Тайм – ауты

1.3 Тайм – ауты

В ЛВС с МДШ используется набор таймеров для управления различными режимами функционирования. При этом измеряются соответствующие временные интервалы ( тайм- ауты).

Пять тайм-аутов оперируют с целыми числами, кратными интервалу ответа, и не используются одновременно. Рассмотрим их:

q   Тайм-аут неактивности шины используется для инициализации логического кольца, т.е. для создания маркера. Он управляет интервалом времени в течение которого станция прослушивает среду передачи до выдачи кадра “Запрос маркера”. в станциях с наименьшим номером он равен 6 интервалам ответа, а в остальных станциях 7 интервалам ответа. Запуск таймера производится в момент предыдущей передачи маркера следующей станции.

q   Тайм-аут заявки маркера управляет длительностью интервалов времени между передачами кадров “Запрос маркера”. Его длительность – 1 интервал ответа. Запускается таймер при выдаче кадра “Запрос маркера”.

q   Тайм-аут окна ответа используется в режиме передачи данных. Он управляет интервалами времени между передачами КД станций, имеющих открытое окно ответа (т.е. передающей станции нужен ответ на ее передачу ). Длительность тайм-аута - 1 интервал ответа. Запускается таймер при выдаче станцией очередного кадра.

q   Тайм-аут соперничества управляет интервалом времени в течение которого станция прослушивает среду передачи после опознавания кадра “Разрешение соперничества”, “Запрос преемника” или “Кто следующий”. Запуск производится после опознавания соответствующего кадра и составляет 0, 1, 2, 3, 4 интервала ответа в зависимости от вида кадра и его отправителя.

q   Тайм-аут передачи маркера управляет интервалом времени в течение которого станция прослушивает среду передачи после передачи маркера своему преемнику сцелью обнаружения его активности. Длительность тайм-аута - 1 интервал ответа. Запуск производится при выдаче маркера.

Кроме перечисленных тайм-аутов используется ряд тайм-аутов, кратна октетному (байтовому ) интервалу :

q   Тайм-аут удержания маркера ( ТУМ ) определяет время, в течение которого станция может передавать КД соответствующего приоритета. Число таких тайм-аутов определяется типом станции.

q   Тайм-аут циркуляции маркера ( ТЦМ ) ( класс доступа ) определяет минимальный интервал времени, за который должен быть получен маркер для передачи кадров соответствующего класса доступа. Число таких тайм-аутов определяется типом станции.

2. ОПИСАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНОГО КОМПЛЕКТА PIC16C64

Американская фирма Microchip Technology Inc в течении 2-х последних десятилетий является одной из ведущих фирм по разработке и производству 8-разрядных КМОП МК. Помимо МК фирма выпускает также МС электрически перепрограммируемой последовательной памяти емкостью от 1 до 64К, а также целый ряд ПУ и прикладных продуктов, как например, кодеры с динамическим кодом серии HCS300, микросхемы управления ЖКИ дисплеями AY0438 и многое другое [5].

МК PIC (Peripheral Interface Controller) имеют RISC - архитектуру. Использовать эти МК рекомендуется во всех случаях, когда критично энергопотребление, габариты и стоимость устройства.

В зависимости от производительности и функциональных возможностей МК серии PIC16/17 подразделяются на 3 семейства:

- PIC16C5X - базовое семейство с 12- разрядными командами;

- PIC16C6X / 7X / 8X - расширенное семейство с 14- разрядными командами.

- PIC17CXX - высокопроизводительное семейство с 16- разрядными командами.

В данном курсовом проекте разработка станции ЛВС ведется на микропроцессорном комплекте PIC16C64.

Условное графическое изображение микроконтроллера PIC16C64 приведено на рис.2.1.

Описание выводов PIC16C64 приведено в табл. 2.1.

2.1 Описание команд PIC16C64

Каждая команда PIC16C64 представляет собой четырнадцати битное слово, состоящее из кода команды, который соответствует типу команды и одного или более операндов [5].

Общий формат команд

Байт-ориентированные операции

13 8	7	6 0
Код операции	d	f (файл #)

Таблица 2.2

Описание поля кода команды

Значение	Описание
f	Адрес файлового регистра
w	Аккумулятор
b	Адрес бита в регистре
k	Литерал, константа или метка
x	Ассемблер сгенерирует код, когда x = 0. Это рекомендуемая форма использования для совместимости со всеми программными средствами.
d	D=0 результат хранится в регистре W D=1 результат хранится в регистре f По умолчанию d=1
label	Имя метки
TOS	Вершина стека
PC	Программный счетчик команд
PCLATH	Программный счетчик
GIE	Общее разрешение прерываний
WDT	Сторожевой счетчик времени
TO	Тайм-аут
PD	Выключение питания

Описание системы команд МК PIC16C64 приведено в табл.2.3.

Таблица 2.3

Описание команд PIC16C64

Мнемоника команды	Описание	Цик-лы	Код команды		Прим
ADDWF f, d	сложение W c f	1	00 0111 dfff ffff	C,DC, Z	1,2
ANDWF f, d	логическое И W и f	1	00 0101 dfff ffff	Z	1,2
CLRF f	сброс регистра f	1	00 0001 lfff ffff	Z	2
CLRW -	сброс регистра W	1	00 0001 0xxx xxxx	Z
COMF f, d	инверсия регистра f	1	00 1001 dfff ffff	Z	1,2
DECF f, d	декремент регистра f	1	00 0011 dfff ffff	Z	1,2
DECFSZ f, d	декремент f, пропустить команду, если 0	1(2)	00 1011 dfff ffff		1,2,3
INCF f, d	инкремент регистра f	1	00 1010 dfff ffff	Z	1,2
INCFSZ f, d	инкремент регистра f, пропустить, если 0	1(2)	00 1111 dfff ffff		1,2,3
IORWF f, d	логическое ИЛИ W и f	1	00 0100 dfff ffff	Z	1,2
MOVF f, d	пересылка регистра f	1	00 1000 dfff ffff	Z	1,2
MOVWF f	пересылка W в f	1	00 0000 lfff ffff
NOP -	холостая команда	1	00 0000 0xx0 0000
Мнемоника команды	Описание	Цик-лы	Код команды		Прим
RLF f, d	сдвиг f влево через перенос	1	00 1101 dfff ffff	C	1,2
RRF f, d	сдвиг f вправо через перенос	1	00 1100 dfff ffff	C	1,2
SUBWF f, d	вычитание W из f	1	00 0010 dfff ffff	C, DC,Z	1,2
SWAPF f, d	обмен тетрад в f	1	00 1110 dfff ffff		1,2
XORWF f, d	Исключающее ИЛИ W и f	1	00 0110 dfff ffff	Z	1,2
Команды работы с битами регистров (бит-ориентированные)
BCF f, b	сброс бита в регистре f	1	00 00bb bfff ffff		1,2
BSF f, b	Установка бита в регистре f	1	01 01bb bfff ffff		1,2
BTFSC f, b	Пропустить команду, если бит равен 0	1(2)	01 10bb bfff ffff		3
BTFSS f, b	Пропустить команду, если бит равен 1	1(2)	01 11bb bfff ffff		3
Команды работы с константами и операции перехода
ADDLW k	Сложение константы с W	1	11 111x kkkk kkkk	C, DC, Z
ANDLW k	Логическое И W и f	1	11 1001 kkkk kkkk	Z
CALL k	вызов подпрограммы	2	10 0kkk kkkk kkkk
CLRWDT -	сброс сторожевого таймера WDT	1	00 0000 0110 0100	TO, PD
GOTO k	переход по адресу	2	10 1kkk kkkk kkkk
IORLW k	Логическое ИЛИ константы и W	1	11 1000 kkkk kkkk	Z
MOVLW k	пересылка константы в W	1	11 00xx kkkk kkkk
RETFIE -	возврат из прерывания	2	00 0000 0000 1001
RETLW k	возврат из подпрограммы с загрузкой константы в W	2	11 01xx kkkk kkkk
RETURN -	возврат из подпрограммы	2	00 0000 0000 1000
SLEEP -	переход в режим SLEEP	1	00 0000 0110 0011	TO, PD
SUBLW k	вычитание W из константы	1	11 110x kkkk kkkk	C,DC, Z
XORLW k	Исключающее ИЛИ конс-танты и W	1	11 1010 kkkk kkkk	Z

Примечание:

1. Во всех командах операнд f принимает значения от 0 до 127, а операнд d значения 0 или 1.

2. В бит-ориентированных операциях операнд b принимает значения от 0 до 7.

3. В литеральных операциях и операциях управления, кроме оговоренных случаев, операнд k принимает значения от 0 до 255.

Обозначения:

С: Carry bit - бит переноса / заема (для команд ADDWF, ADDLW, SUBLW, SUBWF)

(для заема полярность инверсная):

1 - в результате операции имеет место выход переноса из наиболее значащего бита результата;

0 - нет переноса из наиболее значащего бита результата.

DC: Digit Carry bit - бит десятичного переноса /заема (для команд ADDWF, ADDLW,SUBLW, SUBWF) (для заема полярность инверсная ) :

1 - выход переноса из 4-го младшего бита при образовании результата;

0 - выход переноса из 4-го младшего разряда результата

Z - Zero bit - бит результата:

1 - результат арифметической или логической операции есть 0;

0 - результат арифметической или логической операции есть не 0;

\ - инверсия

W/f - результат помещается в регистр W, если d=0, и в регистр f, если d=1

3. ОПИСАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СТАНЦИИ ЛВС

Структурная схема станции ЛВС представлена на рис.3.1.[1]

В состав станции входят следующие устройства:

-     центральный процессорный элемент (ЦПЭ);

-     постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

-     системное ОЗУ;

-     контроллеры прерываний (Прер);

-     контроллер прямого доступа к памяти (КПДП);

-     ОЗУ для приема (ОЗУ ПР) и выдачи пакетов (ОЗУ ПД);

-     схема синхронизации (СИ);

-     коммутатор-мультиплексор (КМ);

-     схема сравнения адресов (Ср.А);

-     буферный регистр принимаемой информации (БРПИ);

-     буферный регистр выдаваемой информации (БРВИ);

-     схема дешифрации манчестерского кода (ДМК);

-     схема формирования манчестерского кода (ФМК);

-     формирователь-усилитель (ФУ);

-     порт ввода-вывода информации;

-     схема выделения ограничителей кадра (ВОК);

-     схема формирования ограничителей кадра (ФОК);

-     магистральный усилитель приема (МПР);

-     магистральный усилитель передачи (МПД);

-     регистр состояния блока сопряжения с физической средой (РСБС);

-     схема управления блоком сопряжения с физической средой.

Работает схема следующим образом. В режиме приема кадра ЦПЭ активизирует схему приема и далее данные поступают в ОЗУ ПР без участия процессора под управлением КПДП. Передача кадра в среду также проходит под управлением КПДП. Процессор должен лишь инициировать ее. ОЗУ ПД пакетов предназначено для временного хранения пакетов, сформированных станцией и предназначенных для выдачи в сеть связи.

Схема синхронизации (СИ), предназначена для выработки серий импульсов синхронизации и обеспечения возможности внешней синхронизации от принимаемой информации.

Буферный регистр принимаемой информации необходим для согласования скорости обмена буферной памяти станции и скорости передачи информации в физической среде. Этот регистр преобразует последовательный код в параллельный.

Буферный регистр выдаваемой информации предназначен для сопряжения скорости обмена буферной памяти со скоростью передачи в физической среде и преобразования параллельного кода в параллельный.

Схема дешифрации манчестерского кода обеспечивает выделение информационных разрядов "данные" и "не данные" из манчестерского кода принимаемого кадра и синхронизацию станции от внешних принимаемых кадров.

Порт ввода-вывода станции обеспечивает сопряжение станции с абонентом, который данная станция обслуживает.