контроллер системной шины, реализованный на микросхеме М1810ВГ88;
регистр-формирователь шины адреса системной шины, реализованный на микросхемах 580ИР82;
буфер-усилитель шины адреса внутренней шины ячейки ЯМ101, реализованный на микросхемах 1533АП5;
формирователь системной шины данных, реализованный на трех микросхемах 580ВА86 (D15-D17);
формирователь внутренней шины данных ячейки ЯМ101, реализованный на двух микросхемах 580ВА86 (D23 и D24);
селектор адреса;
таймер 580ВИ53;
контроллер прерываний М1810ВИ59А;
ПЗУ, реализованное на двух микросхемах М573РФ4А, каждая микросхема емкостью 64К;
схема формирования тактов ожидания (удлинения цикла процессора) по запросу внешних устройств и при выполнении команд ввода-вывода;
схема управления индикаторами РАБОТА, ТЕСТ.
Из ячейки ЯМ101 на системную шину поступают:
сигнал системного сброса "RESET";
адреса обращения к памяти и портам ввода-вывода устройства У101: А0 - А19;
сигналы управления "IOR. ", "IOW", "MEMW", "MEMR", "AEN";
данные D0-D15;
тактовая частота OSC 12288 кГц (для выработки частоты синхронизации приемопередатчиков стыков С2).
При включении электропитания генератор тактовых импульсов формирует сигнал "RESET". По окончании сигнала "RESET" на выходе генератора тактовых импульсов формируются - сигнал готовности системы к работе "READY" и серии тактовых импульсов: CLK - для процессора и контроллера системной шины, PCLK - для системного таймера, OSC - для контроллеров последовательного интерфейса ячеек ЯМ104. Получив сигнал "READY" процессор формирует обращение к ПЗУ ячейки ЯМ101 по адресу FFFF0.
Обращение к памяти или портам ввода - вывода происходит следующим образом. Управляющие сигналы "SO" - "S2" из процессора поступают в контроллер системной шины М1810ВГ88,Исходя из состояния управляющих сигналов "SO" - "S2", контроллер М1810ВГ88 вырабатывает сигнал управления данного типа цикла шины (см. таблицу 1) и сигналы:
стробирования адреса "ALE";
сопровождения данных "DEN";
управления шинными формирователями "DT/R".
Таблица 1
| Управляющие сигналы | Тип цикла шины | Сигнал контроллера М1810ВГ88 | ||
| S2 | S1 | S0 | ||
| 0 | 0 | 0 | Подтверждение прерывания | INTA |
| 0 | 0 | 1 | Чтение внешнего устройства | IORC |
| 0 | 1 | 0 | Запись внешнего устройства | IOWA (AIOWC) |
| 0 | 1 | 1 | Останов | - |
| 1 | 0 | 0 | Выборка команды | - |
| 1 | 0 | 1 | Чтение памяти | MRDC |
| 1 | 1 | 0 | Запись памяти | MWTC (AMWC) |
| 1 | 1 | 1 | Цикла шины нет | |
На шину адрес - данные процессор выставляет адрес обращения к памяти или порту ввода/вывода. Адрес фиксируется в регистрах 580ИР82 по стробу "ALE". Затем на шину процессора адрес - данные поступают данные: при записи - из процессора, при чтении - из памяти или от внешних устройств. Управление шинными формирователями данных системной шины осуществляется по двум входам. По входу управления направлением передачи - сигналом "DT/R" из контроллера М1810ВГ88. По входу управления третьим состоянием:
для старшего байта данных (разряды D8 - D15) - сигналом "DEN";
для младшего байта данных (разряды DO - D7) - сигналом "DEN" и сигналами адресации к младшему байту данных "А0"=0, "ВНЕ"=И, либо сигналами "DEN" и "INTA" - при обслуживании запроса на прерывание.
Шинный формирователь D16 обеспечивает передачу старшего байта данных по нечетному адресу.
Шинный формирователь внутренней шины данных D24 всегда открыт для передачи младшего байта данных. Управляется он по входу управления направлением передачи. На системную шину и далее В процессор поступает младший байт данных DO - D7 из устройств ячейки модуля управления МПС при чтении портов ввода/вывода, обслуживании прерываний или обращении к ПЗУ ячейки. В остальных случаях данные с системной шины поступают на вход устройств ячейки.
Основания выбора элементной базы.
Для снижения массогабаритных показателей, повышения надежности, упрощения технологии изготовления и облегчения работы с устройством возникает необходимость в построении схемы устройства ввода - вывода на базе ИМС большой степени интеграции и использование программируемых микроконтроллеров.
Выбор конкретных элементов определялся их техническими, конструкционными и эксплуатационными характеристиками, а также тем, что данное изделие проходит военприемку и использование элементной базы регламентировано заказчиком.
Указания по эксплуатации.
Эксплуатация изделия должна осуществляться в соответствии с требованиями в эксплуатационной документации на ячейку модуля управления МПС.
Требования по транспортировке и хранению.
Транспортирование изделия должно производиться в упаковке в закрытых автомобилях по дорогам с асфальтобетонным и цементным бетонным покрытием на расстояние до 1000 км. По дорогам с булыжным покрытием и грунтовым дорогам на расстояние 250 км со скоростью до 40 км/ч, в железнодорожных вагонах, герметичных кабинах авиатранспорта в средних условиях по ГОСТ РВ20.39.309.
Изделие должно храниться в отапливаемых складских помещениях, защищающих изделие от воздействия атмосферных осадков, на стеллажах или в упаковке, при отсутствии в воздухе паров кислот, щелочей и других агрессивных примесей.
Краткая характеристика аналога (плата КП 51).
Геометрические размеры платы 480 мм - 140 мм
Масса платы 360 г.
Масса ЭРЭ 64 г.
Номинальное напряжение питания - 5 В.
Температура окружающей среды +5 ÷ +35 ºС.
Давление от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт. ст).
Относительная влажность не более 75% при температуре не более 25 ºС.
Гарантийная наработка изделия на отказ - 8000 часов в пределах гарантийного срока эксплуатации.
Срок службы изделия - 8 лет.
Описание работы изделия
Устройство управления КП - 51 представляет собой микроконтроллер на базе ОЭВМ1830 ВЕ31. Устройство управления предназначено для организации связи блока КБ5 с моноканалом через порт ОЭВМ, сигнализации связи блока КБ5 со стыком RS 232 с универсальным синхронно - асинхронным приемопередатчиком. Данное устройство обладает функцией самотестирования. В состав устройства управления входят ядра тактовых импульсов, регистры памяти, дешифратор адресов внешних устройств, буфер условий и регистра индикаций. Особенностью ОЭВМ1830 ВЕ31 является расширенное адресное пространство.
Генератор тактовых импульсов Д-3 выполнен на базе микросхемы 1810 ГФ - 84. Он формирует тактовые импульсы с частотой 11 МГц. Делитель Д - 10 делит частоту сигнала генератора тактовых импульсов. Выходной сигнал делителя синхронизирует передатчик УСАПП. Регистры микросхем D-16, D-17 предназначен для хранения младших 8 бит адреса ВУ. Запись в регистр производится задним фронтом сигнала "ALE". Дешифратор адресов внешних устройств Д-7, Д-12, Д-18, Д-23 разделяет адресное пространство ЭВМ следующим образом:
0000Н…07FFH - адреса ПЗУ
0000H…1FFFH - адреса ОЗУ
4000H - адреса УСАПП
2000H - адреса буфера условий и регистра индикаций.
При разомкнутых контактах 13 и 60 разъема Х1 ЭВМ работает со штатных ПЗУ, а при замкнутых контактах с отладочным ПЗУ.
Буфер условия Д-8 предназначен для организации чтения ОЭВМ переменных программ, которые устанавливаются переключателями на плите коммутации. К переменным программы относятся: индивидуальный адрес блока КЕ-5 и ЛСПД, групповой адрес блока КЕ-5 и ЛСПД.
Узел рестарта Д11 предназначен для перезапуска ОЭВМ при сбое программы. Узел представляет собой последовательность внешних одновибраторов. Одновибратор запускается после общего сброса ОЭВМ. Если происходит "зависание" программы, одновибратор не перезапускается и на его выходе формируется переход из логического "0" в логическую "1" и запускается второй одновибратор, который формирует сигнал сброса ОЭВМ.
После каждого сброса ОЭВМ анализирует по какой причине произошел сброс, опрашивая выход первого одновибратора.
УСАПП D29 выполнен на микросхеме 530 ЕВ51А. УСАПП работает в асинхронном режиме передачи данных со скоростью 19200 бод длиной сигнала 8 бит и числом стоп-бит 1. Частота синхроимпульсов УСАПП 1,843 МГц, а частота синхронизации приемника и передатчика 307,2 кГц. Сигнал с выходов готовности приемника и передатчика поступают соответственно "0" и "1" внешних адресов. В стыке RS 232 использованы сигналы УСАПП "RxE" (вход внешнего устройства), "TxD" (выход передатчика), "CTS" (готовность приемника) и "RTS" (запрос приемника). Выход УСАПП "DTR" (запрос передатчика) объединен со входом "DSR" (готовность передатчика).
Коммутатор последовательного порта ОЭВМ управляется сигналом "замкнуть шлейф МК" с порта П0 ОЭВМ. Если шлейф разомкнут, на вход приемника ОЭВМ поступает сигнал с выхода приемного устройства КП53.
усилитель сигнала линии связи стыка RS232 D22 выполнен на микросхеме 170 УП2. Микросхема питается от источника напряжения +5 В, пороговое напряжение +2,5 В. Формирователь сигнала линии связи стыка RS 232 D30 выполняется на микросхеме 170 АП2. Сигнал "замкнуть шлейф RS232" поступает на вход разрешения микросхемы. При самотестировании устройства управления КП51 уровни сигналов на входах разрешения формирования сигналов равны логическому "0" и сигналы от УСАПП в канал RS 232 поступают.
Краткая характеристика аналога (блок КБ 7/1)
Геометрические размеры платы 550 мм - 250 мм
Масса платы 420 г.
Масса ЭРЭ 130 г.
Номинальное напряжение питания - 12В.
Температура окружающей среды +5 ÷ +30 ºС.
Давление от 86 до 106 кПа (от 645 до 795 мм рт. ст).
Относительная влажность не более 65% при температуре не более 25 ºС.
Гарантийная наработка изделия на отказ - 5000 часов в пределах гарантийного срока эксплуатации.
Срок службы изделия - 6 лет