4.1.3 Проверочный расчет:

Проверочный расчет позволит определить более точное значение оптимального числа отсчетов, и позволит перейти к выбору ПЗУ и ОЗУ. Сделав проверочный расчет, мы точно определим микросхемы ЦПУ и ЦАП.

Время вывода одного отсчета tв находится в пределах от 0,4 до 30 микс. Т.е. время td зависит в основном от ЦАП, поэтому целесообразно выбрать в качестве ЦПУ КР580ВМ80А (nМОП), он полностью удовлетворяет условиям поставленной задачи, обеспечивая достаточную точность генерации сигнала.

В качестве ЦАП выберем микросхему К594ПА1. Это цифро-аналоговый преобразователь, который предполагает использование внешнего ОУ, предназначенный для работы с цифровыми ТТЛ сигналами, обладающую следующими характеристиками:

N=12;

tуст=3,5 микс;

=0,02%;

Таким образом:

ta=384 нс=0,4 микс ; tв=tуст=3,5 микс;

td=3,9 микс;

fd = = 40, 81 кГц;

K = fd / Fc =1020;

Согласно теореме Котельникова:

fd > Fc L (2,2 / );

fd / Fc(2,2 / ) > L;

6,558 > L;

Итог: L=6; fd=41 кГц; К=1020;

Предварительный расчет показывает, что в качестве ЦПУ и ЦАП можно использовать микросхемы КР580ВМ80А (nМОП-технология, совместима с биполярными ТТЛ (Ш) - схемами) и К594ПА1 (предназначен для работы с цифровыми ТТЛ сигналами) соответственно. Т.к. они оптимальным образом удовлетворяют требованиям поставленной задачи и точности генерируемого сигнала.

4.1.4 Выбор пзу:

Для выбора ПЗУ необходимо задаться основными характеристиками:

1) Выбирать ПЗУ будем из класса масочных ПЗУ, т.к. для решения поставленной задачи программа будет зашиваться один раз (на заводе изготовители), и в процессе эксплуатации программу изменять не нужно, также отсутствует возможность перепрограммирования пользователем данной МПС (отсутствие необходимых УВВ). Т.е. данный вариант оптимален.

2) Т.к. необходима совместимость ПЗУ с ЦПУ (КР580ВМ80А) и ЦАП (К594ПА1), то ПЗУ нужно выбирать на nМОП-структуре, при этом ПЗУ должно быть совместимо по входу и выходу с ТТЛ-схемами.

3) По предварительному расчету для хранения таблицы отсчетов нам необходимо N слов x M разрядов, где:

N=К=1020 слов в таблице отсчетов;

Максимальная разрядность одного слова Ммах=К/2=510, таким образом достаточно:

М=10;

Но так как стандартная микросхема ПЗУ содержит минимум 8 разрядов, то возьмем:

М=16;

Для получения 16 разрядов необходимо горизонтально нарастить ПЗУ, для этого достаточно взять две 8 разрядных микросхемы.

Учтем, что помимо хранения таблицы отсчетов в ПЗУ будет храниться программа и адреса ЗУ (устройств памяти) и устройств ввода/вывода.

Таким образом, минимальное число слов равно:

N=2048;

Тогда 2048 слов х 16 разрядов;

Наиболее подходящей микросхемой в качестве ПЗУ, согласно приведенным выше характеристикам, является микросхема КР568РЕ1 (2048 слов х 8разрядов).

4.1.5 Выбор озу:

1) Хотя динамическое ОЗУ обладает рядом преимуществ над статическим ОЗУ, выбрать ОЗУ будим из класса статических. Т.к. в СОЗУ отсутствует схема регенерации информации, что значительно упрощает управление СОЗУ и позволяет обойтись без специального контроллера управления ОЗУ. Также СОЗУ имеет, как правило один номинал питающего напряжения. К тому же учитывая выбранный нами способ вывода отсчетов, теряет смысл главное преимущество ДОЗУ – это высокое быстродействие по сравнению с СЗУ.

2) Т.к. необходима совместимость СОЗУ с ЦПУ (КР580ВМ80А), ЦАП (К594ПА1) и ПЗУ (КР568РЕ1), то СОЗУ нужно выбирать на nМОП-структуре, при этом СОЗУ должно быть совместимо по входу и выходу с ТТЛ-схемами.

3) Т.к. ОЗУ предназначено для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций (оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память), то для того чтобы определить оптимальную информационную емкость (и организацию) ОЗУ, нужно рассчитать максимальную емкость одной команды и одного слова данных, которые возможно будут храниться в ОЗУ в процессе выполнения программы. Учтем также, что в качестве способа ввода/вывода данных мы выбрали программно - управляемый режим. Что означает то, что данные в процессе выполнения программы будут предаваться непосредственно из ОЗУ на ИФ ЦАП (и далее на ЦАП), т.е. в СОЗУ будет содержаться массив отсчетов, плюс еще некоторое количество коротких команд необходимых ЦПУ. Таким образом, рассчитаем минимальную информационную емкость необходимую СОЗУ для проектируемой системы.

Самая длинная команда не превышает значение информационной емкости максимального слова данных, тогда:

N 1024 слова;

М 10 разрядов;

Таким образом, оптимальным является выбор десятиразрядного СОЗУ, но так как все микросхемы ОЗУ выполняются в виде малоразрядных (1 - 4 разряда), то для проектируемой микропроцессорной системы достаточно СОЗУ с организацией:

2048 слов х 1 разряда;

В этом случае на ИФ ЦАП будет выводиться по одному отсчету.

Наиболее подходящей микросхемой в качестве СОЗУ, согласно приведенным выше характеристикам, является микросхема КМ132РУ8А (1024 слов х 4 разряда = 4096 бит). Используя данную микросхему, на ИФ ЦАП можно будет выводить массив отсчетов, что увеличит точность генерации сигнала. Для генерации сигнала с частотой 40 Гц, как было сказано ранее, будем использовать программно – управляемые временные задержки с помощью последовательности команд NOP.