11. Понятие интерфейса; виды памяти; порты ввода/вывода
Интерфейс(Перевод – общая граница.)
Интерфейс микропроцессора (системный интерфейс) – это набор цепей, связывающих микропроцессор с памятью и устройствами ввода/вывода, алгоритмы передачи сигнала по цепям, их электрические параметры, тип соединительных элементов.
Для сопряжения микропроцессорной системы с внешним устройством (системного интерфейса с интерфейсом внешнего устройства) служат контроллеры внешних устройств. Упрощение и унификация аппаратуры сопряжения достигается за счет введения промежуточных стандартных интерфейсов (параллельных и последовательных).
RS232C/Стык С2 – последовательный
Centronics/ИРПР М – параллельный.
Память. Виды ПЗУ
Предназначена для хранения программ.
ROM – масочное ПЗУ, PROM – однократно записываемое ПЗУ, EPROM – перепрограммируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, EEPROM – с электрическим стиранием, FLASH – с электрическим стиранием блока.
Дешифратор
дешифратор памяти дешифратор устройств ввода/вывода
Дешифратор делит адресное пространство между элементами микропроцессорной системы. Он также служит для обеспечения обращения к программно доступным элементам. Дешифратор может быть построен по схеме полной дешифрации адреса, когда на него заводятся все линии шины адреса. В этом случае обеспечивается доступ к отдельному адресу в адресном пространстве.
Построение дешифратора по схеме частичной дешифрации позволяет экономить аппаратуру дешифрации в результате присвоения адресуемому элементу не отдельной ячейки адресного пространства, а группы ячеек. Существует правило: адресное пространство делится на количество внешних устройств, а затем ставят дешифратор с количеством выводов, равных числу внешних устройств.
Порт ввода/вывода
Порт – это адресуемый регистр. Различают порт ввода – источник данных и порт вывода – приемник информации. Интерфейс портов такой же как и у памяти.
12. Общая структура контроллера. Взаимодействие с внешними устройствами
Взаимодействие микропроцессора и внешнего устройства должно происходить по определенным правилам, называемым протоколом согласований, поэтому для реализации обмена информацией между внешними устройствами и микропроцессором в общем случае, кроме портов данных (порт ввода и порт вывода) используется порт состояния и порт управления. Через порт состояния микропроцессор получает информацию о состоянии внешнего устройства, через порт управления процессор передает команды внешнему устройству.
13. Пример включения контроллера в систему
Пример включения нескольких контроллеров в систему и одиночных портов в систему с Гарвардской архитектурой и общей шиной для ОЗУ и УВВ. ША – 16 разрядная, ШД – 8 разрядная, количество внешних устройств – 8.
Максимальное количество регистров в одном УВВ – четыре. Адресное пространство данных и УВВ 64К. Емкость ОЗУ – 32К
1)Адресное пространство ОЗУ и УВВ
2)
3)
А0 и А1 не должны влиять на выбор устройства, т.к. они должны определять выбор конкретного регистра внутри УВВ.
4)Портам ввода и портам вывода может быть назначен один и тот же адрес, т.е. 2 регистра будут иметь один адрес. Это возможно вследствие того, что один регистр (порт ввода) доступен по чтению, а порт вывода доступен по записи.
14.Пример включения портов ввода/вывода в систему
Порт ввода
Портом ввода может быть и не регистр, а обычная логическая схема с 3-мя состояниями.
Порт вывода
Через него процессор выводит данные для внешних устройств. Адрес тот же самый.
15.Однокристальные микроконтроллеры. Закрытая архитектура
Все функциональные узлы расположены на одном кристалле.
Архитектура однокристальных микроЭВМ, в основном, строится гарвардского типа (память программы разделена). С точки зрения расширения архитектуры, архитектуру однокристальных микроЭВМ можно разделить на 2 типа:
однокристальные микроЭВМ закрытой архитектуры;
однокристальные микроЭВМ открытой архитектуры.
МикроЭВМ первого типа не имеют внешних выводов, шины адреса, шины данных и шины управления.
Расширение закрытой архитектуры
Нехватка внешних выводов.
В настоящее время наиболее просто расширяется или подключается к контроллерам закрытой архитектуры внешние элементы, имеющие последовательный интерфейс. Существует много АЦП и ЦАП, которые имеют последовательный интерфейс.
Если у однокристального микроконтроллера нет встроенного интерфейса последовательного обмена, то обмен по последовательному каналу может быть осуществлен при помощи программной реализации последовательного обмена.