Рассылка закрыта
При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Электронные новости от Мастер Кит" на которую и рекомендуем вам подписаться.
Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.
← Сентябрь 2003 → | ||||||
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
---|---|---|---|---|---|---|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
26
|
27
|
28
|
30
|
Статистика
+1 за неделю
Типовая схема микропроцессорного устройства
Информационный Канал Subscribe.Ru |
Цифровая схемотехника | |
Почтовая рассылка |
Выпуск №14 от 29.09.2003 г.
|
|
Извините, что так долго не выходила моя рассылка. Все время заняла подготовка к изданию моей книги. Теперь книга идана и я опять смогу заняться рассылкой. Из ваших писем я понял, что вас интеремует не только простейшие логические микросхемы, но и микропроцессорные устройства. Исходя из этого я решил сделать темой для настоящей рассылки: "Типовая структурная схема микропроцессорного устройства" Эта схема приведена на рисунке. Посмотрите внимательно на рисунок: На схеме показаны все основные элементы микропроцессорного устройства. Для удобства все названия даны в русском и английском вариантах. Обнако учтите, что в реальной практике вам придется иметь дело почти исключительно с английскими обозначениями. Расшифруем все эти обозначения. Каждый термин я даю сначала в его международном английском варианте, затем расшифровку на английском языке. Далее идет дословный перевод и в конце приня-тые у нас название и сокращение.
Центральный процессор - это сердце вычислительной системы. Именно он управляет всей системой. процессор работает по программе и выполняет различные вычисления. ОЗУ и ПЗУ - это два вида памяти. Их можно было бы не разделять. Процессор, например, их и не различает и работает с обоими видами памяти абсолютно одинаково. Но между двумя этими видами памяти есть одно довольно существенное различие. ОЗУ хранит информацию только при наличии напряжения питания. Классический пример ячейки ОЗУ - это простейший регистр, по-строенный на D-триггерах (см. рис. 27 моей книги). В такой регистр можно записывать информацию и читать ее оттуда. Она там будет храниться все время, пока на схему подано питание. Но после выключения питания при последующем его включении все D-триггера регистра установятся в случайное положение. Информация будет утеряна. В настоящее время для построения схем ОЗУ применяют совсем другие технологии. Однако и по сей день не придумано достаточно быстродействующее устройство памяти, не теряющее информации при выключении питания. Современное ОЗУ строится на основе динамически подзаряжаемых миниатюрных емкостей, выполненных интегральным способом на кристалле кремния. Это, так называемое, динамическое ОЗУ. Каждый конденсатор хранит один бит информации. Входной сигнал через внутренние схемы коммутации поступает на этот конденсатор. Если его значение равно логической единице, то конденсатор заряжается. Если логическому нулю, то разряжается. Затем внутренний ключ отключает конденсатор от всех цепей и заряженные конденсаторы, какое то время хранят свой заряд. Но эти конденсаторы имеют очень маленькую емкость. Поэтому свой заряд они держат всего лишь несколько миллисекунд. Для того, что бы информация ни потерялась, используют схему регенерации памяти. Все ячейки памяти организуются, как набор строк. Специальная схема периодически считывает информацию из памяти строка за строкой. После считывания очередной строки, считанная информация опять записывается в те же ячейки памяти. Конденсаторы при этом подзаряжаются снова. Для нормальной работы динамического ОЗУ схема микропроцессорного устройства должна непрерывно обеспечивать такую регенерацию в течение всего времени работы системы. ОЗУ современных больших компьютеров так же устроено по динамическому принципу. Однако схема регенерации встроена внутрь самих микросхем ОЗУ. Постоянное запоминающее устройство ПЗУ предназначено для долговременного
хранения информации. Информация, хранящаяся в ПЗУ, не пропадает при выключении
питания. Зато ее нельзя оперативно менять. Информация в ПЗУ записывается
один раз либо в процессе их производстве, либо непосредственно перед применением,
при помощи специальных программаторов. Принцип хранения информации в микросхемах
ПЗУ основан на пережигании специальных внутренних перемычек. Каждая перемычка
предназначена для хранения одного бита информации. Если перемычка цела,
то это значит, что в данной ячейке хранится единичный бит информации.
Если прожечь перемычку, то соответствующий бит примет нулевое значение.
Порты ввода/вывода можно рассматривать как вместе, так и отдельно: порты ввода и порты вывода. Дело в том, что процессор работает с портами ввода/вывода практически так же, как и с ячейками памяти. У каждого порта есть свой собственный адрес. Причем адрес ячейки памяти и адрес порта ввода/вывода - это абсолютно разные адреса. Они находятся, как говорят, в разных адресных пространствах. Процессор может записать любое число в любой порт ввода/вывода. Затем он может считать число из порта по тому же адресу. Иногда это будут одни и те же числа. Но чаще запись происходит в одно устройство (порт вывода), а читает процессор уже их другого (порта ввода). В качестве портами вывода можно применить обыкновенный параллельный регистр.
Порт вывода предназначен для того, что бы микропроцессорная система могла
управлять, различ-ными внешними устройствами. При помощи порта вывода
можно управлять такими устройствами, как, например, цифро-аналоговые преобразователи
(ЦАП), индикаторы. К выходам пор-та можно подключать электронные ключи,
которые позволят микропроцессорной системе управлять более мощными устройствами.
Такими, как электромагнитные реле, лампочки, светодиоды, моторчики, соленоиды
и т. д. При помощи портов вывода можно даже делать пере-ключения в самой
схеме микропроцессорного устройства. Это делается при помощи ключей и
логических элементов. Такое микропроцессорное устройство становится гибким
и способным автоматически подстраиваться под выполняемую задачу. Главным управляющим элементом всей микропроцессорной системы является
процессор. Именно он, за исключением нескольких особых случаев, управляет
всеми остальными устройствами. Остальные же устройства, такие, как ОЗУ,
ПЗУ и Порты ввода/вывода являются ведомыми. По этой причине их еще называют
"периферийными устройствами" или "периферией".
Все вместе они образуют системную шину. Начнем по порядку. Шина данных. Шина адреса. Шина управления.
И еще несколько специальных сигналов, о которых мы поговорим позже. Все, что было сказано выше, описывает общие принципы построения микропроцессорных
устройств. В данной рассылке мы будем рассматривать гораздо более узкий
вопрос. Мы будем изучать простую микропроцессорную систему, имеющую восьмиразрядную
шину данных и шестнадцатиразрядную шину адреса. Процесс записи данных в память происходит в следующей последовательности:
Сначала центральный процессор выставляет на адресную шину адрес нужной
ячейки памяти. Затем на шину данных он выставляет байт, предназначенный
для записи в эту ячейку. После чего акти-визируется сигнал MREQ,
разрешающий доступ к модулю памяти. И уже затем процессор устанавливает
сигнал WR в активное состояние (лог. 0). Именно по этому сигналу
происходит запись байта в ячейку памяти, адрес которой присутствует на
шине адреса. Операции чтения из порта и записи в порт происходят аналогично операциям
чтения/записи ОЗУ. Различие лишь в том, что вместо сигнала MREQ,
в активное состояние пере-ходит сигнал IORQ, разрешающий работу
портов.
На сегодня пока все. Как вы наверно уже догадались, сегодняшняя рассылка по сути является главой из моей книги. Если вы желаете узнать о книге подробнее, перейдите по ссылке http://microprocessor.by.ru/book.htm Напишите мне пожалуйста, какие темы вы хотели бы видеть в моей рассылке. Все мнения и замечания прошу присылать по адресу belov@gomail.com.ua
|
Автор рассылки Белов А.В. belov@gomail.com.ua |
http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru |
Отписаться
Убрать рекламу |
В избранное | ||