Розробка схеми електричної принципової МР3 програвача – приставки до ПК (стр. 4 из 5)
Блок початкового завантаження BL (Boot Loader) виконує пересилання програмного коду із зовнішніх джерел у вбудовану пам'ять програм. Ініціалізація програми початкового завантаження відбувається після ввімкнення живлення тільки в мікрокомп'ютерному режимі. Передбачено сім видів завантаження, що різняться способом і форматом передачі даних: через послідовний порт у 8- чи 16-розрядному форматі; через порти введення-виведення у 8- чи 16-розрядному форматі; із зовнішньої пам'яті у 8- чи-16-розрядному форматі; «гаряче завантаження». Вид завантаження визначається вмістом молодших 8 розрядів комірки загальної пам'яті з адресою FFFFH, до якої МП TMS320xC5x звертається після ввімкнення живлення. Перед пересиланням програмного коду передається заголовок, що містить адресу початку розміщення програмного коду і довжину блоку, що пересилається. Після завершення пересилання в пам'ять програм МП TMS320xC5x стартує з адреси, зазначеної в заголовку.
У МП TMS320xC5x доступ до зовнішньої пам'яті і портів введення-виведення можливий по шині адреси АТ-А15 і по шині даних D0-D15 за допомогою керувальних сигналів PS, DS, IS (для вибору відповідно пам'яті програм, даних і портів введення-виведення), строба STRB, сигналу напрямок передачі в поточному циклі R/W, сигналу читання RD і сигналу запис WE. Максимальна продуктивність забезпечується у процесі обміну з високошвидкісною зовнішньою пам'яттю, що дозволяє працювати без тактів очікування. Можливе підключення повільної і дешевшої пам'яті. У цьому разі в цикли читання/запис МП TMS320xC5x треба додавати такти очікування, які генеруються вбудованим генератором тактів очікування, чи формувати зовнішній сигнал READY - готовності зовнішньої пам'яті чи портів введення-виведення. Організовуючи обмін із зовнішньою пам'яттю, слід також враховувати, що цикли читання мають тривалість одного машинного такту, водночас тривалість циклів запис становить два машинні такти або, якщо запис відбувається безпосередньо за читанням, то навіть три такти. У верхніх адресах пам'яті даних може розміщуватися зовнішня глобальна пам'ять даних розміром від 256 до 32 К слів. Адреси від 00Я до 5FH пам'яті даних відведено під внутрішні регістри. Перші 16 портів введення-виведення розміщені в пам'яті даних. Тому звертання до цих портів можливе не тільки за допомогою команд IN і OUT, але й за допомогою звичайних команд звернення до пам'яті (завдовжки 1 слово), що дозволяють зменшити розмір програмного коду і збільшити швидкість обчислень. Щоб уявити роботу сигнального процесора VS1001k розглянемо дані про функції його регістрів.
Таблиця 2.2.1 – Регістри в МП VS1001k
| Назва регістру | Тип | Адреса | Функція |
| MODE | RW | 0 | Керування режимами |
| STATUS | RW | 1 | Статус VS1001k |
| INT FCTLH | - | 2 | Користувач не доступний |
| CLOCKF | RW | 3 | Частота тактового генератора + подвоєння частоти |
| DECODE TIME | R | 4 | Час декодування в секундах |
| AUDATA | R | 5 | Поточні аудиодані |
| WRAM | W | 6 | Запис в ОЗП |
| WRAMADDR | W | 7 | Адреса для запису в ОЗП |
| HDATO | R | 8 | Читання заголовку даних |
| HDAT1 | R | 9 | Читання заголовку даних |
| AIADDR | RW | 10 | Стартова адреса доповнення |
| VOL | RW | 11 | Регулювання гучності |
| RESERVED | - | 12 | Зарезервований VS1002 |
| AICTRL[x] x = [0.1] | RW | 13+x | Два керуючих регістрів для додатків |
Регістр MODE використовується для керування операціями VS1001k.
Регістр STATUS зберігає інформацію про поточний стан мікросхеми.
Регістр CLOCKF використовується в випадку коли тактова частота відмінна від 24,576 МГц.
Регістр DECODE_TIME при обробці потоку зберігає поточний час декодування в секундах.
В бітах 8-0 регістра AUDATA зберігається швидкість потоку даних в кілобітах за секунду.
З допомогою регістрів WRAM, WRAMADDR, AIADDR можливо завантажувати та запускати в мікросхемі додатки, написані користувачем, наприклад змішування каналів, стереоефекти та ін.
Регістри HDAT0 і HDAT1 зберігають у собі інформацію про назву даних що надходять з поточного потоку.
Регістр VOL призначений для регулювання гучності.
2.3 Принцип роботи пристрою згідно схеми електричної принципової
Схему електричну принципову створюваного пристрою зображено на рисунку 2.3.1.
Рисунок 2.3.1 – Схема електрична принципова MP3-програвача – приставки до ПК
Розглянемо схему електричну принципову. Основним вузлом, зображеним на ній є цифровий сигнальний процесор для апаратного декодування MPEG layer 1, 2, 3, VS1001k. В якості стабілізатора напруги використано мікросхему PQ20VZ51 фірми SHARP.
Для розділення кіл живлення аналогової і цифрової частин використано фільтруючі дроселі L1-L3 і конденсатори C3 – C6. Мікросхема має вбудовану функцію ввімкнення/вимкнення живлення, яка може бути використана в портативному варіанті приладу.
3 Експлуатаційний розділ
3.1 Ініціалізація програмуємих ВІС
Програма ініціалізації мікросхем виконує налагодження портів вводу-виводу мікросхем та встановлює параметри дільника та входів мікросхеми по яким буде виконуватися переривання. Також налагоджуються переривання по таймеру. Всі інші переривання забороняються.
3.2 Тест перевірки окремих вузлів або пристроїв
Так як проектуємий пристрій підключається до ноутбука (або стаціонарного комп’ютера) та керується ним, пристрій перевірки не потребує.
3.3 Розрахунок надійності пристрою
Надійність – властивість пристрою виконувати задані функції в заданих режимах і умовах застосування, обслуговування, ремонту, збереження, транспортування на протязі необхідного інтервалу часу.
Показники надійності:
1. Безвідмовність.
2. Довговічність.
3. Ремонтопридатність.
4. Збереження.
Безвідмовність – властивість безупинно зберігати працездатність до граничного стану, після настання, якого подальша експлуатація виробу економічно недоцільна.
Ремонтопридатність – пристосованість пристрою до попередження відмовлень, до можливості виявлення та усунення несправностей шляхом проведення ремонту і технічного обслуговування.
До термінів ремонтопридатності відносяться: відмовлення, збереження.
Відмовлення – подія, що полягає в повній або частковій утраті працездатності пристрою.
Відмовлення бувають:
Раптові (катастрофічні) – стрибкоподібна зміна параметрів робочого виробу.
Поступові (параметричні) – постійна зміна одного або декількох параметрів з часом, що виходять за припустимі межі.
Збереження – термін, протягом якого при дотриманні режимів збереження виріб зберігає працездатний стан.
Розрахунок надійності поділяється на три розділи:
1. Визначення значення інтенсивності відмовлення всіх елементів за принциповою схемою вузла пристрою.
2. Визначення значення імовірності безвідмовної роботи всієї схеми.
3. Визначення середнього наробітку до першого відмовлення.
4. Виконання розрахунків проходить наступним чином:
5. 1. Інтенсивність відмовлення всіх елементів визначається за формулою:
6.
(3.3.1)7. де:
8. ni – кількість елементів у схемі;
9. li – інтенсивність відмовлень і-го елемента;
10. m – кількість типів елементів.
11. При розрахунку також потрібно враховувати інтенсивність відмовлень через пайки радіоелементів на друкованій платі.
12. Інтенсивність відмовлень елементів розраховуємо за формулою:
13.
(3.3.2)14. де:
15. lо – інтенсивність відмовлень елементів у режимі номінального навантаження;
16. Кe – експлуатаційний коефіцієнт;
17. Кр – коефіцієнт навантаження.
18. Усі ці параметри беруться з довідника з розрахунку надійності.
19. 2. Ймовірністю безвідмовної роботи називається ймовірність того, що за певних умов експлуатації в заданому інтервалі часу не відбудеться жодного відмовлення.
20. Ймовірність безвідмовної роботи визначається за формулою:
21.
(3.3.3)22. де:
23. 
- інтенсивність відмов всіх елементів;