詳細(xì)解讀ISA總線存儲(chǔ)器周期的注意事項(xiàng)

ISA總線基于IBM鼻祖計(jì)算機(jī)所具有的1MB空間的8位總線，擴(kuò)展成為具有16MB空間的16位總線。在兼容性保持方面給予了足夠的重視，具體地說就是將ISA總線分成兩個(gè)插口(CardEdge)，與16位擴(kuò)展相關(guān)的信號(hào)都被分配到小的插口(添加的)上。除此之外，我們還可看到在信號(hào)關(guān)系方面，為了保持兼容性也做了相當(dāng)細(xì)致的工作。

下面，我們將在利用擴(kuò)展部分及存儲(chǔ)器空間的基礎(chǔ)上針對(duì)必須注意的信號(hào)進(jìn)行解說。在說明中，我們假設(shè)將ISA總線的插口中靠近面板一側(cè)(較寬的一側(cè))的稱為8位總線部分，將另一個(gè)插口稱為16位擴(kuò)展部分。

1. 地址

地址總線以不同的信號(hào)名稱交疊存在，8位總線部分為SA0～SA19，16位擴(kuò)展部分為L(zhǎng)A17～LA23。PC/AT的思路是將主存儲(chǔ)器也擴(kuò)展到ISA總線上，因此，只要認(rèn)為可以在1M字節(jié)(100000h地址)以上的范圍內(nèi)簡(jiǎn)單配置以128K字節(jié)為單位的擴(kuò)展存儲(chǔ)器卡、擁有到LA17為止的地址即可。

2. 存儲(chǔ)器讀/寫信號(hào)

存儲(chǔ)器的讀/寫信號(hào)在8位總線部分具有SMEMR及SMEMW信號(hào)，而在16位擴(kuò)展部分具有MEMR及MEMW信號(hào)。

兩者雖然具有完全相同的意思，但有效的范圍不同。MEMR和MEMW在進(jìn)行ISA總線的存儲(chǔ)器存取操作中必須有效，而SMEMR及SMEMW只在存取1M字節(jié)以內(nèi)的范圍(000000h～0FFFFFh)時(shí)有效。

這是為了保持低位的兼容性。由于8位總線的存儲(chǔ)器空間為1M字節(jié)，所以地址總線只有20根(SA0～SA19)。因此，單從8位總線的地址看，不能區(qū)分CPU連接了0地址、100000h地址還是200000h地址等。如果將原來的8位總線卡插人ISA總線，則當(dāng)訪問1M字節(jié)以上的空間時(shí)，若SMEMR及SMEMW也有效，就是非常糟糕的事情了。因此，設(shè)計(jì)時(shí)就需要將其設(shè)計(jì)成只能在1M字節(jié)以內(nèi)的空間訪問時(shí)有效。

曲于本次將SRAM主板放置在000000h～0DFFFFh地址，所以利用了SMEMR及SMEMW信號(hào)。

3. 刷新

由于曾有過在ISA總線上利用DRAM對(duì)主存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展的想法，所以刷新周期大約為15.6μs。該刷新操作與REFRESH信號(hào)一起有效，在地址低位的8位(SA0～SA7)上附上刷新地址，就可以形成存儲(chǔ)器讀取周期。

這類似于啞元的存儲(chǔ)器讀取周期，本次為了以防萬一，將其設(shè)為不應(yīng)答。

4. 等待關(guān)系

本次不利用與等待相關(guān)的信號(hào)，僅做一些說明。

ISA總線還包括為了延長(zhǎng)CPU總線周期的等待信號(hào)(IOCHRDY)以及縮短總線周期、提升速度的SRDY(有時(shí)也表示為ZWS及OWS)信號(hào)。

在目地端針對(duì)主機(jī)的要求不能立即應(yīng)答的情況下，利用IO-CHRDY等待總線周期的結(jié)束，以低電平表示Not Ready，也就是等待的意思。由于借助ISA總線的上拉電阻通常將其設(shè)置為高電平，所以只要不做任何更改，它將不會(huì)處于等待狀態(tài)，只是執(zhí)行普通的總線周期。

SRDY信號(hào)則相反，是能夠縮短總線周期的信號(hào)。ISA總線的情況下，16位存儲(chǔ)器存取操作(MEMCS16有效)雖然能夠在3個(gè)周期內(nèi)完成，但為了能讓通常需要6個(gè)周期完成的8位存儲(chǔ)器存取操作縮短到3個(gè)周期，就可以利用SRDY信號(hào)。

5. 8位存儲(chǔ)器周期

ISA總線的8位存儲(chǔ)器存取周期如圖所示，并列了標(biāo)準(zhǔn)周期、利用了IOCHRDY信號(hào)的插人一個(gè)等待的示例以及利用了SRDY信號(hào)的不等待存取的操作示例。

圖 ISA總線的8位存儲(chǔ)器存取周期

由于SYSCLK通常為8MHz，所以一個(gè)周期為125ns?，F(xiàn)如今SRAM的存取時(shí)間在100ns以內(nèi)的非常普通，所以可以說這是非常緩慢的總線周期。8位存儲(chǔ)器周期如果不采用等待信號(hào)，則可以在6個(gè)周期內(nèi)完成存取操作。

BALE在高電平期間地址發(fā)生變化，地址(SA0～SA19)確定后，BALE變?yōu)榈碗娖?，指?SMEMR/ SMEMW)有效后開始存取操作。

因?yàn)樽鳛楦呶坏刂返腖A17～LA23在BALE變?yōu)榈碗娖胶螅谝?guī)格上是不定的，所以需要提前在BALE上鎖存譯碼結(jié)果，鎖存LA。事實(shí)上，曲于在主板上特意改變LA沒有任何意義，所以，LA并不是不定的，一般是與SA同樣保持輸出狀態(tài)。盡管如此，在這方面也需要加以注意。由于本次配置的地址在1M字節(jié)以內(nèi)的范圍(0D0000h)內(nèi)，不會(huì)利用到LA，因而不必注意此處。

在寫操作時(shí)，指令(SMEMW)有效之前盡早確定數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器由于是在SMEMW的上升沿提取數(shù)據(jù)的，所以對(duì)于建立時(shí)間，可以說有足夠的富余時(shí)間。指令有效之后，主機(jī)與時(shí)鐘的上升同步監(jiān)視IO—CHRDY信號(hào)，如果IOCHRDY變?yōu)榈碗娖?，就插入等待信?hào)。

本次不是特別需要等待信號(hào)，因此只按照原來的默認(rèn)時(shí)序進(jìn)行。在結(jié)束第6個(gè)周期時(shí)指令無效。在進(jìn)行讀操作時(shí)，以這樣的時(shí)序提取數(shù)據(jù)。