6 maximum mode

23
Microprocessor and Interfaces Microprocessor and Interfaces Maximum Mode

Upload: tejaswi-nisanth

Post on 25-Dec-2015

219 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

up

TRANSCRIPT

Page 1: 6 Maximum Mode

Microprocessor and InterfacesMicroprocessor and Interfaces

Maximum Mode

Page 2: 6 Maximum Mode

MaximumMode InterfaceMaximum Mode Interface• When the 8086 is set for the maximum‐mode 

configuration, it provides signals for implementing a multiprocessor/coprocessor system environment

• By multiprocessor environment we mean that more than one microprocessor exists in the system and that each processor is executing its own program

• Usually in this type of system environment, there are some system resources that are common to all processors

• They are called as global resources. There are also other resources that are assigned to specific processors. These g p pare known as local or private resources

Page 3: 6 Maximum Mode

MaximumMode InterfaceMaximum Mode Interface

• Coprocessor also means that there is a Cop ocesso a so ea s t at t e e s asecond processor in the system. In this two processor does not access the bus at the same time

• One passes the control of the system bus to the th d th d it tiother and then may suspend its operation

• In the maximum‐mode 8086 system, facilities are provided for implementing allocation ofare provided for implementing allocation of global resources and passing bus control to other microprocessor or coprocessorp p

Page 4: 6 Maximum Mode

8086 Maximum mode Block Diagram8086 Maximum mode Block Diagram

Page 5: 6 Maximum Mode

8288 Bus Controller8288 Bus Controller• 8086 does not directly provide all the signals that are required to control the memory, I/O and interrupt interfaces

• Specially the WR bar, M/IO bar, DT/R bar, DEN bar,Specially the WR_bar, M/IO_bar, DT/R_bar, DEN_bar, ALE and INTA_bar signals are no longer produced by the 8086. Instead it outputs three status signals S0_bar, S1 bar, S2 bar prior to the initiation of each bus cycle.S1_bar, S2_bar prior to the initiation of each bus cycle. This 3‐bit bus status code identifies which type of bus cycle is to follow

• S2 bar S1 bar S0 bar are input to the external bus• S2_bar S1_bar S0_bar are input to the external bus controller device, the bus controller generates the appropriately timed command and control signals

Page 6: 6 Maximum Mode

Bus Status CodesBus Status Codes

Page 7: 6 Maximum Mode

8288 Bus Controller8288 Bus Controller• The 8288 produces one or two of these eight 

commandsignals for each bus cycles. For instance, when the 8086outputs the code S2_bar S1_bar S0_bar equals 001, it indicates that an I/O read cycle is to be performed

• In the code 111 is output by the 8086, it is signaling that no bus activity is to take place

• The control outputs produced by the 8288 are DEN, DT/Rand ALE. These 3 signals provide the same functions as those described for the minimum system mode. This set of bus commands and control signals is compatible with the M ltib d i d t t d d f i t f iMultibus and industry standard for interfacing microprocessor systems

Page 8: 6 Maximum Mode

8289 Bus Arbiter8289 Bus Arbiter

• This device permits processors to reside on the p psystem bus. It does this by implementing the Multibus arbitration protocol in an 8086‐based systemsystem

• Addition of the 8288 bus controller and 8289 bus arbiter frees a number of the 8086 pins for use to produce control signals that are needed to support multiple processors

• Bus priority lock ( LOCK bar) is one of these• Bus priority lock ( LOCK_bar) is one of these signals. It is input to the bus arbiter together with status signals S0_bar through S2_bar

Page 9: 6 Maximum Mode

8289 Bus Arbiter8289 Bus Arbiter

• The output of 8289 are bus arbitration signals: p f gbus busy(BUSY), common bus request(CBRQ), bus priority out(BPRO), bus priority in(BPRN), bus request(BREQ) and bus clock(BCLK)request(BREQ) and bus clock(BCLK)

• They correspond to the bus exchange signals of the Multibus and are used to lock other processor off the system bus during the execution of an instruction by the 8086

• In this way the processor can be assured of• In this way the processor can be assured of uninterrupted access to common system resources such as global memory

Page 10: 6 Maximum Mode

Queue Status SignalsQueue Status Signals

• Two new signals that are produced by theTwo new signals that are produced by the 8086 in the maximum‐mode system are queue status outputs QS0 and QS1status outputs QS0 and QS1

Page 11: 6 Maximum Mode

Local Bus Control SignalLocal Bus Control Signal

• Request / Grant Signals: In a maximum modeRequest / Grant Signals: In a maximum mode configuration, the minimum mode HOLD, HLDA interface is also changed These two areHLDA interface is also changed. These two are replaced by request/grant lines RQ0 bar/GT0 bar and RQ1 bar/GT1 barRQ0_bar/GT0_bar and RQ1_bar/GT1_bar, respectively. They provide a prioritized bus access mechanism for accessing the local busaccess mechanism for accessing the local bus

Page 12: 6 Maximum Mode

MAXIMUMMODE OPERATIONMAXIMUM MODE OPERATION

Page 13: 6 Maximum Mode

MaximumMode 8086 SystemMaximum Mode 8086 System

• In the maximum mode, the 8086 is operated t e a u ode, t e 8086 s ope atedby strapping the MN/MX_bar pin to ground

• In this mode, the processor derives the status psignal S2, S1, S0. Another chip called bus controller derives the control signal using this t t i f tistatus information

• In the maximum mode, there may be more than one microprocessor in the system configurationone microprocessor in the system configuration

• The components in the system are same as in the minimum mode systemminimum mode system

Page 14: 6 Maximum Mode

MaximumMode 8086 SystemMaximum Mode 8086 System• The basic function of the bus controller chip IC8288, is to derive control signals like RD and WR ( for memory and I/O devices), DEN_bar, DT/R_bar, ALE etc. using the information by the processor on the status g y plines

• The bus controller chip has input lines S2_bar, S1_bar, S0 bar and CLK. These inputs to 8288 are driven byS0_bar and CLK. These inputs to 8288 are driven by CPU

• It derives the outputs ALE, DEN_bar, DT/R_bar, MRDC bar MWTC bar AMWC bar IORC barMRDC_bar, MWTC_bar, AMWC_bar, IORC_bar, IOWC_bar and AIOWC_bar. The AEN_bar, IOB and CEN pins are specially useful for multiprocessor systems

Page 15: 6 Maximum Mode

MaximumMode 8086 SystemMaximum Mode 8086 System

• AEN and IOB bar are generally grounded. CEN _ g y gpin is usually tied to +5V. The significance of the MCE/PDEN_bar output depends upon the status of the IOB pinstatus of the IOB pin

• If IOB is grounded, it acts as master cascade enable to control cascade 8259A, else it acts as peripheral data enable used in the multiple bus configurations

• INTA bar pin used to issue two interrupt• INTA_bar pin used to issue two interrupt acknowledge pulses to the interrupt controller or to an interrupting device

Page 16: 6 Maximum Mode

MaximumMode 8086 SystemMaximum Mode 8086 System• IORC_bar, IOWC_bar are I/O read command and I/O write 

command signals respectively . These signals enable an IO interface to read or write the data from or to the address port

• The MRDC_bar, MWTC_bar are memory read command and memory write command signals respectively and may be used as memory read or write signals

• All these command signals instructs the memory to acceptor send data from or to the bus

• For both of these write command signals, the advanced gsignals namely AIOWC_bar and AMWTC_bar are available

Page 17: 6 Maximum Mode

MaximumMode 8086 SystemMaximum Mode 8086 System

• They also serve the same purpose, but are activated y p p ,one clock cycle earlier than the IOWC_bar and MWTC_bar signals respectivelyTh i d t ti i di• The maximum mode system timing diagrams are divided in two portions as read (input) and write (output) timing diagrams( p ) g g

• The address/data and address/status timings are similar to the minimum mode

• ALE is asserted in T1, just like minimum mode. The only difference lies in the status signal used and the available control and advanced command signalsavailable control and advanced command signals

Page 18: 6 Maximum Mode

Memory Read Timing in Maximum dMode

Page 19: 6 Maximum Mode

Memory Write Timing in Maximum dmode

Page 20: 6 Maximum Mode

Timing DiagramTiming Diagram

• The only difference in timing diagramThe only difference in timing diagram between minimum mode and maximum mode is the status signals used and the availableis the status signals used and the available control and advanced command signals

• S0 bar S1 bar S2 bar are set at the• S0_bar, S1_bar, S2_bar are set at the beginning of bus cycle. 8288 bus controller will output a pulse as on the ALE and apply awill output a pulse as on the ALE and apply a required signal to its DT / R pin during T1

Page 21: 6 Maximum Mode

Timing DiagramTiming Diagram

• In T2, 8288 will set DEN=1 thus enabling , 8 88 set t us e ab gtransceivers, and for an input it will activate MRDC or IORC. These signals are activated until 

hT4. For an output, the AMWC or AIOWC is activated from T2 to T4 and MWTC or IOWC is activated from T3 to T4activated from T3 to T4

• The status bit S0 to S2 remains active until T3 and become passive during T3 and T4become passive during T3 and T4

• If reader input is not activated before T3, wait state will be inserted between T3 and T4

Page 22: 6 Maximum Mode

Timings for RQ bar/GT bar SignalsTimings for RQ_bar/GT_bar Signals

• The request/grant response sequence contains a q /g p qseries of three pulses. The request/grant pins are checked at each rising pulse of clock input

• When a request is detected and if the condition• When a request is detected and if the condition for HOLD request are satisfied, the processor issues a grant pulse over the RQ_bar/GT_bar pin immediately during T4 (current) or T1 (next) state

• When the requesting master receives this pulse it accepts the control of the bus it sends apulse, it accepts the control of the bus, it sends a release pulse to the processor using RQ_bar/GT_bar pin

Page 23: 6 Maximum Mode

RQ_bar/GT_bar Timings in Maximum dMode