[科普中國]-主控制器

概述

在有多個指令控制器的計算機中，在給定的時間間隔內(nèi)起主要作用的指令控制器。其它指令控制器從屬于此主控制器。但在另外的時間間隔內(nèi)，此主控制器可能從屬于別的指令控制器。

主控制器是計算機的指揮部。它根據(jù)一定的邏輯運算要求發(fā)出命令(以脈沖或電位的形式)，控制計算機的輸入、運算和輸出三個部分協(xié)調(diào)工作。

主控制器的功能如下。

(1)控制加工的啟停。在輸入一段程序后啟動加工，加工到該段終點后停止加工，再進行輸入。

(2)控制運算的啟停，加工時控制在單位時間內(nèi)完成插補運算的次數(shù)，以使拖扳進給速度與工件腐蝕速度相配合。

(3)產(chǎn)生時序脈沖。在每一個運算周期中發(fā)出32個時序脈沖。以完成位置判別、進給、偏差計算及終點判別四個工作節(jié)拍。計算機主控制器的主要組成部分為：

(1)時序脈沖發(fā)生器，

(2)進給脈沖發(fā)生器，

(3)起?？刂齐娐?，

(4)輸入寄存器和譯碼電路，

(5)控制譯碼電路。1

功能狀態(tài)處理主控制器具有一系列USB系統(tǒng)管理的狀態(tài)。主控制器為總線狀態(tài)的改變和傳播提供接口同時也為根集線器提供接口。根集線器提供連接其他uSB設(shè)備和集線器的標(biāo)準狀態(tài)。主控制器總的狀態(tài)與根集線器以及USB密不可分。主控制器改變設(shè)備的任何一個可見狀態(tài)，都應(yīng)當(dāng)能反映設(shè)備狀態(tài)的相應(yīng)改變，從而保證主控制器與設(shè)備之間的狀態(tài)是一致的。

USB設(shè)備通過使用恢復(fù)信號請求喚醒，使設(shè)備返回已設(shè)置的狀態(tài)。豐控制器本身也可以自過同樣的方法產(chǎn)生一個恢復(fù)事件。主控制器負責(zé)通知主機的其他部分設(shè)備產(chǎn)生了一個恢復(fù)事件。

串行器與解串器物理上的數(shù)據(jù)傳輸是以一個串行比特流形式出現(xiàn)的。作為USB主機和設(shè)備的一部分，串行接口引擎(SIE)控制USB傳輸過程中的串行與解串工作。在主機上審行接口引擎是主控制器的一部分。

幀的產(chǎn)生主控制器將USB時間劃分為1ms為單位的幀。主控制器以每1ms間隔產(chǎn)生一個SOF標(biāo)識來表示新的一幀的開始，在幀數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的時候產(chǎn)生一個EOF標(biāo)識。SOF標(biāo)識是一幀的開始部分，在SOF標(biāo)識之后字控制器在該幀的余下時間內(nèi)傳輸其他的數(shù)據(jù)。當(dāng)主控制器處于正常工作狀態(tài)時，SOF標(biāo)識必須以1ms為間隔連續(xù)地發(fā)送，而不管總線的其他狀態(tài)。當(dāng)總線控制器處于不提供給總線能量的狀態(tài)時，它不產(chǎn)生SOF標(biāo)識。當(dāng)總線控制器不產(chǎn)生SOF標(biāo)識時，則處于節(jié)能方式。

SOF標(biāo)識具有占用總線的最高的優(yōu)先權(quán)。集線器中的串?dāng)_電路在EOF期間停止任何傳輸任務(wù)為SOF標(biāo)識的傳輸提供·條空閑的總線。主控制器保存著當(dāng)前幀的序號。主機在每一個SOF標(biāo)識中傳輸當(dāng)前幀號的低11位。當(dāng)接到主控制器的請求時，主機返回請求發(fā)生時刻的幀序號。雖然主控制器自身并不要求維持一個超過11位的幀序號，但是主機返回的幀序號至少是32位的。

主控制器在EOF期間要停止一切傳輸操作。當(dāng)EOF標(biāo)識產(chǎn)牛時，所有原定在幀上傳輸?shù)氖聞?wù)暫停。如果主控制器在執(zhí)行傳輸?shù)臅r候出現(xiàn)了EOF，主控制器中止該項傳輸請求。

數(shù)據(jù)處理主控制器接收來自USB系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并將其傳輸給USB設(shè)備，或從USB設(shè)備接收數(shù)據(jù)并送給USB系統(tǒng)。USB系統(tǒng)和主控制器之間進行數(shù)據(jù)傳輸時的具體格式取決于系統(tǒng)的實現(xiàn)。

協(xié)議引擎主控制器管理著USB協(xié)議層的接口。它在輸出的數(shù)據(jù)中插入適當(dāng)?shù)膮f(xié)議信息，并將解釋和去除輸入數(shù)據(jù)中的協(xié)議信息。

傳輸差錯控制主控制器必須能夠發(fā)現(xiàn)如下幾種從主機的角度定義的錯誤：

（1）超時錯。發(fā)生在目標(biāo)端口沒有相應(yīng)的反應(yīng)或傳輸系統(tǒng)被嚴重損壞，以至于目標(biāo)端口根本就沒有收到信息的時候。

（2）數(shù)據(jù)丟失或無效傳輸。主控制器發(fā)送或接收到比應(yīng)該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包短的數(shù)據(jù)包。例如一項傳輸超出TEOF，或缺少可使用的資源，或數(shù)據(jù)包CRC校驗出錯。

（3）協(xié)議錯。包括無效的握手、錯誤的包標(biāo)志、位插入錯等。

遠程喚醒如果USB系統(tǒng)希望將總線置于掛起狀態(tài)，它將請求主控制器終止任何形式的傳輸，包括SOF。這使得所有的USB設(shè)備進入一種掛起狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，USB系統(tǒng)可以使主控制器響應(yīng)總線喚醒信號，并重新啟動主機系統(tǒng)。

根集線器根集線器提供主控制器與一個或多個USB設(shè)備的連接。除了主控制器及根集線器之間的硬件、軟件接口是由具體的硬件實現(xiàn)來定義外，根集線器提供與其他的集線器一樣的功能端口。

集線器為了保證能為每一個下行恢復(fù)請求都供給一個長時間的下行復(fù)位。所必須具備的條件是根集線器應(yīng)能提供一個至少為50msl的復(fù)位時間。如果復(fù)位時間是由硬件控制的，并且硬件能提供的復(fù)化時間小于50ms，則USB系統(tǒng)連續(xù)產(chǎn)生幾個復(fù)位信號，以得到足夠長時間的復(fù)位。

主機系統(tǒng)接口主控制器提供一條高速的讀出與寫入系統(tǒng)內(nèi)存的總線接門。內(nèi)存與USB電纜的物理數(shù)據(jù)能交換是在主控制器的控制下自動進行的。當(dāng)數(shù)據(jù)緩區(qū)需要填充或清空時，主控制器自動通知USB系統(tǒng)。2

主控制器模式主控制器操作模式下(主/從=1即MASTER/SLAVE=1)，SPI通過SPICLK(時鐘)引腳為整個串行通信網(wǎng)路提供串行時鐘。數(shù)據(jù)將從SPISIMO(從控制器輸入，主控制器輸出)引腳輸出，并將鎖存SPISOMI(從控制器輸出，主控制器輸入)引腳輸入的數(shù)據(jù)。SPIBRR寄存器(波特率寄存器)可以配置126種不同的位傳輸率，該寄存器決定了整個串行通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的位傳輸率。寫入SPIDAT(串行數(shù)據(jù)寄存器)或SPITXBUF(串行輸出緩沖寄存器)的數(shù)據(jù)啟動SPISIMO引腳的數(shù)據(jù)傳送，數(shù)據(jù)最高有效位(MSB)最先發(fā)送。與此同時接收的數(shù)據(jù)通過SPISOMI引腳移入SPIDAT的最低有效位(LSB)。當(dāng)設(shè)定的位發(fā)送完畢后，已接收的數(shù)據(jù)移人SPIRXBUF(串行輸入緩沖寄存器)供CPU讀取。數(shù)據(jù)以右對齊的方式存儲于SPIRXBUF寄存器中。

當(dāng)指定數(shù)量的數(shù)據(jù)已經(jīng)通過SPIDAT寄存器移出后，則會引起下列事件：

（1）SPIDAT寄存器中內(nèi)容已經(jīng)發(fā)送到SPIRXBUF寄存器。

（2）SPI中斷標(biāo)志位(SPISTS．6)置高電平。

（3）如果SPISTS的TXBUF FUILL位指示在串行發(fā)送緩沖寄存器SPITXBUF中有有效的數(shù)據(jù)，則該數(shù)據(jù)將被傳送到SPIDAT寄存器并發(fā)送出去；否則，所有位從SPIDAT寄存器移除后，SPIDAT時鐘立即停止。

（4）如果SPI中斷使能位(SPICTL．0)置高電平，則產(chǎn)生中斷。

在典型應(yīng)用中，SPISTE引腳用作從SPI控制器的片選控制信號。主控制器發(fā)送數(shù)據(jù)給從榨制器前將SPISTE引腳置為低電平，待數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后再將SPISTE引腳置為高電平。3

維護保養(yǎng)（1）檢查主控制器電源及備用電源接線，各視頻/音頻輸入、輸出接線有無銹蝕和松動。

（2）檢查控制器主電源和備用電源自動或手動切換是否正常。

（3）對于用蓄電池作備用電源的，應(yīng)檢查蓄電池的充放電是否正常。方法是：斷開主電源，接上備用電源工作1小時；然后斷開備用電源，再接上主電源，觀察蓄電池的充電情況是否正常。

（4）清掃機內(nèi)灰塵，整理線路，補充和更換缺失及不清晰的線號或標(biāo)識。

（5）檢查防雷接地是否良好，是否有腐蝕情況。

（6）每年雨季前測量一次防雷接地電阻值，應(yīng)小于等于4歐姆。

（7）確認存儲錄像功能是否正常。4