Συστήματα Μικροϋπολογιστών Μονάδες Ε/Ε και μνήμες Μικροεπεξεργαστών Υπεύθυνος Μαθήματος: K. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ
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.
Σύστημα Βασισμένο σε Μικροεπεξεργαστή
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)
Καταχωρητές & Μανδαλωτές Χρησιμεύουν σε: Συγκράτηση δεδομένων Υλοποίηση θυρών εξόδου στα μυ-σ Παραδείγματα συσκευών (TT): 74S373 (level-triggered) 74S374 (edge-triggered)
74S373 - Μανδαλωτής «Κλειδώνει» χωρίς ρολόι, με το επίπεδο τάσης της εισόδου E (atch Enable) SN54S/74S373 atch Enable 11 E 3 D0 D G 4 7 8 13 14 17 18 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 O7 2 5 6 9 12 15 16 19
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 4 7 8 13 14 17 CP D CP D CP D CP D CP D CP D 18 1 OE 2 5 6 9 12 15 16 19 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7
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
8-bit Buffers (74S540-1) 74S540: Αναστρέφει 74S541: εν αναστρέφει E 1 E 2 ΕΙΣΟ ΟΙ ΕΞΟ ΟΙ Ε1 Ε2 Α 540 541 1 X 1 0 1 X 1 0 1 0 A 1 Y 1 0 0 X Z Z A 2... Y 2 0 0 X Z Z A 8 Y 8
8-bit Transceiver (74S645) είσοδος DIR επιλέγει την κατεύθυνση G DIR Λειτουργία Β Α Α Β X Απομόνωση
Αποκωδικοποιητές Χρησιμεύουν σε: Αποκωδικοποίηση διεύθυνσης για επιλογή συσκευών Παράδειγμα: 74S138 4 56 1 2 3 E1 E2 E3 A0 A1 A2 E O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0 15 14 13 12 11 10 9 7
74S138 Αποκωδικοποιητής 3-σε-8 E1 E2 E3 A0 A1 A2 O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 INPUTS OUTPUTS TRUT TABE
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
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 74S138... 000000 000001 000010 000011 000100 000101 000110 000111 Το κύκλωμα απλοποιείται για μεγάλο αριθμό διευθύνσεων Κάθε αποκωδικοποιητής πολλαπλασιάζει τον αριθμό των διευθύνσεων που μπορούν να αποκωδικοποιηθούν F 3 D E F 74S138 111000 111001 111010 111011 111100 111101 111110 111111 6 γραμμές διευθύνσεων: 2 6 = 64 [64 / 8] +1= 9 αποκωδικοποιητές
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 0 0 1 1 1 1 0 0 0 μυ ιεύθυνση Συσκευής 78 e = 01111000 Data Bus (D 7 - D 0 ) G Συσκευή RD WR
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 '
Σύνθετη θύρα Εισόδου/Εξόδου
Συστήματα Μνημών D 0 - D 7 A 0 - A 10 ROM 1 ROM 2 Χωρητικότητα: CE CE 2 12 8 = 4 Kbytes. A 0 - A 10 0 2047: ROM 1 2048 4095: ROM 2 A 11 ROM 1 ROM 2 A11 A10A9 A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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 0000 0FFF e Η μνήμη να καταλαμβάνει την περιοχή 1000 1FFF e
Παράδειγμα 1 Α A 0 - A 11 ROM 4KB D 0 - D 7 A 12 A 13 A 14 A 15 CS 0 0 0 0 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 0 F F F
Παράδειγμα 1 Β A 0 - A 11 ROM 4KB D 0 - D 7 A 12 A 13 A 14 A 15 CS 1 0 0 0 0001 0000 0000 0000 0001 1111 1111 1111 1 F F F
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: 4000 47FF Περιοχή 1 Περιοχή 2 A15 A14 A13 A12 A11 A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
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
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.