S i m u l a z i o n e d i u n D M A c o n t r o l l e r

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1 S i m u l a z i o n e d i u n D M A c o n t r o l l e r N e l l e o p e r a z i o n i d i I / O, q u a n d o l a v e l o c i t à d e l t r a - s f e r i m e n t o d e i d a t i a s s u m e u n v a l o r e t r o p p o a l t o, i l m e t o d o d e l l e i n t e r r u z i o n i n o n è p i ù u t i l i z z a b i l e. I n f a t t i, i l t e m p o p e r l o s v o l g i m e n t o d e l l a s e q u e n z a d ' i n t e r r u z i o n e e p e r l ' e s e c u z i o n e d e l l a r o u t i n e, c h e s e r v e l ' i n t e r r u z i o n e, p u ò e s s e r e m a g g i o r e d i q u e l l o d i s p o n i b i l e. I n q u e s t i c a s i è d ' o b b l i g o l ' u s o d i u n D M A c o n t r o l l e r i l q u a l e è c a p a c e d i d i v e n t a r e i l p a d r o n e d e l b u s e s u p e r v i s i o n a r e u n t r a s f e r i - m e n t o t r a l a m e m o r i a e d u n ' i n t e r f a c c i a p e r i f e r i c a o u n a m e m o r i a d i m a s s a s e n z a l ' i n t e r v e n t o d e l p r o c e s s o r e. M e n t r e e s e g u e u n t r a s f e r i m e n t o, e s s o è c a p a c e d i p o r r e i n d i r i z z i d i m e m o r i a s u l b u s e d i s p e d i r e e r i c e v e r e i s e g n a l i n e c e s s a r i p e r l ' e f f e t t u a z i o n e d i o p e r a z i o n i d i l e t - t u r a e s c r i t t u r a i n m e m o r i a e s u l l e i n t e r f a c c i e p e r i f e r i c h e. L o s c o p o d i u n D M A c o n t r o l l e r è q u i n d i q u e l l o d i r e a l i z z a r e u n a s e q u e n z a d i t r a s f e r i m e n t i r u b a n d o c i c l i d i b u s a l p r o c e s s o r e. E ' c h i a r o c h e n e l l o s f o r z o d i c o m p l e t a r e i l n o s t r o a m b i e n t e d i s i m u l a z i o n e d i a r c h i t e t t u r e a m i c r o p r o c e s s o r e, q u e s t o t i p o d i d i s p o s i t i v o n o n p o t e v a m a n c a r e. I l c o m p o n e n t e p r e s o d i r i f e r i m e n t o p e r q u e s t a s i m u - l a z i o n e è l ' I n t e l

2 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller 5.1 Generalità L ' I n t e l è u n c o n t r o l l o r e p r o g r a m m a b i l e p e r l ' a c c e s s o d i r e t t o i n m e m o r i a ( D M A ) a 4 c a n a l i, d o v e i l c a n a l e è u n a p o r z i o n e d e l c o m p o n e n t e c h e s e r v e u n a s i n g o l a i n t e r f a c c i a ; e s s o g e s t i s c e l e r i c h i e s t e i n a r r i v o s u i v a r i c a n a l i a t t r a v e r s o u n a l o g i c a a p r i o r i t à f i s s a t a o r o t a n t e. v e r s i : I l t r a s f e r i m e n t o d e i d a t i p u ò a v v e n i r e i n 4 m o d i d i - n e l m o d o s i n g l e i l c o n t r o l l o r e d o p o o g n i t r a s f e r i m e n t o r i l a s c e r à i l b u s a l p r o c e s s o r e p e r a l m e n o u n c i c l o d i b u s, d o p o i n i z i e r à d i n u o v o a t e s t a r e l a l i n e a d i r i c h i e s t a e s e a t t i v a, p r o c e d e r à a ' r u b a r e ' u n a l t r o c i c l o ; n e l m o d o b l o c k l a l i n e a d i r i c h i e s t a è s u f f i c i e n t e c h e s i a a t t i v a s o l o f i n o a l r i c o n o s c i m e n t o, d o p o i l q u a l e i l b u s n o n s a r à r i l a s c i a t o f i n o a l t r a s f e r i m e n t o d e l l ' i n t e r o b l o c c o ; i l m o d o d e m a n d è s i m i l e a q u e l l o b l o c k c o n l a d i f f e - r e n z a c h e i l t r a s f e r i m e n t o d e l b l o c c o c o n t i n u a f i n q u a n d o l a l i n e a d i r i c h i e s t a è a t t i v a, m a, q u a n d o i l t r a s f e r i m e n t o v i e n e s o s p e s o e p o i r i p r e s o e s s o i n i z i a d a l p u n t o i n c u i e r a s t a t o s o s p e s o ; i l m o d o c a s c a d e p e r m e t t e d i r e a l i z z a r e, c o l l e g a n d o p i ù c o n t r o l l o r i i n c a s c a t a, s i s t e m i D M A c o n p i ù d i 4 c a n a l i. I l b l o c c o d i d a t i c h e p o s s i a m o t r a s f e r i r e i n u n a s o l a o p e r a z i o n e è d i b yt e ; a l l a f i n e d e l t r a s f e r i m e n t o 93

3 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller v i e n e a v v i s a t o i l p r o c e s s o r e o l a p e r i f e r i c a c h e l o a v e v a r i c h i e s t o a t t r a v e r s o u n a l i n e a d i f i n e c o n t e g g i o p o s s e d u t a d a l c o n t r o l l o r e. A l t r e c a r a t t e r i s t i c h e d e l d i s p o s i t i v o s o n o : a u t o i n i z i a l i z z a z i o n e, t r a s f e r i m e n t i d a m e m o r i a a m e m o r i a, r i c h i e s t a d i D M A p r o g r a m m a t a, i n i b i z i o n e d i u n c a n a l e. F i g u r a 1 94

4 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller L a d i f f e r e n z a s o s t a n z i a l e, t r a l ' I n t e l e i l c o m - p o n e n t e d a n o i s i m u l a t o, è i l m i n o r n u m e r o d i c a n a l i, c h e s o n o s t a t i r i d o t t i d a 4 a 2 e d i m o d i d i t r a s f e r i m e n t o c h e s o n o i s e g u e n t i : s i n g l e e b l o c k. I n f i g u r a 1 è m o s t r a t o i l s u o m o d e l l o c o n i r e g i s t r i e l e l i n e e f i s i c h e s i m u l a t e. 5.2 Co nfigurazione I d i s p o s i t i v i a c u i s i c o l l e g a u n D. M. A. c o n t r o l l e r i n u n a c o n f i g u r a z i o n e s o n o : u n p r o c e s s o r e, c h e a v e n d o a c c e s s o a i r e g i s t r i d e l d i - s p o s i t i v o, a t t r a v e r s o i l s i s t e m a b u s, p e r m e t t e l a p r o - g r a m m a z i o n e d e l c o m p o n e n t e ; d e l l e p e r i f e r i c h e a l l e q u a l i v o g l i a m o p e r m e t t e r e l ' a c - c e s s o d i r e t t o i n m e m o r i a Co l l e g a me n to a l processore L e l i n e e d i c o l l e g a m e n t o a l p r o c e s s o r e, s o n o m o s t r a t e s u l l a s i n i s t r a d e l l o s c h e m a, i n f i g u r a 1. D 0 - D 7 s o n o 8 l i n e e c h e v a n n o c o n n e s s e a l b u s d a t i p e r i l t r a s f e r i m e n t o d e i d a t i d a e v e r s o i l c o m p o n e n t e. L a l i n e a C S è u t i l i z z a t a p e r l a s e l e z i o n e d e l d i s p o - s i t i v o, i n v e c e, i r e g i s t r i i n t e r n i s o n o s e l e z i o n a t i d a i 4 b i t s m e n o s i g n i f i c a t i v i d e l b u s i n d i r i z z o : A 0 - A 3, e d a i s e g n a l i d i l e t t u r a - s c r i t t u r a s u l c o m p o n e n t e : I O W e I O R. 95

5 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller C o m e a c c c e n n a t o i n p r e c e d e n z a, i l c o n t r o l l o r e p e r e s e g u i r e u n t r a s f e r i m e n t o d e v e s p e d i r e i s e g n a l i n e c e s s a r i p e r l ' e f f e t t u a z i o n e d i o p e r a z i o n i d i l e t t u r a e s c r i t t u r a i n m e m o r i a ( M E M R e M E M W ) e s u l l e i n t e r f a c c i e p e r i f e r i c h e ( I O R e I O W ). S u l l e l i n e e C L K e R e s e t a r r i v a n o r i s p e t t i v a m e n t e i l s e g n a l e d a l g e n e r a t o r e d i c l o c k e i l s e g n a l e p e r c a n c e l l a r e t u t t i i r e g i s t r i d e l c o n t r o l l o r e. L a l i n e a H R Q è a d o p e r a t a p e r s p e d i r e u n a r i c h i e s t a d i c o n t r o l l o d e l s i s t e m a b u s. E s s a n o r m a l m e n t e è a p p l i c a t a a l l ' i n g r e s s o H O L D d e l l a C P U. F i g u r a 2 I n v e c e, u n s e g n a l e, i n a r r i v o d a l l a C P U, s u l l a l i n e a H L D A i n d i c a c h e è s t a t o a q u i s i t o i l s i s t e m a b u s. I n f i n e l a l i n e a d ' i n t e r r u z i o n e E O P t r a s m e t t e, a l p r o - c e s s o r e o a d u n e v e n t u a l e g e s t o r e d e l l e i n t e r r u z i o n i, u n 96

6 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller i n t e r r u z i o n e p e r a v v i s a r e c h e i l t r a s f e r i m e n t o d i u n b l o c c o d i m e m o r i a è s t a t o c o m p l e t a t o. U n e s e m p i o d i c o l l e g a m e n t o d e l c o n t r o l l o r e a d u n p r o - c e s s o r e è m o s t r a t o i n f i g u r a Co l l e g a me n to a d un device S u l l a d e s t r a d e l l o s c h e m a i n f i g u r a 1 s o n o m o s t r a t e l e l i n e e f i s i c h e c h e c o l l e g a n o i l D M A c o n t r o l l e r a d e l l e p e r i f e r i c h e. D R E Q 0 e D R E Q 1 s o n o l e l i n e e d i r i c h i e s t e, u s a t e d a l l e p e r i f e r i c h e c o l l e g a t e a i r i s p e t t i v i c a n a l i, p e r o t t e n e r e d e i c i c l i D M A. L e r i c h i e s t e c h e a r r i v a n o s u D R E Q 0 h a n n o p r e c e d e n z a s u q u e l l e c h e a r r i v a n o s u D R E Q 1. D A C K 1 e D A C K 2 i n f o r m a n o l a p e r i f e r i c a, c o n n e s s a a q u e l c a n a l e, c h e è s t a t a s e l e z i o n a t a p e r u n c i c l o D M A. Q u e s t e l i n e e s i c o m p o r t a n o, n e i c o n f r o n t i d e i c o m p o n e n t i p e r i f e r i c i c h e r i c h i e d o n o q u e s t o s e r v i z i o, c o m e u n " c h i p s e l e c t ". U n e s e m p i o d i c o n n e s s i o n e d i d u e i n t e r f a c c i e s e r i a l i è r a p p r e s e n t a t o i n f i g u r a 3. 97

7 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller F i g u r a Co l l e g a me n to s o f t w a r e P e r i n s e r i r e q u e s t o c o m p o n e n t e i n u n a n o s t r a c o n f i - g u r a z i o n e, b i s o g n a a t t e n e r s i a l l a s t e s s a p r o c e d u r a s e g u i t a p e r g l i a l t r i c o m p o n e n t i d i t i p o D e v i c e. I p a r a m e t r i p r e s e n t i n e l l a f i n e s t r a A g g i u n g i D e v i c e m i p e r m e t t o n o d i g e s t i r e l a c o n n e s s i o n e d e l c o n t r o l l o r e c o n g l i a l t r i c o m - p o n e n t i d e l l a c o n f i g u r a z i o n e. V i e n e o r a s p e c i f i c a t o i l s i g n i f i c a t o d e i s i n g o l i p a r a m e t r i. N o me E l e me n t o è u t i l i z z a t o p e r s p e c i f i c a r e i l t i p o d i c o m p o n e n t e d a i n s e r i r e, n e l n o s t r o c a s o d e v e e s s e r e I D M A. I d e n t i f i c a t o r e d e v e e s s e r e u n n u m e r o c o m p r e s o t r a 0 1 e d F F e v i e n e u t i l i z z a t o d a l p r o g r a m m a p e r r i f e r i r s i a q u e s t o d i s p o s i t i v o. I n d i r i z z o 1 r a p p r e s e n t a l ' i n d i r i z z o p i ù b a s s o p e r i n d i r i z z a r e i l c o m p o n e n t e, n e l c a s o d e l c o n t r o l l o r e p e r l ' 98

8 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller a c c e s s o d i r e t t o i n m e m o r i a e s s o d e v e e s s e r e u n n u m e r o d i - v i s i b i l e p e r 1 6. I n d i r i z z o 2 d e f i n i s c e l ' i n d i r i z z o p i ù a l t o p e r i n d i - r i z z a r e i l c o m p o n e n t e, e s s o d e v e e s s e r e u g u a l e a d I n d i r i z z o 1 + F. Q u e s t i u l t i m i d u e p a r a m e t r i p e r m e t t o n o d i d e f i n i r e p e r q u a l i i n d i r i z z i i l d e c o d i f i c a t o r e d ' i n d i r i z z i a t t i v a l a l i n e a C S. I n f a t t i, s e l ' i n d i r i z z o s u l b u s i n d i r i z z o è c o m - p r e s o t r a I n d i r i z z o 1 e I n d i r i z z o 2, i l c o m p o n e n t e v i e n e s e l e z i o n a t o, c i o è l ' o p e r a z i o n e d i l e t t u r a o s c r i t t u r a è e s e g u i t a s u u n s u o r e g i s t r o. C O M 1 d e t e r m i n a l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l b u s a c u i è c o n n e s s o i l d i s p o s i t i v o. Q u i n d i, s c e g l i e n d o p e r C O M 1 l ' i d e n t i f i c a t o r e d i u n c o m p o n e n t e M M U / B U S s i c o n n e t t o n o l e l i n e e D 0 - D 7, A 0 - A 7, I O R, I O W, M E M R, M E M W, C L K e R e s e t d e l D M A a q u e l s i s t e m a b u s. C O M 2 d e f i n i s c e l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l l a C P U a l l a q u a l e r i c h i e d e r e i l c o n t r o l l o d e l b u s e q u i n d i a q u a l e p r o c e s s o r e c o l l e g a r e l e l i n e e H R Q e H L D A. C O M 4 : s p e c i f i c a l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l g e s t o r e d e l l e i n t e r r u z i o n i c h e p u ò e s s e r e s i a u n c o m p o n e n t e d i t i p o C P U c h e d i t i p o P I C. C O M 3 v i e n e u t i l i z z a t o p e r s p e c i f i c a r e l ' i n t e r r u z i o n e t r a s m e s s a a l c o m p o n e n t e, s p e c i f i c a t o i n C O M 4, q u a n d o t e r m i n a u n c o n t e g g i o i n u n c a n a l e. D e l l e q u a t t r o c i f r e e s a - d e c i m a l i, c h e d e f i n i s c o n o C O M 3 l a m e n o s i g n i f i c a t i v a i n - d i v i d u a l a l i n e a d ' i n t e r r u z i o n e, l a s e c o n d a d e f i n i s c e l a 99

9 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller p r i o r i t à e l e d u e p i ù s i g n i f i c a t i v e s p e c i f i c a n o i l " v e c t o r n u m b e r " d a t r a s m e t t e r e a l p r o c e s s o r e c h e g e s t i s c e l ' i n t e r r u z i o n e. S e l e i n t e r r u z i o n i s o n o g e s t i t e d a u n P. I. C., q u e s t e d u e c i f r e n o n d e v o n o e s s e r e s p e c i f i c a t e. I d u e p a r a m e t r i C O M 3 e C O M 4 p e r m e t t o n o, q u i n d i, d i g e s t i r e l a c o n n e s s i o n e d e l l a l i n e a d ' i n t e r r u z i o n i E O P a l p r o c e s s o r e o a l P. I. C. C O M 5 l e 2 c i f r e m e n o s i g n i f i c a t i v e e l e 2 p i ù s i g n i - f i c a t i v e s p e c i f i c a n o r i s p e t t i v a m e n t e l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l c o m p o n e n t e c o l l e g a t o a l c a n a l e 0 e a l c a n a l e 1. S p e c i f i c a n d o i l v a l o r e i n C O M 5 s i d e f i n i s c e a q u a l i c o m p o n e n t i c o l l e g a r e l e c o p p i e d i l i n e e ( D R E Q 0, D A C K 0 ) e ( D R E Q 1, D A C K 1 ). L a f i n e s t r a a s s o c i a t a a l m o d u l o I D M A è q u e l l a i n f i g u r a Modello di progra mmazione I r e g i s t r i p r o g r a m m a b i l i d e l c o n t r o l l o r e s o n o q u e l l i i l l u s t r a t i i n f i g u r a

10 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller F i g u r a 4 P e r a c c e d e r e a d u n r e g i s t r o o c c o r r e c h e e s s o s i a c o m p r e s o t r a i v a l o r i I n d i r i z z o 1 e d I n d i r i z z o 2 ( v a l o r i i n - s e r i t i p r i m a d e l l a c r e a z i o n e d e l d i s p o s i t i v o ). L a s e l e z i o n e d e i r e g i s t r i n e l D M A c o n t r o l l e r a v v i e n e a t t r a v e r s o i 4 b i t s m e n o s i g n i f i c a t i v i d e l l ' i n d i r i z z o ; q u e s t i f o r m a n o l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o c o n v a l o r e c h e v a d a 0 a d F e s a d e c i - m a l e. N e l n o s t r o d i s p o s i t i v o a i r e g i s t r i a p p a r t e n e n t i a l c a n a l e 0 è s t a t o d a t o u n n o m e t e m i n a n t e c o n ' 0 ' m e n t r e a q u e l l i a p p a r t e n e n t i a l c a n a l e 1 u n n o m e t e r m i n a n t e c o n ' 1 '. I n i z i a m o q u e s t a d e s c r i z i o n e d a i r e g i s t r i C A D D R 0 e C A D D R 1 c i o è d a i r e g i s t r i i n d i r i z z o c o r r e n t e. E s s i s o n o d e i r e g i s t r i a 1 6 b i t s c h e h a n n o i l c o m p i t o d i c o n t e n e r e l ' i n d i r i z z o d e l l a p r o s s i m a l o c a z i o n e d i m e m o r i a c h e d e v e p a r t e c i p a r e a l t r a s f e r i m e n t o. N e l c a s o d e l t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e m o r i a C A D D R 0 c o n t i e n e l ' i n d i r i z z o s o r g e n t e e C A D D R 1 l ' i n d i r i z z o d e s t i n a z i o n e. I n o g n i c a s o e n t r a m b i i r e g i s t r i s o n o a c c e s s i b i l i s i a i n l e t t u r a c h e i n 101

11 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller s c r i t t u r a e d i l l o r o i n d i r i z z o r e l a t i v o è 0 p e r C A D D R 0 e d è 2 p e r C A D D R 1. B A D D R 0 e B A D D R 1 s o n o i r e g i s t r i i n d i r i z z o d i b a s e e d h a n n o l a f u n z i o n e d i c o n s e r v a r e g l i i n d i r i z z i i n i z i a l i r i - s p e t t i v a m e n t e d i C A D D R 0 e C A D D R 1. E s s i s o n o a 1 6 b i t s e s o n o a c c e s s i b i l i s o l o i n f a s e d i s c r i t t u r a ; i n f a t t i, q u a n d o v i e n e s c r i t t o u n v a l o r e i n u n r e g i s t r o i n d i r i z z o c o r r e n t e, q u e s t o v i e n c o p i a t o a n c h e n e l r e l a t i v o r e g i s t r o d i b a s e e d i l v a l o r e r i m a n e i m m u t a t o f i n o a q u a n d o n o n s i v e r i f i c a u n ' a l t r a s c r i t t u r a. I r e g i s t r i C C O U N T 0 e C C O U N T 1, d e t t i r e g i s t r i d i c o n t e g g i o c o r r e n t i, s o n o a n c h ' e s s i d e i r e g i s t r i a 1 6 b i t e m a n t e n g o n o i l n u m e r o d i b yt e c h e d e v o n o e s s e r e a n c o r a t r a s f e r i t i, s o n o a c c e s s i b i l i i n l e t t u r a e s c r i t t u r a e d i l l o r o i n d i r i z z o r e l a t i v o è 1 p e r C C O U N T 0 e 3 p e r C C O U N T 1. N e l c a s o d i t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e - m o r i a i l c o n t e g g i o v i e n e e f f e t t u a t o d a C C O U N T 1. B C O U N T 0 e B C O U N T 1 s o n o i r e g i s t r i a 1 6 b i t d e t t i d i c o n t e g g i o d i b a s e e d h a n n o l a f u n z i o n e d i c o n s e r v a r e g l i i n d i r i z z i i n i z i a l i r i s p e t t i v a m e n t e d i C C O U N T 0 e C C O U N T 1, e s s i s o n o a c c e s s i b i l i s o l o i n f a s e d i s c r i t t u r a. I n f a t t i, q u a n d o v i e n e s c r i t t o u n v a l o r e i n u n r e g i s t r o d i c o n t e g g i o c o r r e n t e q u e s t o v i e n c o p i a t o a n h e n e l r e l a t i v o r e g i s t r o d i b a s e e d i l v a l o r e r i m a n e i m m u t a t o f i n o a q u a n d o n o n s i v e r i f i c a u n ' a l t r a s c r i t t u r a. I r e g i s t r i, c h e c o n t e n g o n o l e i n f o r m a z i o n i r e l a t i v e a l m o d o d i f u n z i o n a m e n t o d e i r i s p e t t i v i c a n a l i, s o n o s t a t i 102

12 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller c h i a m a t i M O D E 0 e M O D E 1. E s s i p o s s o n o e s s e r e a c c e s s i s o l o i n s c r i t t u r a e d h a n n o e n t r a m b i i n d i r i z z o r e l a t i v o p a r i a B ; l a s e l e z i o n e t r a i d u e a v v i e n e s u l v a l o r e d e l b i t m e n o s i g n i f i c a t i v o d e l d a t o : s e 0, i l d a t o v i e n e s c r i t t o i n M O D E 0 a l t r i m e n t i i n M O D E 1. I l s i g n i f i c a t o d e i b i t s d e i r e g i s t r i M O D E 0 e d M O D E 1 s o n o i l l u s t r a t i n e l l a t a b e l l a 1. R F 0 e R F 1 r a p p r e s e n t a n o i f l a g s d e l l e r i c h i e s t e, c i o è i f l a g s d o v e i n d i r i z z a r e r i c h i e s t e d i t i p o s o f t w a r e a l D M A, q u e s t e p r o d u c o n o g l i s t e s s i e f f e t t i d i q u e l l e p r o v e n i e n t i d a l l e i n t e r f a c c e d e i d i s p o s i t i v i. Q u e s t i f l a g s s o n o a c c e s s i b i l i s o l o i n s c r i t t u r a e l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o p e r e n - t r a m b i è 9. A n c h e i n q u e s t o c a s o l a s e l e z i o n e d e l c a n a l e a v v i e n e s u l b i t m e n o s i g n i f i c a t i v o d e l d a t o : 0 p e r i l c a n a l e 0 e d 1 p e r i l c a n a l e 1. I l v a l o r e c h e d e v e a s s u m e r e i l f l a g s d e v e e s s e r e p o s t o s u l b i t n u m e r o 3 d e l d a t o. A l r i f l a g s p r e s e n t i n e l n o s t r o c o m p o n e n t e s o n o M F 0 e M F 1. Q u e s t i m a s c h e r a n o l e r i c h i e s t e d e i r i s p e t t i v i c a n a l i, c i o è u n a r i c h i e s t a n o n v i e n e i n o l t r a t a a l p r o c e s s o r e s e i l m a s k f l a g s d i q u e l c a n a l e è p o s t o a d 1. M F 0 e d M F 1 s o n o a c c e s s i b i l i s o l o i n s c r i t t u r a, p e r e n t r a m b i l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o è A, i l c a n a l e s e l e z i o n a t o è p a r i a l v a l o r e d e l b i t 0 d e l d a t o e d i n f i n e i l v a l o r e d a i n s e r i r e n e l f l a g d e v e e s s s e r e p o s t o s u l b i t 2 d e l d a t o. I n u n t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e m o r i a i l b yt e d a s p o s t a r e v i e n e l e t t o d a l l a l o c a z i o n e s o r g e n t e e s p o s t a t o i n u n r e g i s t r o t e m p o r a n e o, c h e è s t a t o c h i a m a t o T E M P, a q u e s t o p u n t o v i e n e r e a l i z z a t a u n a s c r i t t u r a c o l v a l o r e d i 103

13 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller T E M P n e l l a l o c a z i o n e d i m e m o r i a d i d e s t i n a z i o n e. Q u e s t o r e g i s t r o p u ò e s s e r e s o l o l e t t o e d h a i n d i r i z z o r e l a t i v o p a r i a D. T a b e l l a 1 : s i g n i f i c a t o d e i b i t s n e i r e g i s t r i M O D E b i t s i g n i f i c a t o 0 i n s t r a d a i l d a t o s u u n c a n a l e, è u g u a l e a 0 p e r i l c a - n a l e 0 e d 1 p e r i l c a n a l e 1 1 / 2 n o n u t i l i z z a t i 3 i n d i c a l a d i r e z i o n e d i t r a s f e r i m e n t o : 0 p e r t r a s f e r i - m e n t i d a m e m o r i a a d i n t e r f a c c i a, 1 d a i n t e r f a c c i a a m e m o r i a 4 i l v a l o r e 1 a b i l i t a l ' a u t o i n i z i a l i z z a z i o n e, c i o è a l t e r m i n e d e l c o n t e g g i o i r e g i s t r i i n d i r i z z o e d i c o n - t e g g i o c o r r e n t i s o n o c a r i c a t i c o n i v a l o r i d e i r i - s p e t t i v i r e g i s t r i d i b a s e 5 i l v a l o r e 1 a b i l i t a i l d e c r e m e n t o d i u n a u n i t à d e l v a - l o r e c o n t e n u t o i n C A D D R d i q u e l c a n a l e d o p o o g n i t r a s f e r i m e n t o d i u n b yt e ; d e v e e s s e r e p o s t o a 0, s e v o g l i a m o l ' i n c r e m e n t o 6 n o n u t i l i z z a t o 104

14 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller 7 d e t e r m i n a i l mo d o d e l t r a s f e r i m e n t o : p o n i a m o i l v a - l o r e 0 p e r i l m o d o S i n g l e e d 1 p e r i l m o d o B l o c k ; n e l p r i m o c a s o i l b u s v i e n e r i l a s c i a t o a l p r o c e s s o r e a l l a f i n e d i o g n i t r a s f e r i m e n t o, v i c e v e r s a, n e l m o d o b l o c k i l b u s v i e n e r i l a s c i a t o d o p o i l t r a s f e r i m e n t o d e l l ' i n t e r o b l o c c o L ' u l t i m o r e g i s t r o d a d e s c r i v e r e è C N T R L ; e s s o è d i - v i s o i n 2 p a r t i : i 4 b i t s m e n o s i g n i f i c a t i v i r a p p r e s e n t a n o i b i t s d i s t a t o d e l c o m p o n e n t e, m e n t r e q u e l l i p i ù s i g n i f i c a - t i v i i b i t s d i c o n t r o l l o. S u q u e s t o r e g i s t r o p o s s o n o e s s e r e f a t t i a c c e s s i, a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 8, s i a i n l e t t u r a c h e i n s c r i t t u r a, q u e s t e u l t i m e p e r ò n o n i n f l u e n z a n o i 4 b i t d i s t a t o. I l s i g n i f i c a t o d e i b i t s d i C N T R L é s p e c i f i c a t o i n t a b e l l a 2. T a b e l l a 2 : s i g n i f i c a t o d e i b i t s d i C N T R L b i t a z i o n e s v o l t a s e i l b i t è p o s t o a d 1 0 t e r m i n e c o n t e g g i o p e r i l c a n a l e 0 1 t e r m i n e c o n t e g g i o p e r i l c a n a l e 1 2 è s t a t a i n o l t r a t a u n a r i c h i e s t a a l c a n a l e 0 3 è s t a t a i n o l t r a t a u n a r i c h i e s t a a l c a n a l e 1 4 n o n u t i l i z z a t o 5 a b i l i t a i l t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e m o r i a 105

15 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller 6 i m p o n e c h e i n u n t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e - m o r i a l ' i n d i r i z z o s o r g e n t e d e v e r i m a n e r e c o s t a n t e p e r t r a s f e r i r e u n b yt e i n p i ù l o c a z i o n i d i m e m o r i a 7 a b i l i t a i l D M A c o n t r o l l e r U n q u a d r o r i a s s u n t i v o s u l l ' i n d i r i z z a m e n t o d e i r e g i s t r i e d e i f l a g s d e l c o m p o n e n t e è r i p o r t a t o i n t a b e l l a 3. T a b e l l a 3 : i n d i r i z z a me n t o d e i r e g i s t r i e d e i f l a g s d e l D M A c o n t r o l l e r I n d i r i z z o r e l a t i v o I n d i r i z z o T i p o d i N o m e d e l r e g i s t r o o e s a d e c i m a l e r e l a t i v o b i n a r i o a c c e s s o d e l f l a g W / R C A D D R W / R C C O U N T W / R C A D D R W / R C C O U N T W / R C N T R L W R F 0 / R F 1 A W M F 0 / M F 1 B W M O D E 0 / M O D E 1 D R T E M P 5.4 Descrizione dei comandi 106

16 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller I c o m a n d i d i s p o n i b i l i s o n o : R E S E T c h e r i p o r t a i l c o m p o n e n t e n e l l o s t a t o i n i z i a l e a z z e r a n d o t u t t i i r e g i s t r i ; p e r a t t i v a r l o b a s t a a c c e d e r e i n s c r i t t u r a a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o D ; C l e a r M a s k F l a g s ( C M F ) c h e c a n c e l l a t u t t i i f l a g s M F, s i a t t i v a s c r i v e n d o a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o E ; W r i t e A l l M a s k F l a g s ( W A M F ) c h e p e r m e t t e d i f i s s a r e c o n t e m p o r a n e a m e n t e t u t t i i f l a g s M F ; l a s c r i t t u r a d e v e a v v e n i r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o F e d i l v a l o r e d i M F 0 d e v e e s s e r e p o s t o n e l b i t 0 d e l d a t o, m e n t r e i l v a l o r e d i M F 1 n e l b i t 1. I n t a b e l l a 4 s o n o p r e s e n t a t i g l i i n d i r i z z i d i a t t i v a z i o n e d e i c o m a n d i. T a b e l l a 4 : i n d i r i z z i d e i c o m a n d i d e l D M A c o n t r o l l e r I n d i r i z z o r e l a t i v o I n d i r i z z o T i p o d i N o m e d e l e s a d e c i m a l e r e l a t i v o b i n a r i o a c c e s s o c o m a n d o D W R E S E T E W C M F F W W A M F 5.5 Progra mmazione P r i m a c h e s i a e f f e t t u a t a l a r i c h i e s t a d i u n t r a s f e r i - m e n t o d a t i t r a l a m e m o r i a e d u n a i n t e r f a c c i a p e r i f e r i c a s i 107

17 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller d e v o n o f i s s a r e i v a l o r i n e i r e g i s t r i d e l c a n a l e i n t e r e s s a t o a l t r a s f e r i m e n t o e n e l r e g i s t r o d i c o n t r o l l o. N e l l ' i p o t e s i c h e i l c a n a l e a d o p e r a t o s i a q u e l l o ' 0 ', l e o p e r a z i o n i d a e s e g u i r e s o n o l e s e g u e n t i : s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 0 ( r e g i s t r o C A D D R 0 ) u n a w o r d i n d i c a n t e l ' i n d i r i z z o d e l p r i m o b yt e, d e l b l o c c o i n m e m o r i a, d a t r a s f e r i r e ; s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 1 ( r e g i s t r o C C O U N T 0 ) u n a w o r d i n d i c a n t e i l n u m e r o d i b yt e c h e s i v u o l e t r a s f e r i r e ; s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o B e s a d e c i m a l e ( r e g i s t r o M O D E 0 ) u n b yt e c h e i n d i c h i i l m o d o d i f u n z i o - n a r e d e l c a n a l e ( d i r e z i o n e d e l t r a s f e r i m e n t o, a u t o i n i z i a - l i z z a z i o n e, i n c r e m e n t o o d e c r e m e n t o d i C A D D R 0, m o d o d e l t r a s f e r i m e n t o S i n g l e o B l o c k ) ; s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 8 ( r e g i s t r o C N T R L ) u n b yt e c h e a b i l i t i i l c o n t r o l l o r e. U n p r i m o e s e m p i o d i i n i z i a l i z z a z i o n e è i l l u s t r a t o i n f i g u r a 5 ; i n e s s o s i p r e s u p p o n e c h e A 0 s i a s t a t o p r e c e d e n - t e m e n t e c a r i c a t o c o n l ' i n d i r i z z o p i ù b a s s o a s s o c i a t o a l D M A c o n t r o l l e r. MOVE.W MOVE.B MOVE.B MOVE.B #$1000,0(A0) #$20,1(A0) #$10,11(A0) #$80,8(A0) F i g u r a 5 108

18 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller Q u e s t e i s t r u z i o n i a b i l i t a n o i l c o n t r o l l o r e a r e a l i z z a r e u n t r a s f e r i m e n t o d i t i p o S I N G L E d a l l a m e m o r i a a l l ' i n t e r - f a c c i a c o l l e g a t a a l c a n a l e 0. I l n u m e r o d i b yt e d a t r a s f e r i r e è 3 2 ( 2 0 e s a d. ), g l i i n d i r i z z i s o n o q u e l l i c r e s c e n t i d a e s a d. i n p o i. I n f i n e è s t a t a a b i l i t a t a l ' a u t o i n i z i a l i z z a z i o n e, c h e p e r m e t t e d i r i c a r i c a r e, a l t e r m i n e d e l t r a s f e r i m e n t o, i r e g i s t r i C A D D R 0 e C C O U N T 0 c o n i r i s p e t t i v i r e g i s t r i d i b a s e, r e n d e n d o c o s ì i l c o m p o n e n t e p r o n t o a d e s e g u i r e u n n u o v o t r a s f e r i m e n t o. I l t r a s f e r i m e n t o i n i z i a, c o m u n q u e, q u a n d o l a p e r i f e r i c a c o l l e g a t a a l c a n a l e ' 0 ' s p e d i s c e u n a r i c h i e s t a a l D M A e q u e s t ' u l t i m o l ' a c c e t t a. L a r i c h i e s t a p o t r e b b e a n c h e r e a l i z z a r s i v i a s o f t w a r e c o n l a s e g u e n t e i s t r u z i o n e : M O V E. B # $ 0 8, 9 ( A 0 ) P e r u n t r a s f e r i m e n t o d i u n b l o c c o d i b yt e a l l ' i n t e r n o d e l l a m e m o r i a l e o p e r a z i o n i d a e s e g u i r e s o n o l e s e g u e n t i : s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 0 ( r e g i s t r o C A D D R 0 ) e 2 ( r e g i s t r o C A D D R 1 ) d u e w o r d i n d i c a n t i g l i i n d i r i z z i d e l p r i m o b yt e, d e l b l o c c o i n m e m o r i a, r i s p e t t i v a m e n t e s o r g e n t e e d e s t i n a z i o n e ; s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 3 ( r e g i s t r o C C O U N T 1 ) u n a w o r d i n d i c a n t e i l n u m e r o d i b yt e c h e s i v u o l e t r a s f e r i r e ; s c r i v e r e d u e v o l t e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o B e s a d e c i - m a l e ( r e g i s t r i M O D E 0 e M O D E 1 ) u n b yt e c h e i n d i c h i i l m o d o d i f u n z i o n a r e d e l c a n a l e 0 ( s o r g e n t e ) e d e l c a n a l e 1 109

19 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller ( d e s t i n a z i o n e ) p e r q u a n t o r i g u a r d a l ' a u t o i n i z i a l i z z a z i o n e e l ' i n c r e m e n t o o i l d e c r e m e n t o d i C A D D R 0 e C A D D R 1 ) ; s c r i v e r e a l l ' i n d i r i z z o r e l a t i v o 8 ( r e g i s t r o C N T R L ) u n b yt e c h e a b i l i t i i l c o n t r o l l o r e e d i l t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e m o r i a. U n e s e m p i o d i i n i z i a l i z z a z i o n e s u q u e s t o t i p o t r a - s f e r i m e n t o è r i p o r t a t o i n f i g u r a 6 ; a n c h e i n q u e s t o e s e m p i o i n A 0 è p r e s e n t e l ' i n d i r i z z o p i ù b a s s o a s s o c i a t o a l D M A c o n t r o l l e r. MOVE.W MOVE.W MOVE.B MOVE.B MOVE.B MOVE.B #$1000,0(A0) #$2000,2(A0) #$40,3(A0) #$00,11(A0) #$01,11(A0) #$A0,8(A0) F i g u r a 6 Q u e s t e i s t r u z i o n i a b i l i t a n o i l c o n t r o l l o r e a r e a l i z z a r e u n t r a s f e r i m e n t o i n m e m o r i a d i u n b l o c c o d i 6 4 b yt e ( 4 0 e s a d. ) a p a r t i r e d a l l ' i n d i r i z z o ( s o r g e n t e ) e s a d. i n p o i. E s s o d e v e e s s e r e t r a s f e r i t o n e l l a z o n a d i m e m o r i a s u c c e s s i v a a l l ' i n d i r i z z o e s a d. ( d e s t i n a z i o n e ). I n f i n e è s t a t a d i s a b i l i t a t a l ' a u t o i n i z i a l i z z a z i o n e s i a p e r i l c a n a l e s o r g e n t e c h e p e r q u e l l o d e s t i n a z i o n e. 5.6 Il comportamento. 110

20 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller U n D M A c o n t r o l l e r è p r o g e t t a t o p e r s e r v i r e u n a o p i ù i n t e r f a c c i e, n e l n o s t r o c a s o l e i n t e r f a c c i e c o l l e g a b i l i s o n o m a s s i m o 2. Q u e s t a s c e l t a è d e t t a t a d a l l ' e s i g u o n u m e r o d i p a r a m e t r i c h e d e f i n i s c o n o u n C h i p i n A S I M. U n a c o n - v e n z i o n e s t a b i l i t a p e r l e p e r i f e r i c h e c h e s i c o l l e g a n o a u n c a n a l e d i q u e s t o d i s p o s i t i v o è c h e i d a t i s o n o t r a s f e r i t i r i f e r e n d o s i a l s u o i n d i r i z z o p i ù b a s s o, c i o è a l v a l o r e d e l p a r a m e t r o I n d i r i z z o 1 d i q u e l l a p e r i f e r i c a. I l c o n t r o l l o r e q u a n d o r i c h i e d e i l b u s a d u n p r o c e s s o r e b l o c c a l e o p e r a z i o n i d i q u e s t ' u l t i m o f i n o a l m o m e n t o d e l r i l a s c i o i l b u s. I n q u e s t a d e s c r i z i o n e, q u a n d o c i r i f e r i r e m o a d u n r e - g i s t r o s e n z a i n d i c a r e i l n u m e r o f i n a l e d e l s u o n o m e, s ' i n - t e n d e r à i l r e g i s t r o r e l a t i v o a l c a n a l e s u l q u a l e s i s t a r e a l i z z a n d o i l t r a s f e r i m e n t o. Q u a n d o u n d e v i c e c o l l e g a t o a d u n c a n a l e d e l D. M. A. m a n d a u n a r i c h i e s t a, e i l f l a g M F d i q u e l c a n a l e è u g u a l e a z e r o, v i e n e s e t t a t o i l b i t c o r r i s p o n d e n t e i n C N T R L : i l b i t 2, s e l a r i c h i e s t a è p e r v e n u t a s u l c a n a l e 0, o i l b i t 3, s e l a r i c h i e s t a s o p p r a g g i u n g e s u l c a n a l e 1. S e p o i i l b i t 7 d e l r e g i s t r o C N T R L ( c h e a b i l i t a i l d i s p o s i t i v o ) è u g u a l e a u n o, i l d i s p o s i t i v o s p e d i s c e a l p r o c e s s o r e u n a r i c h i e s t a d i b u s i l q u a l e n e l n o s t r o c a s o v i e n e a u t o m a t i c a m e n t e c o n c e s s o. L a d i r e z i o n e d e l t r a s f e r i m e n t o d i p e n d e d a l v a l o r e d e l b i t 3 d e l r e g i s t r o M O D E d i q u e l c a n a l e, s e p a r i a z e r o, i l t r a s f e r i m e n t o s i r e a l i z z a d a l l a m e m o r i a a l d e v i c e, a l t r i - 111

21 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller m e n t i a v v i e n e n e l l a d i r e z i o n e o p p o s t a. S e, i n v e c e, i l b i t 5 d i C N T R L è u g u a l e a d 1, i l t r a s f e r i m e n t o s i v e r i f i c a d a m e m o r i a a m e m o r i a. U n a v o l t a i m p o s s e s s a t o s i d e l b u s i l c o n t r o l l o r e e f f e t t u a, p e r u n t r a s f e r i m e n t o d a D e v i c e a m e m o r i a, u n a l e t t u r a a l l ' i n d i r i z z o p i ù b a s s o a s s o c i a t o a l d e v i c e e u n a s c r i t t u r a d e l d a t o l e t t o a l l ' i n d i r i z z o d i m e m o r i a p r e s e n t e n e l r e g i s t r o C A D D R d i q u e l c a n a l e, o v v i a m e n t e, n e l c a s o d i t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a d e v i c e, l e o p e r a z i o n i s o n o i n v e r t i t e. C o m u n q u e i n e n t r a m b i i c a s i v i e n e d e c r e m e n t a t o d i u n a u n i t à i l r e g i s t r o C C O U N T d e l r e l a t i v o c a n a l e m e n t r e i l r e g i s t r o C A D D R v i e n e i n c r e m e n t a t o o d e c r e m e n t a t o d i u n a u n i t à r i s p e t t i v a m e n t e, s e i l b i t 5 d e l r e g i s t r o M O D E è p a r i a z e r o o a d u n o. I l b u s v i e n e r i l a s c i a t o a l p r o c e s s o r e d o p o i l t r a s f e - r i m e n t o d e l s i n g o l o b yt e o d e l l ' i n t e r o b l o c c o s e r i s p e t t i - v a m e n t e i l v a l o r e d e l b i t 7 d i M O D E è z e r o o u n o. A l t e r m i n e d e l t r a s f e r i m e n t o d i u n b l o c c o, c i o è q u a n d o i l v a l o r e C C O U N T d i v e n t a n u l l o, v i e n e c a n c e l l a t o i l f l a g R F ( è i l f l a g d o v e u n p r o c e s - s o r e p u ò i n d i r i z z a r e l e s u e r i c h i e s t e e d h a n n o g l i s t e s s i e f - f e t t i d i q u e l l e c h e a r r i v a n o d a i d e v i c e ), è a z z e r a t o i l b i t 2 o 3 d i C N T R L ( b i t s d e l l e r i c h i e - s t e ) s e a b b i a m o u t i l i z z a t o r i s p e t t i v a m e n t e i l c a n a l e z e r o o u n o, 112

22 Capitolo 5: Simulazione di un DMA contoller è p o s t o a d u n o i l b i t 0 o 1 d i C N T R L ( b i t s d i f i n e c o n t e g g i o ) r i s p e t t i v a m e n t e p e r i l c a n a l e z e r o e u n o, i n f i n e v i e n e i n v i a t a u n ' i n t e r r u z i o n e d e l t i p o s p e c i f i - c a t o i n C O M 3 a l g e s t o r e d e l l e i n t e r r u z i o n i s p e c i f i c a t o i n C O M 4. P e r u n t r a s f e r i m e n t o d a m e m o r i a a m e m o r i a v i e n e e f - f e t t u a t a, p r i m a u n a o p e r a z i o n e d i l e t t u r a a l l ' i n d i r i z z o c o n t e n u t o i n C A D D R 0 e d i l d a t o v i e n e p o s t o n e l r e g i s t r o T E M P, p o i q u e s t o v a l o r e v i e n e s c r i t t o a l l ' i n d i r i z z o d i m e - m o r i a c o n t e n u t o i n C A D D R 1. D o p o u n t r a s f e r i m e n t o i l r e g i s t r o C C O U N T 1 v i e n e d e c r e m e n t a t o d i u n a u n i t à m e n t r e C A D D R 0 e C A D D R 1 v e n g o n o i n c r e m e n t a t i o d e c r e m e n t a t i d i u n a u n i t à, s e i l b i t 5 d e i r i s p e t t i v i r e g i s t r i M O D E è p a r i a z e r o o a d u n o. S e p e r ò i l b i t 6 d i C N T R L è p o s t o a d 1 a l l o r a C A D D R 0 r i m a n e c o s t a n t e d u r a n t e i l t r a s f e r i m e n t o. I l b u s v i e n e r i l a s c i a t o a l p r o c e s s o r e d o p o i l t r a s f e - r i m e n t o d e l l ' i n t e r o b l o c c o, c i o è q u a n d o i l v a l o r e i n C C O U N T 1 d i v e n t a n u l l o. A l l a f i n e d e l t r a s f e r i m e n t o v i e n e a z z e r a t o i l b i t 5 d i C N T R L, i l q u a l e a t t i v a i t r a s f e r i m e n t i d a m e m o r i a a m e m o r i a. Q u a l u n q u e s i a i l t i p o d i t r a s f e r i m e n t o, s e i l b i t 4 d i u n r e g i s t r o M O D E è f i s s a t o a d 1, a l l o r a a l t e r m i n e d e l t r a s f e r i m e n t o d i u n b l o c c o i r e g i s t r i C A D D R e C C O U N T d i q u e l c a n a l e s o n o c a r i c a t i c o n i v a l o r i r i s p e t t i v a m e n t e d i B A D D R e B C O U N T ; q u e s t i r e g i s t r i i n f a s e d i s c r i t t u r a d i C A D D R e C C O U N T a s s u m o n o i l l o r o s t e s s o v a l o r e. 113

23 C a p i t o l o 6 E s e m p i d i c o n f i g u r a z i o n i I n q u e s t o c a p i t o l o v e n g o n o p r e s e n t a t i a l c u n i e s e m p i a l f i n e d i c h i a r i r e m e g l i o q u a n t o e s p o s t o i n p r e c e d e n z a s u l l a c r e a z i o n e d i u n a c o n f i g u r a z i o n e e s u l f u n z i o n a m e n t o d e i s i n g o l i c o m p o n e n t i. P e r c i a s c u n a c o n f i g u r a z i o n e s o n o a n c h e d e s c r i t t i u n o o p i ù p r o g r a m m i a s s e m b l e r p e r i l M o t o r o l a c h e, e s e g u i t i d u r a n t e l a s i m u l a z i o n e, c o n s e n t o n o d i v e r i f i c a r e i l c o r r e t t o f u n z i o n a m e n t o d e l l a m a c c h i n a ( c o n f i g u r a z i o n i e p r o g r a m m i d i s e g u i t o p r e s e n - t a t i s o n o d i s p o n i b i l i s u l d i s c h e t t o a l l e g a t o ). 6.1 Prova del simulatore dell' interfaccia seriale P e r l a p r o v a d e l l ' i n t e r f a c c i a s e r i a l e s o n o s t a t e r e a - l i z z a t e d u e c o n f i g u r a z i o n i i c u i n o m i s o n o u s a r f u l l. c f g e u s a r p a r t. c f g. E n t r a m b e l e c o n f i g u r a z i o n i s o n o c o s t i t u i t e d a d u e m a c c h i n e i d e n t i c h e c h e c o m u n i c a n o a t t r a v e r s o l e l o r o i n t e r f a c c i e s e r i a l i. I n q u e s t o p a r a g r a f o s a r à d e s c r i t t o s o l o l a c o n f i g u r a - z i o n e u s a r f u l l. c f g, i l c u i s c h e m a è m o s t r a t o i n f i g u r a 1, p o i c h è u s a r p a r t. c f g s i d i f f e r e n z i a s o l o p e r l a m a n c a n z a d e l l e l i n e e d i h a n d s h a k i n g. 114

24 F i g u r a 1 I l c o l l e g a m e n t o t r a l e d u e i n t e r f a c c i e s e r i a l i d i u s a r f u l l. c f g è d i t i p o p i e n o, c i o è, s o n o c o n n e s s e s i a a t t r a v e r s o l e l i n e e d a t i ( T x e R x ) c h e a t t r a v e r s o l e l i n e e d i h a n d s h a k i n g ( D S R, D T R, C T S, R T S ). U n a d e s c r i z i o n e p i ù d e t t a g l i a t a s u l l a l o r o c o n n e s s i o n e è p r e s e n t a t a i n f i g u r a

25 F i g u r a 2 O g n i m a c c h i n a d e l l a c o n f i g u r a z i o n e u s a r t. c f g è c o - s t i t u i t a d a u n b u s / m e m o r i a ( M E M O R Y ), u n p r o c e s s o r e ( M ), u n v i d e o + t a s t i e r a ( T E R M I N A L ) e u n ' i n t e r - f a c c i a s e r i a l e ( I U S A R T ). I n i z i a m o l a d e s c r i z i o n e d e l l a p r i m a m a c c h i n a. I l b u s / m e m o r i a ( M E M O R Y, I d e n t i f i c a t o r e = 1 ) h a u n a R A M d a 1 6 K b yt e ( C o m3 = 1 0 e s a d. ), a p a r t i r e d a l l ' i n d i r i z z o e s a d. ( I n d i r i z z o 1 = ) e R O M d a 8 116

26 K b yt e ( C o m 4 = 8 e s a d ) a p a r t i r e d a l l ' i n d i r i z z o 0 ( I n d i r i z z o 2 = 0 ). I l p r o c e s s o r e è u n M o t o r o l a ( M , I d e n t i - f i c a t o r e = 2 ) c o n v a l o r e i n i z i a l e p e r l ' " u s e r s t a c k p o i n t e r " p a r i a e s a d. ( I n d i r i z z o 1 = ) e v a l o r e i n i z i a l e p e r i l " s u p e r v i s o r s t a c k p o i n t e r " u g u a l e a e s a d. ( I n d i r i z z o 2 = ) ; e s s o è c o l l e g a t o a l b u s ( C o m 1 = 1, c h e è l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l b u s / m e m o r i a ). I l t e r m i n a l e v i d e o + t a s t i e r a ( T E R M I N A L, I d e n t i f i c a t o r e = 3 ), c o n r e g i s t r o d a t o a l l ' i n d i r i z z o e s a d. ( I n d i r i z z o 1 = ) e r e g i s t r o c o n t r o l l o a l l ' i n d i r i z z o e s a d. ( I n d i r i z z o 2 = ), è c o n n e s s o a l b u s ( C o m 1 = 1, I d e n t i f i c a t o r e d e l b u s / m e m o r i a ) e d h a c o m e l i n e e d ' i n t e r r u z i o n e c o n n e s s e a l p r o c e s s o r e ( C o m 2 = 2, c h e è i l v a l o r e d e l l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l p r o c e s s o r e ) q u e l l e d i l i v e l l o 1 ( C o m 3 = 1 ) e 2 ( C o m 4 = 2 ). L ' i n t e r f a c c i a s e r i a l e è u n I n t e l A ( I U S A R T, I d e n t i f i c a t o r e = 4 ) c o n g l i i n d i r i z z i p e r a c c e d e r e a i s u o i r e g i s t r i p a r i a ( I n d i r i z z o 1 = ) e ( I n d i r i z z o 2 = ), e n t r a m b i e s a d e c i m a l i. E s s a è c o n n e s s a a l b u s ( C o m 1 = 1, I d e n t i f i c a t o r e d e l b u s ), a d u n g e s t o r e d e l l e i n t e r r u z i o n i ( C o m2 = 2, I d e n t i f i c a t o r e d e l p r o c e s s o r e ) e a l l ' a l t r a i n t e r f a c c i a s e r i a l e i n m o d o p i e n o ( C o m5 = , l e d u e c i f r e p i ù s i g n i f i c a t i v e : 0 0, i n d i c a n o u n a c o n n e s s i o n e p i e n a, l e a l t r e d u e : 0 8, i n d i c a n o l ' I d e n t i f i c a t o r e d e l l ' i n t e r f a c c i a s e r i a l e d e l l a s e c o n d a 117

27 m a c c h i n a ). L e l i n e e d i i n t e r r u z i o n e c o n n e s s e a l p r o c e s s o r e s o n o l e l i n e e 3 ( C o m 3 = 3 ) e 4 ( C o m4 = 4 ). I n q u e s t a c o n f i g u r a z i o n e, p e r t e n e r e c o n t o d e l l a m i n o - r e v e l o c i t à d e l l a f r e q u e n z a d i c l o c k a p p l i c a t a a l l ' i n t e r - f a c c i a s e r i a l e ( f r e q u e n z a d i t r a s m i s s i o n e d e i b i t ) r i s p e t t o a q u e l l a a p p l i c a t a a l p r o c e s s o r e, s i è p o s t o a 3 i l p a r a m e t r o S p e e d d e l m e n u D e v i c e. I p a r a m e t r i c a r a t t e r i s t i c i d e i d i s p o s i t i v i d e l l e d u e m a c c h i n e s o n o p r e s e n t a t i n e l l e t a b e l l e 1 e 2. Q u a n t o d e t t o p e r l a p r i m a m a c c h i n a s i p u ò r i p e t e r e, t e n e n d o c o n t o d e i d i v e r s i v a l o r i d e g l i I d e n t i f i c a t o r i, p e r l a s e c o n d a. T a b e l l a 1 : p a r a me t r i d e i d i s p o s i t i v i d e l l a p r i m a m a c c h i n a d e l l a c o n f i g u r a z i o n e u s a r t. c f g N o m e E l e m e n t o M E M O R Y I d e n t i f i c a t o r e 0 1 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o M I d e n t i f i c a t o r e 0 2 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o T E R M I N A L I d e n t i f i c a t o r e 0 3 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o I U S A R T I d e n t i f i c a t o r e 0 4 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m

28 P e r l a p r o v a d e l l e d u e c o n f i g u r a z i o n i s o n o s t a t i p r o d o t t i i s e g u e n t i p r o g r a m m i a s s e m b l e r : a s i n c r o 1. a 6 8, a s i n c r o 2. a 6 8, a s i n c r o 3. a 6 8, s i n c r o n 1. a 6 8, s i n c r o n 2. a 6 8 e s i n c r o n 3. a 6 8. Q u e s t i p r o g r a m m i i m p l e m e n t a n o t u t t i l o s t e s s o a l g o r i t m o, e s s i c o n s e n t o n o d i r e a l i z z a r e l o s c a m b i o d i m e s s a g g i t r a i d u e t e r m i n a l i, m a s i d i f f e r e n z i a n o n e i f o r m a t i d i t r a s m i s s i o n e. T a b e l l a 2 : p a r a m e t r i d e i d i s p o s i t i v i d e l l a s e c o n d a m a c c h i n a d e l l a c o n f i g u r a z i o n e u s a r t. c f g N o m e E l e m e n t o M E M O R Y I d e n t i f i c a t o r e 0 5 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o M I d e n t i f i c a t o r e 0 6 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o T E R M I N A L I d e n t i f i c a t o r e 0 7 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m N o m e E l e m e n t o I U S A R T I d e n t i f i c a t o r e 0 8 I n d i r i z z o I n d i r i z z o C o m 1 C o m 2 C o m 3 C o m 4 C o m A t i t o l o d ' e s e m p i o n e l l e f i g u r e 3 e 4 è m o s t r a t o i l p r o g r a m m a a s i n c r o 1. a

29 P e r i l t r a s f e r i m e n t o d e i c a r a t t e r i p r e s e n t i n e l b u f f e r d i t a s t i e r a a l l ' i n t e r f a c c i a s e r i a l e, s i è u t i l i z z a t a l a t e c n i c a d e l p o l l i n g d a t o c h e a l l ' a r r i v o d e l l ' i n t e r r u z i o n e E N T E R d a l l a t a s t i e r a, t u t t i i c a r a t t e r i d a t r a s m e t t e r e s o n o g i à p r e s e n t i n e l b u f f e r. P e r i l t r a s f e r i m e n t o d e i c a r a t t e r i r i c e v u t i d a l l ' i n t e r f a c c i a a l v i d e o s i è, i n v e c e, u t i l i z z a t a l a t e c n i c a d e l l e i n t e r r u z i o n i. org $8200 usart equ $2004 ter equ $2000 jmp begin int1 move.l A0,-(A7) Salva nel Supervisor Stack Pointer i registri move.l A1,-(A7) utilizzati nella subroutine che serve move.l D0,-(A7) l' interruzione. movea.w #ter,a0 movea.w #usart,a1 wait1 move.b 1(A1),D0 Se è stato attivato il segnale DSR, andi.b #$80,D0 continua altrimenti attende. beq wait1 move.b (A0),D0 move.b D0,(A1) Estrae il primo carattere dal buffer della cmpi.b #13,D0 tastiera, lo manda all' interf. seriale, se è un beq end ENTER termina altrimenti continua. wait move.b 1(A1),D0 Se l' interf. seriale è pronta per trasmettere andi.b #$01,D0 continua altrimenti aspetta. beq wait move.b (A0),D0 move.b D0,(A1) Estrai il successivo carattere e trasmetti cmpi.b #13,D0 Se è un ENTER termina altrimenti continua. bne wait end move.b #$3b,1(A0) Riabilita la tastiera senza cancellare il video, move.l (A7)+,D0 e pulisce il buffer di tastiera. move.l (A7)+,A1 Ripristina i registri salvati all' inizio. move.l (A7)+,A0 rte F i g u r a 3 120

30 int2 move.l A0,-(A7) movea.w #ter,a0 move.b #$3f,1(A0) Riinizializza il terminale. move.l (A7)+,A0 rte int3 move.l A0,-(A7) Salva nel SSP i registri utilizzati. move.l A1,-(A7) move.l D0,-(A7) movea.w #ter,a0 movea.w #usart,a1 ricevi move.b 1(A1),D0 Se non c' è nessun errore nella trasmissione andi.b #$38,D0 salta a 'stampa' altrimenti continua. beq stampa move.b #$23,(A0) Stampa '#' sul video e cancella errori move.b #$37,1(A1) nel registro di stato dell' interf. seriale. stampa move.b (A1),(A0) Stampa sul video il carattere ricevuto. move.l (A7)+,D0 Ripristina i registri salvati all' inizio. move.l (A7)+,A1 move.l (A7)+,A0 rte int4 rte begin movea.w #usart,a0 Inizializza l' interfaccia seriale: trasmissione move.b #$5d,1(A0) asincrona, 8 bits informazione, bit parità dispari, move.b #$37,1(A0) 2 bits stop. Cancella flags errori, abilita trasmettitore e ricevitore. Attiva i segnali di handshaking DTR e RTS. movea.w #ter,a0 Inizializza terminale: abilita tastiera, eco, move.b #$3f,1(A0) interruzioni ENTER e BUFFER FULL,cancella video e buffer tastiera loop nop bcc loop F i g u r a 4 Q u a n d o v o g l i a m o s i m u l a r e l a c o n f i g u r a z i o n e d o b b i a m o c a r i c a r e u n o d e i p r o g r a m m i s u e n t r a m b e l e m a c c h i n e. T u t t i 121