Интерфейс запоминающего устройства

МП КР580ВМ80, имея 16 разрядную шину, обеспечивает доступ к 65536 ячейкам памяти. Доступ к нужной ячейке памяти может быть последовательным или произвольным. Последовательный дос­туп предусматривает необходимость прохода через все ячейки, расположенные до искомой, что требует определенного отрезка времени. При произвольном доступе данные считываются за мень­шее время из-за того, что массив 65536 ячеек разбивается на 16 сегментов по 4096 ячеек и МП имеет доступ ко всем сегментам одновременно, но считывается информация только с нужного сег­мента. Поиск нужного сегмента производит селектор адреса ЗУ. Как отмечалось выше, селектор адреса управляется по линиям A12-A15 ША, а адрес ячейки памяти в сегменте определяется по осталь­ным ее линиям А0‑А11 (см. рис. 2.8).

При рассмотренном принципе построения ЗУ воображаемая па­мять МПС будет оптимальной по количеству микросхем при исполь­зовании в ЗУ микросхем ПЗУ и ОЗУ с информационной емкостью 32768 Бит и организацией памяти 4096 слов х 8 разрядов (4к х 8). При использовании микросхем памяти с меньшей информационной емкостью увеличится их количество, что соответственно увеличит габариты и массу МПС и снизит ее надежность.

В МПС и микроЭВМ первый сегмент с адресом от 0000 до 0FFF (см. рис. 2.7) отводят ПЗУ, в котором записана программа монитора и информация о константах, кодах дисков, матрицы функций и др. После включения питания и установки всех триггеров МП в состояние "0" на выходе счетчика команд СК будет адрес ячей­ки памяти 0000Н, в которой записана первая команда по вводу МПС в работу.

Второй сектор с адресами от 1000 до 1FFF резервный, тре­тий сектор с адресами 2000 – 2FFF отведен ОЗУ и т. д.

На рис. 2.8 приведена часть схемы МПС, включающая МП, ПЗУ и ОЗУ. С выходами D0-D7 ПЗУ и выходами D0-D7 ОЗУ соеди­нены 8 линий ШД. Для активизации микросхемы ПЗУ необходимо на ее вход активизации ОЕ подать "0" с выхода RD МП. Одновременно необходимо подать "0" на вход CS (выбор кристалла) с нулевого вывода селектора адреса, реализованного на двоично-десятичном дешифраторе 4/16, преобразующем двоичный код с линий A12-A15 ША на двоичных входах в десятичный код. При наличии на всех линиях A12-A15 низкого уровня (0000₂) необходимый для входа ОЕ низ­кий уровень (0) будет на нулевом выводе дешифратора, при этом на остальных 15 выводах будет высокий уровень 1. Адрес необхо­димой ячейки укажет код на линиях А0 ÷ А11 ША. В случае начала работы МПС он должен быть 0000Н (0000 0000 0000 0000₂).

При наличии указанной информации на входах ПЗУ на ее выхо­дах D1-D7 появится код команды на шину данных МП.

Для доступа к необходимой ячейке ОЗУ необходимо кроме 0 сигнала на входах ОЕ и CS подать на вход WR/RД сигнал 1 с вывода WR МП. При этом на линиях А12-A15 = 0011₂ а требуе­мый адрес ячейки ОЗУ на линиях А0-А11.

Для записи новой информации в микросхему ОЗУ необходимо с выхода WR МП подать сигнал 0 на вход WR/RD ОЗУ.

Рис. 3.1. Временная диаг­рамма сигналов МП и ЗУ

В работе микросхем ПЗУ и ОЗУ важное значение имеет не толь­ко адреса­ция, но и синхронизация, что отражает временная диаг­рамма сигналов МП (рис. 3.1). Верхняя линия диаграммы представ­ляет переход адресных линий А₀-А₁₅ на их соответствующий ло­гический уровень, аналогично изменяются потенциалы и на линиях А12-А15 вызывая появление сигнала 0 на входе СS микросхемы ЗУ. Спустя некоторое время МП активизирует вход управления счи­тыванием RD, вызывая процесс выдачи данных из ПЗУ. Эта задержка опреде­ляет время доступа к чтению. Аналогичная задержка происхо­дит между моментами выдачи адреса и данных и характеризует время доступа к записи.

Время доступа в память ПЗУ и ОЗУ является важным показателем этих мик­росхем и зависит от функционального назначения, информа­ционной емко­сти и технологии изготовления.

В МПС с КР580ВМ80 используют для ОЗУ статические и динамические мик­росхемы, выполненные по n-МДП и КМДП- технологиям серий 132, 176, 537, 561, 565 типа РУ (например КР537РУ10). Вре­мя выборки адреса у них зави­сит от информационной емкости и составляет от 70 до 1000 нс.

Для построения ПЗУ используется несколько видов микросхем: РЕ, РТ, РВ, РР, РФ.

Микросхемы постоянных запоминающих устройств РЕ выполняют по масоч­ной технологии, записывая программу сразу в процессе изготовления. Записывают в них обычно коды, константы, программное обеспечение (редакторы тек­стов, ассемблера, операционные системы). Например, в микросхеме KP568PE2-00I записаны коды шести алфави­тов (русский, латинский, арабский, греческий, корейский и иврит). Время выборки у них от 300 до 900 нс.

Микросхемы постоянных запоминающих устройств РТ – однократно про­граммируемые, обычно на заводе – изготовителе микропроцессорных систем. В микросхемы записываются монитор МПС, подпрограммы и др. Время выбор­ки у них от 80 до 300 нс.

Микросхемы перепрограммируемых постоянных ЗУ вида РР и РФ позво­ляют пользователю МПС изменять заложенную на заводе – изготовителе про­грамму. Микросхемы РР имеют электрическое стирание ста­рой программы, а РФ – ультрафиолетовое. Запись информации у них электрическая, время хране­ния информации до 10 лет. Время вы­борки от 300 до 1600 нс.

3.2. Интерфейс с устройствами «ввода – вывода» данных

Как отмечалось ранее, МПС, выполненная на КР580ВМ80, обеспечи­вает возможность подключения к устройствам ввода - вывода до 256 датчиков и 256 исполнительных механизмов.

Интерфейс ввода - вывода данных в различных МПС может иметь особен­ности, однако можно выделить четыре типа организации интерфейса: адресуемый порт; коммутируемый порт; линейный выбор и обращение к устрой­ству ввода - вывода по аналогии с обращением к памяти (распределение адрес­ного пространства).