詳細解讀ISA總線(xiàn)存儲器周期的注意事項

ISA總線(xiàn)基于IBM鼻祖計算機所具有的1MB空間的8位總線(xiàn)，擴展成為具有16MB空間的16位總線(xiàn)。在兼容性保持方面給予了足夠的重視，具體地說(shuō)就是將ISA總線(xiàn)分成兩個(gè)插口(CardEdge)，與16位擴展相關(guān)的信號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關(guān)系方面，為了保持兼容性也做了相當細致的工作。

下面，我們將在利用擴展部分及存儲器空間的基礎上針對必須注意的信號進(jìn)行解說(shuō)。在說(shuō)明中，我們假設將ISA總線(xiàn)的插口中靠近面板一側(較寬的一側)的稱(chēng)為8位總線(xiàn)部分，將另一個(gè)插口稱(chēng)為16位擴展部分。

1. 地址

地址總線(xiàn)以不同的信號名稱(chēng)交疊存在，8位總線(xiàn)部分為SA0～SA19，16位擴展部分為L(cháng)A17～LA23。PC/AT的思路是將主存儲器也擴展到ISA總線(xiàn)上，因此，只要認為可以在1M字節(100000h地址)以上的范圍內簡(jiǎn)單配置以128K字節為單位的擴展存儲器卡、擁有到LA17為止的地址即可。

2. 存儲器讀/寫(xiě)信號

存儲器的讀/寫(xiě)信號在8位總線(xiàn)部分具有SMEMR及SMEMW信號，而在16位擴展部分具有MEMR及MEMW信號。

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(xiàn)的存儲器存取操作中必須有效，而SMEMR及SMEMW只在存取1M字節以?xún)鹊姆秶?000000h～0FFFFFh)時(shí)有效。

這是為了保持低位的兼容性。由于8位總線(xiàn)的存儲器空間為1M字節，所以地址總線(xiàn)只有20根(SA0～SA19)。因此，單從8位總線(xiàn)的地址看，不能區分CPU連接了0地址、100000h地址還是200000h地址等。如果將原來(lái)的8位總線(xiàn)卡插人ISA總線(xiàn)，則當訪(fǎng)問(wèn)1M字節以上的空間時(shí)，若SMEMR及SMEMW也有效，就是非常糟糕的事情了。因此，設計時(shí)就需要將其設計成只能在1M字節以?xún)鹊目臻g訪(fǎng)問(wèn)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。

3. 刷新

由于曾有過(guò)在ISA總線(xiàn)上利用DRAM對主存儲器進(jìn)行擴展的想法，所以刷新周期大約為15.6μs。該刷新操作與REFRESH信號一起有效，在地址低位的8位(SA0～SA7)上附上刷新地址，就可以形成存儲器讀取周期。

這類(lèi)似于啞元的存儲器讀取周期，本次為了以防萬(wàn)一，將其設為不應答。

4. 等待關(guān)系

本次不利用與等待相關(guān)的信號，僅做一些說(shuō)明。

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

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

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

5. 8位存儲器周期

ISA總線(xiàn)的8位存儲器存取周期如圖所示，并列了標準周期、利用了IOCHRDY信號的插人一個(gè)等待的示例以及利用了SRDY信號的不等待存取的操作示例。

圖 ISA總線(xiàn)的8位存儲器存取周期

由于SYSCLK通常為8MHz，所以一個(gè)周期為125ns?，F如今SRAM的存取時(shí)間在100ns以?xún)鹊姆浅Ｆ胀?，所以可以說(shuō)這是非常緩慢的總線(xiàn)周期。8位存儲器周期如果不采用等待信號，則可以在6個(gè)周期內完成存取操作。

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(kāi)始存取操作。

因為作為高位地址的LA17～LA23在BALE變?yōu)榈碗娖胶?，在規格上是不定的，所以需要提前在BALE上鎖存譯碼結果，鎖存LA。事實(shí)上，曲于在主板上特意改變LA沒(méi)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字節以?xún)鹊姆秶?0D0000h)內，不會(huì )利用到LA，因而不必注意此處。

在寫(xiě)操作時(shí)，指令(SMEMW)有效之前盡早確定數據，存儲器由于是在SMEMW的上升沿提取數據的，所以對于建立時(shí)間，可以說(shuō)有足夠的富余時(shí)間。指令有效之后，主機與時(shí)鐘的上升同步監視IO—CHRDY信號，如果IOCHRDY變?yōu)榈碗娖?，就插入等待信號?/p>

本次不是特別需要等待信號，因此只按照原來(lái)的默認時(shí)序進(jìn)行。在結束第6個(gè)周期時(shí)指令無(wú)效。在進(jìn)行讀操作時(shí)，以這樣的時(shí)序提取數據。