Elektronische Grundlagen Versuch E13, Schnittstellen und ihre ...

Verhalten der Schnittstelle zur Peripherie und zum System. Im Bereich des PC gibt es
drei Möglichkeiten, die Register und damit die Schnittstelle zu konfigurieren:
1. direkte Adressierung
Hierfür sind genaue Kenntnisse über das System und die jeweilige Schnittstelle notwendig.
Verschiedene Prozessoren sprechen ihre Schnittstellen unterschiedlich an (Stichwort:
Speicherbezogene oder isolierte Adressierung). Weiterhin müssen Ein-/Ausgabeadressen
der Schnittstelle, die jeweilige Portinitialisierung, Registerfunktionen der Schnittstelle
und Datenformate der Schnittstellenbausteine bekannt sein.
2. BIOS-Interrupts benutzen
Das BIOS als unterste Ebene des Betriebssystems bietet Routinen an, über die mittels
dem BIOS zugeordneter Interrupts auch auf die Schnittstellen zugegriffen werden kann.
Kenntnisse über die Funktionsweise der Peripheriebausteine sind aber immer noch nötig,
ebenso wie über die Parameter der BIOS- Interrupts.
3. DOS- Interrupts benutzen
Das DOS (disk operating system) stellt ebenso wie das BIOS Routinen zur Verfügung,
über die auf die Schnittstellen zugegriffen werden kann. Da das DOS rechnerunabhängig
ist, sind keine Kenntnisse über die Adressen und Funktionen der Peripherie nötig.
Unter die Kategorie Softwareinterrupts fallen die Möglichkeit 2 und 3. Daraus kann man
ableiten, dass Softwareinterrupts eine große Rolle spielen, wenn es darum geht, Schnittstellen
möglichst einfach zu konfigurieren, insbesondere sind sie unumgänglich, wenn die
Unabhängigkeit eines Programms vom jeweilig verwendeten PC notwendig ist.
3.7
Das Prinzip des Handshaking soll hier am Beispiel des Intel PPI 8255 gezeigt werden.
Im Modus 1 werden je drei Leitungen des Ports C den Ports A und B als Handshake-
Leitungen zugeordnet. Auf ihnen werden die Signale STB (Strobe), ACK (acknowledge)
und INT (interrupt) übertragen. Die übrigen beiden Leitungen von Port C sind ebenfalls
zu Port A zugeordnet und können fürbeliebige Aufgaben benutzt werden.
Dateneingabe: Das angeschlossene Peripheriegerät legt die Daten auf die Portleitungen
von Port A oder B und signalisiert dem PPI 8255 überein kurzes Strobe- Signal am jeweiligem
Port, das Daten anliegen. Die negative Flanke dieses Signals setzt den FlipFlop
FF, so daß dessen Ausgangssignal IBF dem Peripheriegerät anzeigt, das das Eingaberegister
IB noch voll ist. Die positive Flanke von STB realisiert nun die Übernahme der
Daten von den Portleitungen nach IB. Ist IE (interrupt enable) gesetzt (im Statusregister),
so wird im Zusammenspiel mit dem IBF- Signal ein Signal auf dem Ausgang
INT erzeugt, das der CPU anzeigt, das Daten im IB vorliegen. Holt die CPU die Daten
irgendwann ab, sorgt das Lesesignal RD für die Rücknahme von INT und löscht IBF,
womit das angeschlossene Peripheriegerät erkennt, das der jeweilige Port wieder frei ist.
Datenausgabe: Der Prozessor legt die Daten auf den Datenbus und löst einen Schreibimpuls
WR (negativ) aus. Die Daten werden nun ins Ausgaberegister DR übertragen
und erscheinen kurz später auf den Portleitungen von entweder Port A oder B. Ein dem
DR zugeordnetes FlipFlop FF wird zurückgesetzt, dessen Low- Pegel OBF dem angeschlossenem
Peripheriegerät des Vorliegen von Daten anzeigt. Holt das Peripheriegerät
die Daten ab, quittiert es dies mit ACK. Die negative Flanke dieses Signals setzt das
FF zurück und damit auch OBF. Ist IE gesetzt, so wird nun ein INT- Signal an den
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