微机接口技术的新教学体系探讨

微机接口技术的新教学体系探讨

微机接口技术课程主要含三个论文联盟http://方面的内容：①由微控制器或cpu构建总线；②接口芯片与总线的连接；③常用接口芯片介绍。笔者以为②是重点，故该文中接口技术一词专指②。
　　要学生对接口技术的掌握直接影响其构建计算机硬件平台的能力。笔者较为青睐接口技术教学独立于cpu的观点，以此为基础，笔者提出基于图1和图2的新的教学体系。
　　1计算机系统一般工作过程归纳
　　图2中的异常指的是中断、dma等。此处我们先讨论没有异常请求发生的情况(即图2的第ⅳ步工作不发生)，对于接口技术而言这并不失一般性。
　　定义图1中cpu为主器件，其他为从器件。定义ab、db、cb的上信号为总线信号。定义主器件cpu发出的总线信号为激励信号，从器件发出的总线信号为响应信号。
　　激励信号有四种：①存储器读信号；②存储器写信号；③输入(读接口)信号；④输出(写接口)信号。
　　激励信号源于图2：第ⅰ步将产生信号①。第ⅱ步中，当执行读或写存储器指令将产生信号①或信号②；执行输入或输出指令将产生信号③或信号④。
　　图1计算机系统工作过程归纳为
　　1）cpu依图2工作，取指令或执行某些指令时产生激励信号。
　　2）激励信号对应的某从器件产生相应的响应信号。
　　3）在两种总线信号的激励与响应中计算机系统完成工作。
　　2新教学体系简介
　　接口技术教学目的是使学生有能力将图1抽象硬件平台具体化。笔者提出新的教学体系如下：以图1为平台，依图2的工作过程分析产生的激励信号，依激励信号①、②完成存储器与总线的连接；依激励信号③、④完成i/o接口与总线的连接。
　　该教学体系具体结构如下
　　1）引出激励信号在ab、db、cb出现的顺序(依cpu技术资料获悉)。
　　2）归纳出激励信号和响应信号的关系(依cpu技术资料获悉)。
　　3）依1）实现某从器件与总线的连接：概括出激励信号可能的地址范围并依此连接某从器件与总线。
　　4）引出总线信号时序。
　　5）比较总线信号时序与对应从器件时序(依从器件技术资料获悉)考察cpu与该从器件的速度匹配性。
　　下面以程序存储器与总线的连接为例来具体介绍本教学体系：
　　程序存储器是只读存储器，cpu对它的操作通过激励信号①完成：
　　1）cpu对总线输出激励信号①：
　　⑴ab上输出地址：当①源于图2第ⅰ步时，地址来源于pc；当①源于图2第ⅱ步(执行读存储器的指令)时，地址来源于指令。
　　(ab上可能的地址构成图1的程序存储器地址空间。这是连接ab与程序存储器的依据.)
　　cb之输出0。
　　db悬空。
　　⑵延时(此时激励信号①保持)：等待与ab地址对应的存储单元数据上db (此即从器件响应信号)。
　　⑶cpu从db上采取数据入指令寄存器(当激励信号①源于图2第ⅰ步时)或入累加器a(激励信号①源于图2第ⅱ步时).