единицу в соответствующий бит. Процессор МПР может снимать флаги по мере использования изменившихся значений.
Флаги изменения группируются в слова следующим образом:
и т.д.
Управляющее слово формируется процессором МПР для сообщения процессору МВВ о необходимости изменения режима работы. Управляющее слово представляет собой 16-разрядное слово ( формат unsigned short языка C ).
Значения групп разрядов следующее.
15 - 13 разряды – резерв.
12 - 8 разряды - требуемый режим работы МВВ :
7 - 0 разряды – требуемый режим расширенного контроля аппаратуры обмена ( см. подраздел 7.2 ).
Слово состояния МВВ формируется процессором МВВ для сообщений об изменениях в:
Слово состояния представляет собой 16-разрядное слово ( формат unsigned short языка С ).
Массив исправности МВВ представляет собой массив из восьми 16-разрядных слов, в области данных двух портового ОЗУ. Массив содержит информацию о неисправностях аппаратурных устройств модуля МВВ и причине некорректности информации, принимаемой МВВ от МПР. Значение слов будет уточняться в процессе проектирования программ расширенного инструментального контроля и КПП.
В процессе инициализации процессор МПР записывает в двух портовое ОЗУ следующую информацию:
Массив располагается по адресам b3010 - b303f ( 50010 - 5003f со стороны МВВ ).
Каждому из каналов приема и передачи соответствует 1 байт информации. Значение его следующее:
Соответствие номеров каналов элементам массива следующее:
Контрольная сумма считается как сумма байтов с 0 по 40, представленных как unsigned char в 32-разрядном слове unsigned long.
Информация о группах сигналов ( ее формат описан в подразделе 6.3 ) может располагаться в двухпроцессорном ОЗУ в произвольных местах.
Начальные адреса описаний каждой из восьми групп должны быть сведены в массив из восьми 16-разрядных значений ( типа unsigned short ). Массив должен располагаться по адресам b3040 – b3048 ( 50040 – 50048 со стороны МВВ ). Каждый элемент должен содержать младшие 16 разрядов физического адреса.
Описание каждой из групп сигналов представлено в таблице 2.
Состав информации о группе сигналов
Таблица 2.
|
Наименование параметра |
Длина ( байт ) |
Примечание |
|
Направление обмена |
1 |
0-прием 1-передача |
|
Установка единицы в слове состояния МВВ при изменении значения одного из сигналов |
1 |
0-не устанавливать 1-устанавливать |
|
Период обновления ( мс) |
2 |
|
|
Количество сигналов |
2 |
|
|
Адрес массива значений сигналов |
2 |
|
|
Адрес массива матриц состояния |
2 |
0- не формировать |
|
Адрес массива флагов изменения |
2 |
0- не формировать |
|
Описание сигналов |
6 на сигнал |
См.табл.3 |
|
Контрольная сумма |
4 |
Значения адресов массивов представляют собой младшие 16 разрядов физических адресов.
Контрольная сумма считается как сумма байтов таблицы, представленных как unsigned char в 32-разрядном слове unsigned long. Байты, содержащие саму контрольную сумму, в расчете не участвуют.
Состав информации, описывающей каждый из сигналов, представлен в таблице 3.
Состав информации о сигнале.
Таблица 3.
|
Наименование параметра |
Длина ( байт ) |
Примечание |
|
Номер канала |
1 |
0 . . 31 |
|
Адрес в КЛС |
1 |
0 . . 255 |
|
Цена старшего разряда |
4 |
0 – битовое поле |
Модуль МВВ должен периодически переписывать информацию из первой во вторую ячейки сторожевого таймера. Период такой операции должен соответствовать максимальному периоду обмена по КЛС, но не реже одного раза в 1 с.
Несоответствие информации в ячейках сторожевого таймера через указанное время после записи информации в первую ячейку позволяет МПР констатировать отказ связи с МВВ или “зависание” последнего.
В процессе контроля процессор МПР является ведущим, МВВ - ведомым. Для перехода в режим расширенного контроля аппаратуры обмена МПР должен записать единицу в 8 разряд управляющего слова, после чего для проведения каждого из тестов записывать соответствующие параметры в разряды 7 - 0 управляющего слова.
1. Разряды 1 - 0 содержат код тестируемого устройства:
В начале выполнения теста МВВ должен установить нуль в 0 и 1 разряды слова состояния, по окончании выполнения очередного теста - установить единицу:
Для контроля каждого из семафоров процессоры должны произвести 4 теста:
Для проведения каждого из тестов должны быть произведены следующие действия.
2. МВВ производит:
3. МВВ записывает результат в 0 или 1 разряд слова состояния.
4. МПР принимает окончательное решение о результате теста.
Для контроля рабочей области должно быть произведено четыре теста:
по двум направлениям:
Под передачей нулевой информации подразумевается запись нулей во все ячейки рабочей области;
под единичной - запись OxFFFF во все ячейки рабочей области;
под шахматной:
под обратной шахматной:
Для проведения каждого из тестов должны быть произведены следующие действия.
1. МПР записывает в управляющее слово:
2. При направлении 0:
3. При направлении 1:
Контроль прерываний производится в следующем порядке.
Перечень сокращений
ДПОЗУ - двух портовое ОЗУ
КЛС - кодовая линия связи
КПП - контрольно - проверочная программа
МВВ - модуль ввода - вывода
МПР - модуль процессора
МФПУ - многофункциональный пульт управления
ОЗУ - оперативное запоминающее устройство