Проектируемое устройство должно, во-первых, выполнять специализированные функции, связанные с символьной обработкой данных, а во-вторых, взаимодействовать с другими активными и пассивными компонентами системы через интерфейс PCI со строгим соответствием различным требованиям и стандартам. Эти две стороны функционирования устройства могут быть разделены. Таким образом, в устройстве можно выделить, как минимум, два структурных блока: интерфейсный и функциональный.
Назначение интерфейсной части – обеспечение взаимодействия с интерфейсом PCI, опознавание циклов шины, обращающихся к устройству, буферизация для смягчения временных требований, дешифрация команд шины с генерацией специальных сигналов, зависящих от типа цикла.
В то время как функциональный блок, очевидно, должен быть реализован несколькими стандартными логическими элементами или одной заказной микросхемой, для сопряжения с интерфейсом естественно использовать типовую схему контроллера, которая специально предназначена для сопряжения системного интерфейса и интерфейса некоторого периферийного устройства. Нужно выбрать такой вторичный интерфейс, который был бы значительно проще, чем PCI (иначе исчезает смысл в использовании дополнительной микросхемы), сохраняя все необходимые возможности, такие, как блочная пересылка, и не был специфичен для определённого вида периферийных устройств. В данном проекте применён контроллер PC Card, поддерживающий 16-разрядный интерфейс PCMCIA 2.1, так как он достаточно универсален (практически любое устройство ввода-вывода может быть оформлено как PC Card) и позволяет подключаемому устройству быть практически пассивным, так как захват шины и множественные пересылки могут осуществляться самим контроллером в режиме прямого доступа к памяти. При этом, несомненно, имеется возможность конфигурирования устройства, так как все платы PCMCIA нуждаются в идентификации и обладают специальной памятью атрибутов, доступ к которой также должен обеспечиваться контроллером.
При выборе метода реализации будем руководствоваться следующими принципами:
1) схема должна быть проста в реализации;
2) элементная база должна быть наиболее экономичной;
3) схема должна удовлетворять заданным параметрам;
Для решения поставленной необходимо выбрать способ, по которому будет реализовываться обмен данными.
Существует два способа реализации поставленной задачи:
а) программный метод, при котором перевод чисел из одной системы счисления в другую и операции над ними осуществляются программными методами по определенным алгоритмам. При этом всю сложность реализуемых алгоритмов берет на себя ЦП. Эффективность данного метода зависит от эффективности самих алгоритмов и вычислительных способностей ЭВМ. Применение подобного метода в ПЭВМ обусловлено его простотой, независимостью от платформы и отсутствием дополнительных аппаратных затрат.
б) аппаратный метод, при котором конструируется дополнительное устройство, устанавливаемое на материнскую плату, осуществляющее подобные операции. Основным узлом устройства является память данных, заданным условиям.
Исходя из вышесказанного, и в соответствии с заданными требованиями, мною был выбран аппаратный способ реализации устройства с использованием:
– контроллера PcCard для сопряжения с шиной PCI, который содержит в себе схему дешифрации адреса и функции сопряжения;
– элементов с жесткой логикой для сопряжения с контроллером PcCard (как с PCI) и работы с памятью SDRAM.
