10.4. Serial-Iput/Output-Unit's - SIO

Letztmalig dran rumgefummelt: 10.04.21 11:34:54

	SIOs (Serial Input/Output Circuits) sind hochintegrierte Schaltkreise, welche eine Kommunikation des Prozessors mit seiner Peripherie auf mehreren Ports (je einer In bzw. Out-Signal) gleichzeitig ermöglichen. Dabei sind die Ports in der Funktion synchron und asynchroner Bitstrom programmierbar.  Aus Prozessorsicht ist jeder Port ein Fangregister für zu Bitmuster, welche seriell und damit auf einer Leitung von außen eingetragen werden. Von außen, aus Peripheriesicht ein Fangregister für zu sendende serielle Bitmuster. Sie sind in der Lage, einen Interrupt abhängig vom Ein- und/oder Ausgabezustand an eine übergeordnete Einheit abzugeben. Ausgangsseitig können sie keine Last treiben - sie sind lediglich als Quellen logischer Signale zu verstehen. - diese sind TTL-kompatibel. Die Ausgänge weisen teilweise kein Tri-State-Verhalten auf.
	die Aktivierung vieler Signale geschieht über logisches "L" - das liegt an der MOS-Technologie jeder Kanal kann in seiner augenblicklichen Funktion frei von den anderen programmiert werden die Kanäle können aber auch funktional miteinander kaskadiert werden - sie müssen dabei nicht die interne Hierarchie der Kanäle einhalten (diese hat nur für das Interruptverhalten des Kanals Bedeutung) SIOs können extern durch einen zu definierenden "TRIGGER"-Impusl gestartet werden ("H" oder "L" programmierbar) die einzelnen Ports verfügen über eine interne Prioritätenkette - extern ist es ebenfalls möglich, die Wichtung der Einzelbausteine durch Prioritäten festzulegen das nennt man dann "Daisy Chain-Kette oder Logik dadurch ergibt sich eine Interrupt-Kaskade
	1. Grundsätzliches Prinzip 2. Typische elektrische Beschaltung - Signalspiel - Interruptverhalten 3. Einsatzprinzip 4. Typpalette 5. SIO-Funktion am Beispiel Z80 SIO (U856)
	Logo der CPUs Informatik-Profi-Wissen
	Grundwissen Z80-SIO Originalquelle Z80-SIO Kieser/Meder Mikroprozessortechnik - die U880-Bibel - der SIO

1. CTC-Prinzip

	Prinzip ist, von der CPU-Arbeit unabhängige und vor allem genau bekannte Zeitraster zu schaffen, in deren Abfolge Ereignisse software- und/oder hardwaretechnischer Art ausgelöst werden können. Dabei kann die Signalquelle der interne Systemtakt (evtl. auch schon untersetzt), oder aber ein beliebiges externes Ereignis sein, welches zum Auslöseimpuls für je einen Zählvorgang wird. Die engsten Verwandten der CTC sind Zählerschaltkreise und Frequenzteiler.
	Grundsätzlicher CTC-Aufbau CTC in der Rechner-Gesamtstruktur
	Die Leistungsfähigkeit eines CTC wird durch folgende Aspekte bestimmt: maximal mögliche Taktfrequenz - das hat natürlich viel mit der Prozessortaktfrequenz zu tun - beide hängen an einem Signal Breite eines internen Zählkanals - dabei sind acht Bit typisch Anzahl der Kanäle Funktionalität der Kanäle (oft sind bestimmte Kanäle nicht für alle Aufgaben einsetzbar) Zusammenarbeit der Kanäle (können diese evtl. zu Funktionsgruppen zusammengefasst werden?) Aufwand in der Programmierung und damit vor allem Zeit zur Umprogrammierung eigene Interruptsteuerung

2. Typische elektrische Beschaltung - Signalspiel und Interruptverhalten

	Genau definierte Signalfolgen unterhalb der Systemtaktfrequenz können an die Umgebungselektronik oder den Rechnerkern selbst zur weiteren Nutzung übergeben werden. Außerdem können Bausteine dieser Art externe Ereignisse in ihrer Anzahl auch asynchron registrieren und aktuelle Zählerstände weiter verarbeiten.
	Aufbau, Funktion und Programmierung des wichtigsten aller CTC - Z80-CTC
	Grundsätzlicher CTC-Aufbau CTC in der Rechner-Gesamtstruktur

3. Einsatzprinzip

	Der CTC untersetzt im Wesentlichen die Systemtaktfrequenz und/oder registriert von der Hardware asynchron einlaufende Impulse, wobei er noch zusätzlich mehrere Quellen überwachen und unabhängig voneinander steuern, diese jedoch auch in einer Kaskade (unter zusätzlichem festen Hardwareaufwand) zusammen fassen kann.
	und so werden 8-Bit CPUs und CTC miteinander grundsätzlich verschalten
	Interner Zeitgeber ohne Zeitkonstante: die Daten werden als 8-Bit Block auf die externen Portleitungen gebracht und es muss garantiert werden, dass sie auch im Verfügbarkeitszeitraum abgeholt werden es werden bei Datenübernahme durch die externen Geräte keine Interrupts ausgelöst, wenn diese nicht ausdrücklich in einer der benötigten Formen programmiert wurde die Quittungssignale reagieren, werden sie jedoch nicht von der peripheren Einheit aufgefangen und ausgewertet, ist von dort auch keine Reaktion zu erwarten ein Beispielprogramm für die Byte-Ausgabe findet man auch hier 4-Kanal-CTC im Zählerbetrieb ohne Interrupt mit dem Einschreiben des Steuerwortes beginnt der Kanal rückwärts zu zählen, wobei die Taktfrequenz des Systems den Eingang bildet und der Vorteiler den Ausgang darstellt Zero Count Time Out schaltet bei jedem Nulldurchgang von "L" auf "H" mit der Impulslänge des Systemtaktes der Rückwärtszähler sollte nicht eingelesen werden, da er keine sinnvoll wechselnden Zustände enthält die Frequenz der asymmetrischen "L"-"H"-Flanken am ZC/TO-Ausgang des entsprechend programmierten Kanals tkten       die Systemtaktfreuenz wird direkt als Rückzählimpuls genutzt

4. Typpalette

elektrische Bauelemente-Übersicht Serien-Parallel sowie Parallel-Serien-Wandler und SIOs in verschiedenen Technologien

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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha

© Frank Rost im Dezember 2004

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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