Стробы обмена информацией

Лекция 8.
Взаимодействие микропроцессора
с внешними устройствами.
Системный контроллер.
Работа с устройствами памяти.
Структурная схема микропроцессора КР580ВМ80
Выводы микропроцессора КР580ВМ80
CLK1, CLK2 – вход двух
неперекрывающихся последовательностей импульсов
синхронизации;
INT (IN Terrupt) – вход сигнала запроса прерывания;
INTE (IN Terrup Enable) – выход сигнала разрешения прерывания;
READY – вход сигнала готовности внешнего устройства или памяти к
обмену;
WAIT – выход сигнала подтверждения ожидания; активный уровень сигнала
свидетельствует о том, что процессор перешел в режим ожидания и
выполняет такты ожидания;
HOLD – вход сигнала запроса прямого доступа к памяти (ПДП) или запроса
захвата шин;
HLDA (HoLD Acnnowledge) – выход сигнала подтверждения ПДП;
RESET – вход сигнала начальной установки (сброса);
Выходы микропроцессора КР580ВМ80
DBIN (Data Bus IN) – выход сигнала чтения; высокий уровень
этого сигнала свидетельствует о том, что двунаправленная шина
данных находится в режиме приема информации;
WR (WRite) – выход сигнала записи; низкий уровень этого сигнала
свидетельствует о том, что двунаправленная шина данных
находится в режиме выдачи информации;
SYNC (SYNChronization) – выход сигнала синхронизации; высокий
уровень этого сигнала свидетельствует о том, что по шине данных
передается байт состояния (SW – Status Word), который
используется для формирования некоторых управляющих слов.
Системный контроллер микропроцессора
КР580ВМ80
Системный контроллер (СК) структурно включает:
дешифратор состояния, управляющую логику, генератор и
дешифратор командных сигналов и сигналов управления.
СК при работе в составе МП состоит из двунаправленной
буферной схемы данных и обеспечивает: обработку прерываний,
прямой доступ к памяти, управление магистральными
приемопередатчиками.
Назначение СК - связывает
процессора с внешним интерфейсом.
внутренний
интерфейс
Управляющие сигналы, генерируемые СК: MRD, MWR,
IORD, IOWR, INTA.
INTA – управляющий сигнал разрешения прерывания.
Синхронный и асинхронный обмен информацией
Возможны два режима последовательной передачи данных:
синхронный;
асинхронный.
Строб
обмена
tимп
Строб
обмена
Подтверждение
Синхронный обмен
Асинхронный обмен
Стробы обмена информацией:
Строб записи - определяет момент проведения операции
записи. Говорит исполнителю, что он может принять данные от
заказчика (процессора).
Строб чтения - определяет момент проведения операции
чтения. Говорит исполнителю, что он может выдать свои данные
для заказчика (процессора).
Сравнение синхронного и асинхронного обмена
информацией
Синхронный режим - более простой (не требует сигнала
подтверждения), но не дает гарантии того, что исполнитель успеет
завершить операцию до конца цикла. Циклы обмена всегда
одинаковой длительности.
Асинхронный режим - более сложный (требует сигнал
подтверждения), но дает гарантию того, что исполнитель успел
завершить операцию до конца цикла. Циклы обмена разной
длительности в зависимости от быстродействия исполнителя.
Скорость обмена - при синхронном режиме постоянная,
определяется заказчиком (процессором). При асинхронном
режиме может быть быстрее или медленнее.
Микросхемы памяти
Память – это совокупность технических средств –
запоминающих цифровых устройств (микросхем памяти),
предназначенных для приема (записи), хранения и обмена
(считывания) информации, представленной двоичным
кодом, с другими цифровыми устройствами.
Структура микросхем памяти
Классификация микросхем памяти
Микросхемы памяти
ПЗУ
ОЗУ
МПЗУ
Статические ОЗУ
ППЗУ
Динамические ОЗУ
РПЗУ
РПЗУ – ЭС
РПЗУ – УФ
FLASH
С симметричными
блоками
С несимметричными
блоками
Основные параметры микросхем памяти
• разрядность – определяется количеством бит ячейки
памяти или количеством разрядов шины данных;
• адресное пространство (число ячеек) – максимально
возможное число слов, хранимых микросхемой;
• информационная емкость – количество единиц
информации, которое может одновременно храниться в
микросхеме памяти;
• организация ЗУ – произведение разрядности микросхемы памяти на количество ячеек микросхемы памяти;
• быстродействие ЗУ;
• энергонезависимость – способность микросхемы
сохранять данные после исчезновения напряжения питания.
Типы выхода
У микросхем памяти выход может находиться
в одном из трех состояний: соответствующие логи-ческим
0 или 1 и высокоомное состояние. Выходное напряжение в
третьем состоянии имеет уровень, равный приблизительно
половине наибольшего значения выходного напряжения.
Выход микро-схем памяти может быть с открытым
коллектором, открытым эммитером или с тремя
состояниями. Наличие у микросхемы того или иного
выхода указывается на ее условном обозначении
специальным знаком:
выход с тремя состояниями;
выход с открытым эмиттером;
выход с открытым коллектором.
Взаимодействие МП с памятью по системной магистрали