主控制器

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

主控制器是計算機的指揮部。它根據一定的邏輯運算要求發出命令(以脈衝或電位的形式)，控制計算機的輸入、運算和輸出三個部分協調工作。

基本介紹

• 中文名：主控制器
• 外文名：master control 
• 拼音：zhǔ kòng zhì qì
• 定義：計算機的指揮部
• 作用：控制計算機的輸入、運算和輸出
• 套用學科：自動控制

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起主要作用的指令控制器。其它指令控制器從屬於此主控制器。但在另外的時間間隔內，此主控制器可能從屬於別的指令控制器。

主控制器是計算機的指揮部。它根據一定的邏輯運算要求發出命令(以脈衝或電位的形式)，控制計算機的輸入、運算和輸出三個部分協調工作。

主控制器的功能如下。

(1)控制加工的啟停。在輸入一段程式後啟動加工，加工到該段終點後停止加工，再進行輸入。

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

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

(1)時序脈衝發生器，

(2)進給脈衝發生器，

(3)起停控制電路，

(4)輸入暫存器和解碼電路，

(5)控制解碼電路。

功能

狀態處理

主控制器具有一系列USB系統管理的狀態。主控制器為匯流排狀態的改變和傳播提供接口同時也為根集線器提供接口。根集線器提供連線其他uSB設備和集線器的標準狀態。主控制器總的狀態與根集線器以及USB密不可分。主控制器改變設備的任何一個可見狀態，都應當能反映設備狀態的相應改變，從而保證主控制器與設備之間的狀態是一致的。

USB設備通過使用恢覆信號請求喚醒，使設備返回已設定的狀態。豐控制器本身也可以自過同樣的方法產生一個恢復事件。主控制器負責通知主機的其他部分設備產生了一個恢復事件。

串列器與解串器

物理上的數據傳輸是以一個串列比特流形式出現的。作為USB主機和設備的一部分，串列接口引擎(SIE)控制USB傳輸過程中的串列與解串工作。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間隔產生一個SOF標識來表示新的一幀的開始，在幀數據傳輸結束的時候產生一個EOF標識。SOF標識是一幀的開始部分，在SOF標識之後字控制器在該幀的餘下時間內傳輸其他的數據。當主控制器處於正常工作狀態時，SOF標識必須以1ms為間隔連續地傳送，而不管匯流排的其他狀態。當匯流排控制器處於不提供給匯流排能量的狀態時，它不產生SOF標識。當匯流排控制器不產生SOF標識時，則處於節能方式。

SOF標識具有占用匯流排的最高的優先權。集線器中的串擾電路在EOF期間停止任何傳輸任務為SOF標識的傳輸提供·條空閒的匯流排。主控制器保存著當前幀的序號。主機在每一個SOF標識中傳輸當前幀號的低11位。當接到主控制器的請求時，主機返回請求發生時刻的幀序號。雖然主控制器自身並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EOF標識產牛時，所有原定在幀上傳輸的事務暫停。如果主控制器在執行傳輸的時候出現了EOF，主控制器中止該項傳輸請求。

數據處理

主控制器接收來自USB系統的數據並將其傳輸給USB設備，或從USB設備接收數據並送給USB系統。USB系統和主控制器之間進行數據傳輸時的具體格式取決於系統的實現。

協定引擎

主控制器管理著USB協定層的接口。它在輸出的數據中插入適當的協定信息，並將解釋和去除輸入數據中的協定信息。

傳輸差錯控制

主控制器必須能夠發現如下幾種從主機的角度定義的錯誤：

（1）逾時錯。發生在目標連線埠沒有相應的反應或傳輸系統被嚴重損壞，以至於目標連線埠根本就沒有收到信息的時候。

（2）數據丟失或無效傳輸。主控制器傳送或接收到比應該傳輸的數據包短的數據包。例如一項傳輸超出TEOF，或缺少可使用的資源，或數據包CRC校驗出錯。

（3）協定錯。包括無效的握手、錯誤的包標誌、位插入錯等。

遠程喚醒

如果USB系統希望將匯流排置於掛起狀態，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設備進入一種掛起狀態。在這種狀態下，USB系統可以使主控制器回響匯流排喚醒信號，並重新啟動主機系統。

根集線器

根集線器提供主控制器與一個或多個USB設備的連線。除了主控制器及根集線器之間的硬體、軟體接口是由具體的硬體實現來定義外，根集線器提供與其他的集線器一樣的功能連線埠。

集線器為了保證能為每一個下行恢復請求都供給一個長時間的下行復位。所必須具備的條件是根集線器應能提供一個至少為50msl的復位時間。如果復位時間是由硬體控制的，並且硬體能提供的復化時間小於50ms，則USB系統連續產生幾個復位信號，以得到足夠長時間的復位。

主機系統接口

主控制器提供一條高速的讀出與寫入系統記憶體的匯流排接門。記憶體與USB電纜的物理數據能交換是在主控制器的控制下自動進行的。當數據緩區需要填充或清空時，主控制器自動通知USB系統。

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)引腳為整個串列通信網路提供串列時鐘。數據將從SPISIMO(從控制器輸入，主控制器輸出)引腳輸出，並將鎖存SPISOMI(從控制器輸出，主控制器輸入)引腳輸入的數據。SPIBRR暫存器(波特率暫存器)可以配置126種不同的位傳輸率，該暫存器決定了整個串列通信網路傳送和接收數據的位傳輸率。寫入SPIDAT(串列數據暫存器)或SPITXBUF(串列輸出緩衝暫存器)的數據啟動SPISIMO引腳的數據傳送，數據最高有效位(MSB)最先傳送。與此同時接收的數據通過SPISOMI引腳移入SPIDAT的最低有效位(LSB)。當設定的位傳送完畢後，已接收的數據移人SPIRXBUF(串列輸入緩衝暫存器)供CPU讀取。數據以右對齊的方式存儲於SPIRXBUF暫存器中。

當指定數量的數據已經通過SPIDAT暫存器移出後，則會引起下列事件：

（1）SPIDAT暫存器中內容已經傳送到SPIRXBUF暫存器。

（2）SPI中斷標誌位(SPISTS．6)置高電平。

（3）如果SPISTS的TXBUF FUILL位指示在串列傳送緩衝暫存器SPITXBUF中有有效的數據，則該數據將被傳送到SPIDAT暫存器並傳送出去；否則，所有位從SPIDAT暫存器移除後，SPIDAT時鐘立即停止。

（4）如果SPI中斷使能位(SPICTL．0)置高電平，則產生中斷。

在典型套用中，SPISTE引腳用作從SPI控制器的片選控制信號。主控制器傳送數據給從榨制器前將SPISTE引腳置為低電平，待數據傳送完畢後再將SPISTE引腳置為高電平。

維護保養

（1）檢查主控制器電源及備用電源接線，各視頻/音頻輸入、輸出接線有無鏽蝕和鬆動。

（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）對於用蓄電池作備用電源的，應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；然後斷開備用電源，再接上主電源，觀察蓄電池的充電情況是否正常。

（4）清掃機內灰塵，整理線路，補充和更換缺失及不清晰的線號或標識。

（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，應小於等於4歐姆。

（7）確認存儲錄像功能是否正常。