Συστήματα Μικροϋπολογιστών

Transcript

1 Συστήματα Μικροϋπολογιστών Μονάδες Ε/Ε και μνήμες Μικροεπεξεργαστών Υπεύθυνος Μαθήματος: K. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ

2 Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

3 Σύστημα Βασισμένο σε Μικροεπεξεργαστή

4 Βασικά Κυκλώματα με Εφαρμογή Κύκλωμα Παραδείγματα Θύρες Εξόδου εδομένων ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ (8-bit) 74S373 74S374 Θύρες Εισόδου εδομένων ΑΠΟΜΟΝΩΤΕΣ (buffers 8-bit) Μονής Κατεύθυνσης ιπλής Κατεύθυνσης 74S540 74S541 74S645 Επιλογή Συσκευών ΑΠΟΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΤΕΣ 74S138 (3-σε-8)

5 Καταχωρητές & Μανδαλωτές Χρησιμεύουν σε: Συγκράτηση δεδομένων Υλοποίηση θυρών εξόδου στα μυ-σ Παραδείγματα συσκευών (TT): 74S373 (level-triggered) 74S374 (edge-triggered)

6 74S373 - Μανδαλωτής «Κλειδώνει» χωρίς ρολόι, με το επίπεδο τάσης της εισόδου E (atch Enable) SN54S/74S373 atch Enable 11 E 3 D0 D G D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D D D D D D D G G G G G G G Dn E OE On Z* 1 OE O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O

7 74S374 - Καταχωρητής Καταχωρείται νέα τιμή μόνο στο θετικό μέτωπο της εισόδου CP Dn CP OE On Z* SN54S/74S374 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 11 CP CP D 3 CP D CP D CP D CP D CP D CP D CP D 18 1 OE O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7

8 Απομονωτές (buffers) Χρησιμεύουν σε: Ενίσχυση και απομόνωση γραμμών δεδομένων Υλοποίηση θυρών εισόδου στα μυ-σ Παραδείγματα συσκευών: Βuffers (8-bit): 74S540 74S541 8-bit Transceiver (Transmitter Receiver) 74S645

9 8-bit Buffers (74S540-1) 74S540: Αναστρέφει 74S541: εν αναστρέφει E 1 E 2 ΕΙΣΟ ΟΙ ΕΞΟ ΟΙ Ε1 Ε2 Α X X A 1 Y X Z Z A 2... Y X Z Z A 8 Y 8

10 8-bit Transceiver (74S645) είσοδος DIR επιλέγει την κατεύθυνση G DIR Λειτουργία Β Α Α Β X Απομόνωση

11 Αποκωδικοποιητές Χρησιμεύουν σε: Αποκωδικοποίηση διεύθυνσης για επιλογή συσκευών Παράδειγμα: 74S E1 E2 E3 A0 A1 A2 E O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O

12 74S138 Αποκωδικοποιητής 3-σε-8 E1 E2 E3 A0 A1 A2 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 INPUTS OUTPUTS TRUT TABE

13 Χρήση αποκωδικοποιητών (1) Συμβατική αποκωδικοποίηση διεύθυνσης συσκευής (με χρήση λογικών πυλών): Κάθε διεύθυνση χρειάζεται τη δική της λογική συνάρτηση Προκύπτει πολύπλοκο κύκλωμα για πολλές συσκευές

14 Χρήση αποκωδικοποιητών (2) Cascading αποκωδικοποιητών: E 1,2 E 3 A B C 74S138 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 D E F 74S Το κύκλωμα απλοποιείται για μεγάλο αριθμό διευθύνσεων Κάθε αποκωδικοποιητής πολλαπλασιάζει τον αριθμό των διευθύνσεων που μπορούν να αποκωδικοποιηθούν F 3 D E F 74S γραμμές διευθύνσεων: 2 6 = 64 [64 / 8] +1= 9 αποκωδικοποιητές

15 Ενεργοποίηση Συσκευής Ενεργοποίηση με βάση τη διεύθυνση Address Bus (A 7 - A 0 ) A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A μυ ιεύθυνση Συσκευής 78 e = Data Bus (D 7 - D 0 ) G Συσκευή RD WR

16 Παράδειγμα: Ενεργοποίηση θύρας εξόδου Address Bus DIR μps Data Bus Data Bus ENABE 0 Transceiver (Driver) DECODER ENABE 6 ENABE 7 Data Bus Data Bus Input port D Output port clock CK '

17 Σύνθετη θύρα Εισόδου/Εξόδου

18 Συστήματα Μνημών D 0 - D 7 A 0 - A 10 ROM 1 ROM 2 Χωρητικότητα: CE CE = 4 Kbytes. A 0 - A : ROM : ROM 2 A 11 ROM 1 ROM 2 A11 A10A9 A8A7A6A5A4A3A2A1A

19 Παράδειγμα 1 ίνεται μια μνήμη 4 Kbytes τύπου ROM. Να δοθούν τα κυκλώματα οδήγησης της εισόδου επιλογής CS για τις εξής περιπτώσεις: Η μνήμη να καταλαμβάνει την περιοχή FFF e Η μνήμη να καταλαμβάνει την περιοχή FFF e

20 Παράδειγμα 1 Α A 0 - A 11 ROM 4KB D 0 - D 7 A 12 A 13 A 14 A 15 CS F F F

21 Παράδειγμα 1 Β A 0 - A 11 ROM 4KB D 0 - D 7 A 12 A 13 A 14 A 15 CS F F F

22 Παράδειγμα 2 ίνεται μια μνήμη 4 Kbytes τύπου ROM. Να δοθεί κατάλληλο κύκλωμα αποκωδικοποίησης της διεύθυνσης ώστε η μνήμη να κατανεμηθεί σύμφωνα με τον παρακάτω χάρτη: Τα πρώτα 2 Kbytes στην περιοχή: 1000Η 17FF Τα τελευταία 2 Kbytes στην περιοχή: FF Περιοχή 1 Περιοχή 2 A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A

23 Παράδειγμα 2 Λύση Διευθύνσεις Συστήματος A 0 - A 10 Aφορούν σε διευθύνσεις της μνήμης A 0 - A 10 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 A 14 A 11 D 0 - D 7 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 CS ROM 2732

24 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα» του ΕΜΠ έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.