1. Методы разработки и отладки мпс: макетирование, моделирование. Сравнительная характеристика.
нах
2. Типовые компоненты микропроцессорных систем. Общая характеристика.
Микропроцессор - центральная часть любой микропроцессорной системы (МПС) - включает в себя АЛУ и ЦУУ, реализующее командный цикл. МП может функционировать только в составе МПС, включающей в себя, кроме МП, память, устройства ввода/вывода, вспомогательные схемы (тактовый генератор, контроллеры прерываний и ПДП, шинные формирователи, регистры-защелки и др.).
В любой МПС можно выделить следующие основные части (подсистемы) :
процессорный модуль;
память;
внешние устройства (внешние ЗУ + устройства ввода/вывода);
подсистему прерываний;
подсистему прямого доступа в память.
С вязь между процессором и другими устройствами МПС может осуществляться по принципам радиальных связей, общей шины или комбинированным способом. В однопроцессорных МПС, особенно 8- и 16-разрядных, наибольшее распространение получил принцип связи "Общая шина", при котором все устройства подключаются к интерфейсу одинаковым образом (Рис.1.1).
Все сигналы интерфейса делятся на три основные группы - данных, адреса и управления.
БИЛЕТ N 26
1. Инструментальные средства отладки микропроцессорных систем: логические, сигнатурные анализаторы и т.Н.
2. Интерфейсы. Общие определения, стандартные интерфейсы.
Интерфейс – совокупность программных и аппаратных средств, с помощью которых все компоненты ЭВМ объединяются для решения поставленной задачи.
Функции интерфейса:
дешифрация адреса
синхронизация обмена информацией
согласование формата данных
электрическое согласование
Интерфейс должен обеспечивать совместимость компонентов по быстродействию, по представлению, по электрическим характеристикам.
Способы согласования:
по быстродействию
ввод флажков готовности
ввод дополнительных буферов для согласования (FIFO)
по форме представления
обеспечение использования стандартных кодов кодировок
по архитектуре ЦП
по электрическим характеристикам
Характеристики интерфейсов:
размерность – число независимых информационных каналов, а также степень совмещения во времени процессорного взаимодействия (в большинстве = 1)
топология связей – внешнее размещение блоков в пространстве (внутриблочная, межблочная)
схема соединения – определяет структуру информационных каналов (параллельн., последоват., параллельно-последоват.)
технико-экономические показатели – пропускная способность (определяется временем передачи единицы информации), вместимость интерфейса (кол-во устройств для подключения без использования средств расширения), надежность (определяется временем работы на отказ), стоимость.
Стандартный интерфейс.
Стандартный интерфейс – совокупность унифицированных программных, аппаратных, конструк. средств, необходимых для организации взаимодействия различных функциональных элементов.
Внешние стандартные интерфейсы:
usb
RS2325
FireWire
SATA
Внутренние стандартные интерфейсы классифицируются по ШД (8-разр., 16-разр. и т.д.)
Внешний интерфейс - обеспечивает согласованность между внутренней системной шиной и внешними устройствами.
Внутренний интерфейс - объединяет ЦП, модули ЗУ, схему управления.
2 способа организации внутр. интерфейса:
Интерфейс с изолированной шиной
Интерфейс с общей шиной
Если в системе имеются и работают специализированные команды ввода/вывода информации, то это система с изолированной шиной. Если все устройства равноправны, то это система с общей шиной.
Изолированная шина:
Достоинства:
Короткий адрес порта (по сравнению с адресуемой памятью)
Легкая разработка сигнала подтверждения, стробирования
IN, OUT с точки зрения программиста все понятнее.
Недостатки:
Требуется отдельное декодирование для системы ввода/вывода
Общая шина:
Достоинства:
Любая команда, работающая с ЗУ, может работать с общей шиной
Упрощается декодирование, управление ввода/вывода
Легко встраиваются устройства
Недостатки:
Усложняется процесс отладки
Дешифратор усложняется из-за увеличения кол-ва устройств
Может возникнуть неопределенность при выполнении некоторых команд
БИЛЕТ N 27
1. Память типа FIFO. Принципы работы.
Память :
-линейная организация памяти RAM (память с произвольным доступом).
-организация памяти типа FIFO (first input,first out put).
FIFO-особый способ организации памяти, применяется как буферная память. Используется для согласования быстродействия между различными устройствами. Построена по принципу по принципу кольцевого буфера. Информация в FIFO не передвигается, двигаются только указатели. Должны быть указатели на голову и хвост. Голова – первая свободная ячейка. Микросхема FIFO имеют гораздо меньший объем, чем RAM.
буфер D1 D2
ЦП FIFO перефер.
У ст-во
флаг
Флаг ,что готовопринять данные
ЦП записал FIFO . Пока не получит весь процесс информации не обращается к ЦП.
Для организации FIFO используются специалазированные процессы памяти.
Для работы FIFO необходимо наличие 2-х указателей (указатель чтение , запись).Указатель записи показывает адрес слова куда была занесена последняя запись (последнюю / первую пустую ячейку).Указатель чтения указывает на слово , которое должно будет прочитано в очередном цикле чтения.
Алгоритм :
При записи очередного слова указатель записи сдвигается на пустую ячейку .При каждом чтении указатель сдвигается на 1 вправо .Наличие 2-х указателей бывает не достаточно и существуют специальные флажки :
FF (fifo поле)
EF (fifo пустое)
AF (почти пустое)
AEF (почти полупустое)
Есть дополнительные сигналы WR,DI,DO,RD
2. Устройства ввода-вывода информации в микропроцессорных системах.