Підключення модуля пам'яті до мікропроцессора (стр. 1 из 3)
Зміст
Вступ
1. Розробка схеми пристрою
1.1 Опис схеми
1.2 Вибір елементів схеми
2. Розробка програми
2.1 Загальні відомості про мову асемблера
2.2 Розробка програми на асемблері
Висновки
Література
Вступ
Для короткочасного збереження невеликих об’ємів кодових слів звичайно використовують регістри. За необхідності тривалого збереження або збереження великих об’ємів інформації застосовують запам’ятовувальні пристрої (ЗП), виконані на спеціалізованих IC. Застосування ЗП, що використовують IC, дає змогу максимально спростити апаратну частину електронних пристроїв.
За виконуваними функціями ЗП можна класифікувати так: оперативні запам’ятовувальні пристрої (ОЗП) і постійні запам’ятовувальні пристрої (ПЗП).
До оперативних належать ЗП, що використовують для збереження інформації, одержуваної в процесі роботи пристрою, і забезпечують порівняння часу їх зчитування та запису.
Для реалізації оперативної памяті застосовують мікросхеми статичних і динамічних ОЗП: перші – для ОЗП порівняно невеликої ємності, другі – для ОЗП ємністю більше ніж 10 Кбайт, оскільки вони вбільшому ступені задовольняють вимоги щодо габаритів, енергоспоживання і вартості запам’ятовувальних пристроїв.
У статичних ОЗП записана інформація постійно зберігається у виділеному для неї місці і не руйнується при її зчитуванні. Руйнування інформації можливе тільки у разі її примусового стирання або вимкнення напруги джерела живлення.
У динамічних ОЗП інформація постійно циркулює в масиві, відведеному для її збереження. При цьому зчитування інформації супроводжується її руйнуванням. Для збереження інформації її потрібно перезаписати заново.
Мікросхеми статичних ОЗП простіші в застосуванні, тому в багатьох випадках їм віддають перевагу.
Мікросхеми памяті для побудови ОЗП мікро-ЕОМ або мікропроцесорного контролера вибирають виходячи з таких даних: необхідна інформаційна ємність і організація пам’яті, швидкодія (час циклу звертання для запису або зчитування), тип магістралі (інтерфейсу), характеристики ліній магістралі (навантажувальна здатність за струмом і ємністю, вимоги до пристроїв введення-виведення вузлів, що підключаються, тощо), вимоги до енергоспоживання, потреба у забезпеченні електричної незалежності, умови експлуатації, конструктивні вимоги.
Блок ОЗП у загальному випадку включає модуль ОЗП, складений з мікросхеми пам’яті, контролер ОЗП (пристірій керування), буферні або магістральні регістри, приймально-передавальні пристрої, шинні формівники, що забезпечують з’єднання за навантаженням модуля ОЗП із шинами адреси і даних.
Значний вплив на схему і характеристики контролера і пристроїв з’єднання справляє тип інтерфейсу в певній мікропроцесорній системі.
Фізичний інтерфейс є уніфікованою магістраллю з функціонально об’єднаними лініями, по яких передають коди адреси (шина адреси - ША), дані (шина даних - ШД), сигнали керування (шина керування - ШК), а також електроживлення. Прикладом можуть бути інтерфейси таких типів: ІК1 (для пристроїв на мікропроцесорі К580ВМ80), 141 (для пристроїв на основі 16-розрядного мікропроцесора К1810ВМ86, зокрема для мікро-ЕОМ сімї СМ1810), МПІ (для сімї 16-розрядних мікро-ЕОМ "Електроніка-60", "Електроніка НЦ-80" і ДВК, "Електроніка 35").
У мікросхемах пам’яті динамічного типу функції елемента пам’яті (ЕП) виконує електричний конденсатор, утворений всередині MОН-структури. Інформація надходить у вигляді заряду: наявність заряду на конденсаторі відповідає логічному "0", відсутність – логічній "1". Оскільки час збереження конденсатором заряду обмежений, передбачають періодичне відновлення (регенерацію) записаної інформації. У цьому полягає одна з відмінних рис динамічних ОЗП. Крім того, для них потрібна синзронізація, що забезпечує необхідну послідовність вмикань і вимикань функціональних вузлів.
Для виготовлення мікросхем динамічних ОЗП в основному застосовують n-MОН-технологію, що дає змогу підвищувати швидкодію і рівень інтеграції мікросхем, забезпечувати малі струми витоку і за цей рахунок збільшувати час збереження заряду на запам’ятовувальному конденсаторі.
Динамічні ОЗП мають такі переваги:
а) велика щільність. Динамічний запам’ятовуючий елемент (ЗЕ) можна реалізувати на трьох чи, навіть, на одному МОН-транзисторі. В зв’язку з цим на подкладці розміщується більша кількість ЗЕ, таким чином, зменшується кількість ВІС в модулі пам’яті;
б) менше споживання енергії і потужності. Динамічний ЗЕ не споживає струм, за виключенням тих відносно коротких відрізків часу, коли він працює;
в) економічність. Вартість динамічних ОЗП менша, ніж статичних. Це зумовлено тим, що динамічні ОЗП потребують більш складної схеми управління, вони використовуються тільки при організації більших об’ємів пам’яті. При малих об’ємах пам’яті застосування їх невигідне. ВІС динамічної ОЗП організована в матрицю рядків і стовпців ЗЕ. Найпростіший елемент складається з одного транзистора і однієї ємності. Зберігання одиниці чи нуля визначається наявністю чи відсутністю заряду на ємності ;
г) відсутнє джерело живлення запамятовуючих комірок.
Мета цього курсового проекту навчитися складати модулі пам'яті, та підключати їх до мікропроцесора відповідно до типу. Та скласти программу на мові програмування assembler.
1. Розробка схеми пристрою
1.1 Опис схеми
У мікросхемах пам’яті динамічного типу функції ЕП виконує електричний конденсатор, утворений усередині МДН-структури. Інформація надходить у вигляді заряду: наявність заряду на конденсатор відповідає логічному ‘0’, відсутність – логічній ‘1’. Оскільки час збереження конденсатором заряду обмежений, передбачають періодичне відновлення (регенерацію) записаної інформації. У цьому полягає одна з відмінних рис динамічних ОЗП. Крім того, для них потрібна синхронізація, що забезпечує необхідну послідовність вмикань і вимикань функціональних вузлів.
В моєму курсовому проекті мені треба використовувати мікросхему К565РУ5Б. Модуль пам’яті DD1…DD8 побудований на мікросхемах К565РУ5Б шляхом з’єднання їх одноіменних виводів, крім інформаційних. Сигнали RAS i CAS формує контролер ОЗП CLM, сигнал MWTC із шини керування подається на вхід W/R.
З’єднання з шиною даних реалізується за допомогою шинного формувача DD9 (К580ВА86), котрий керується сигналом MRDC контролером ОЗП CLM.
Мультиплексор DD10…DD12 забезпечує послідовне за часом введення адресного коду рядків Ах (А6-А11) у модуль ОЗП. Адресні сигнали надходять на входи К1, К2 і К5, К6 мультиплексорних систем і комутуються на виходи під керуванням сигналу на вході А(Ау-Ах) за наявності на іншому керуючому вході В(RЕF) рівня ‘0’. Умови комутації адресних сигналів такі: при Ау/Ах = 0 до виходів підключаються канали К1, К5 і отже, на адресні входи ОЗП надходять адреси рядків Ах, при Ау/Ах = 1 до виходів підключаються канали К2,К6 і до ОЗП спрямовується код адреси стовпців Ау.
Сигнали керування (RЕF – ознака режиму регенерації і Ау/Ах – сигнал мультиплексування каналів) виробляє контролер.
У режимі регенерації RЕF = 1 і мультиплексор комутує на виходи при зміні Ау/Ах канали К3, К4 і К7, К8. Проте через те, що зазначені канали попарно з’єднані, то на результат комутації сигнал Ау/Ах не впливає: за будь-яких його значень на виходи мультиплексора надходять адреси регенерації АR, що виробляються лічильником контролера. Ці сигнали адресують тільки рядки, сигналів адреси стовпців у цьому режимі на адресних входах немає.
Контролер динамічного ОЗП має вузол формування сигналів керування модулем ОЗП та мультиплексором адреси і вузол формування 8-розрядного адресного коду регенерації АR0 – АR5.
У кінці циклу звертання до ОЗП контролер формує сигнал регенерації RЕF= 1. За відсутності звертання до ОЗП (МRDС = 1, МWТС = 1) або за наявності сигналу заборони ІNHI = 0 блок ОЗП працює тільки в режимі регенерації. З кожним тактом Ф2 контролер формує сигнали RAS, RЕF і код адреси чергового рядка і ініціює роботу модуля пам’яті за циклом регенерації. Процес регенерації припиняється при звертанні мікропроцесора до ОЗП, і контролер обробляє вимогу мікропроцесора. У кінці циклу звертання контролер переводить блок ОЗП у режим регенерації, продовжуючи цей процес з адреси, на якій він був перерваний. Тактові сигнали виробляє генератор тактових імпульсів DD16 (КР580ГФ24). В схемі використовується мікропроцесор DD15 (КР580ВМ80А).
1.2 Вибір елементів схеми
В якості ЦП використовується КР580ВМ80А
Умовне позначення мікросхеми наведено на рис. 1.2
Рисунок 1.1 – Умовне позначення КР580ВМ80А
Призначення виводів наступне:
A0-А15 - адресні шини мікросхеми;
GND- спільний;
Uio- напруга зміщення джерела - 5В;
C1, C2-вихід, тактові сигнали;
Ucc1-напруга живлення +5В;
Ucc2-напруга живлення +12В;
D0 – D7 – шини даних;
SR (установка) - переведення процесора у вихідний стан. Виконання програми починається з нульової адреси;
SYNC - сигнал синхронізації, що визначає початок кожного машинного циклу команди;
C1, C2 - входи двох послідовностей синхросигналів, що не перекриваються.
WAIT (чекання) - сигнал, який чекає процесор, коли зовнішній пристрій або пам'ять будуть готовий до обміну;
RDY (готовність) - вхідний сигнал, вказуючий, що зовнішній пристрій готовий до обміну. Разом з сигналом WAIT дозволяє синхронізувати обмін з пристроями низької швидкодії або організувати покроковий, командний режим роботи (при відладці) і останов за необхідною адресою;
WR - вихід сигналу низького активного рівня, вказуючого, що мікропроцесор видав дані на шину D7...D0. Використовується для управління записом інформації в пам'ять або в зовнішній пристрій;
DBIN - сигнал дозволу прийому інформації на шину даних D7...D0 з пам'яті або зовнішніх пристроїв;
INT - вхідний сигнал запиту переривання роботи процесора, що поступає від зовнішніх пристроїв;