"Структурная схема микропроцессорного модуля и блок центрального процессора"
1. Цели занятия
Углубление и закрепление полученных теоретических знаний по архитектуре процессоров, изучение методов разработки структурных схем универсальных микропроцессорных модулей (МП), способов подключения к процессорам вспомогательных функциональных элементов и получение практических навыков разработки структурных и принципиальных схем микропроцессорных устройств.
2. Основные теоретические положения.
Структурная схема устройства представляет собой графическое представление состава основных функциональных элементов устройства и связей между ними. Для составления структурной схемы необходимо определить, из каких блоков должно состоять проектируемое устройство, какие информационные потоки циркулируют между ними, какие из устройств являются источниками сигналов, а какие приемниками. Состав основных блоков устройства определяется функциями, которые эти блоки должны выполнять для решения задач, поставленных перед проектируемым устройством.
Блоки на структурной схеме изображаются в виде прямоугольников, внутри которых помещается название блока. Размеры блоков структурной схемы не регламентируются, а выбираются исходя из размеров названия, количества подводимых к ним связей, рационального заполнения листа чертежа.
Микропроцессорные модули, используемые в качестве встроенных устройств в информационно-управляющих системах, представляют собой специализированную электронно-вычислительную машину (ЭВМ), предназначенную для сбора входных данных, арифметической и логической их обработки, хранения, поиска и выдачи информации по запросу пользователя. Обобщенная структурная схема ЭВМ изображена на рисунке 1.1. Схема памяти представлена двумя модулями: постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). Устройства ввода/вывода разделены на устройства последовательного и параллельного обмена данными. Для начальной установки модуля и синхронизации функциональных узлов введен отдельный блок.
Центральный процессор МП модуля (рисунок 1.2), кроме собственно процессора CPU, содержит генератор тактовых импульсов, который вырабатывает последовательность одного или сдвинутых по фазе нескольких тактовых импульсов для синхронизации работы всего устройства, схему начального сброса R1,C,Sw, формирователь шины адреса (буфер) BF, системный контроллер SC, выполняющий функции формирователя шины данных, регистра слова состояния и формирователя сигналов записи/чтения памяти и портов ввода/вывода.
|
Рисунок 1.1 – Структурная схема типового микропроцессорного модуля
|
Системный контроллер на основании слова состояния цикла шины вырабатывает раздельные сигналы обращения к памяти и портам ввода/вывода.
|
Рисунок 1.2 – Схема центрального процессора МП модуля
|
3. Программа занятия
Освоение методики составления структурной схемы простейшего микропроцессорного модуля.
Разработка структуры МП модуля согласно варианту задания на проектирование.
Составление электрической принципиальной схемы блока центрального процессора.