Выбор соотношения между аппаратной и программной частями

 

При выборе соотношения между аппаратной и программной частью устройства необходимо руководствоваться прежде всего теми требованиями к устройству, которые предъявляются в ТЗ на данное устройство. Для получения высокого быстродействия, естественно, лучше будет если все компоненты системы будут реализованы аппаратно, что в свою очередь увеличит стоимость изделия в целом. Необходимо найти такое соотношение между программной и аппаратной частями, для которого при достаточной производительности, будет наименьшая стоимость изделия. В нашем случае можно предложить следующий вариант:

1: Блок хранения полученных в ходе работы устройства данных.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора микросхем ОЗУ.

2: Блок хранения «драйвера» устройства.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора микросхем ПЗУ.

3: Блок информационного обмена.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора портов ввода – вывода.

4: Блок диалога система – пользователь.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора схем индикации и клавиатуры.

5: Блок управления и анализа сигналов.

Данный блок реализуется аппаратно в виде микропроцессора Intel 8086 и программно в виде программы алгоритма работы микропроцессора.

6: Блок получения данных для последующей обработки.

Данный блок реализован аппаратно в виде дискретных элементов и таймера.

5. Проектирование аппаратных средств системы. Разработка функциональной и принципиальной схемы системы

В нашем курсовом проекте используется в качестве управляющего ядра отечественный аналог микропроцессора 8086 процессор К1810ВМ86 (далее просто ВМ86). Данный микропроцессор выполнен в едином сорокавыводном корпусе, по n-МОП-технологии. Потребляет данная микросхема 1.7 Вт, и питается от источника питания +5В.

Микропроцессор содержит четырнадцать 16-битовых внутренних регистра, и образует 16-битовую шину данных. Шина адреса имеет двадцать линий, что позволяет адресовать до одного мегабайта.

Назначение выводов микропроцессора ВМ86 приведено в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1- назначение выводов микропроцессора ВМ86

Обозначения	Назначение	Тип
	Линии шины адреса/данных Линии адреса/состояния Разрешение старшего байта шины/состояния Чтение, МП выполняет цикл чтения Готовность, адресованное устройство готово к взаимодействию с МП Запрос прерывания Немаскируемое прерывание Входной сигнал, проверяемый командой WAIT Тактовые импульсы Сброс, заставляет МП немедленно прекратить выполняемые действия Минимальный/максимальный режим работы	Выход Выход Выход Выход Вход Вход Вход Вход Вход Вход Вход

 

Для нормального функционирования микроЭВМ недостаточно управляющих сигналов, генерируемых микропроцессором. МикроЭВМ в каждом машинном цикле должна получать более полную информацию о состоянии МП.

Для принятия и передачи данных и команд микропроцессору необходимы вспомогательные микросхемы, входящие в состав комплекта. Приведём и их основные характеристики.

Генератор тактовых импульсов КР1810ГФ84 предназначен для управления центральным процессором КР1810ВМ86 и периферийными устройствами, а так же для синхронизации сигналов с тактовыми сигналами центрального процессора. Генератор тактовых импульсов включает схемы формирования тактовых импульсов , сигнал сброса и сигнала готовности.

 

Таблица 5.2. Назначение выводов микросхемы КР1810ГФ84

Наименование вывода	Назначение вывода
XTAL1,XTAL2	Выводы для подключения кварцевого резонатора
TANK	Вывод для подключения параллельного LC-контура
OSC	Выход генератора используемый для тактирования внешних устройств
Ф1,Ф2	Выходы тактовых импульсов
Ф2Т	Выход тактовых импульсов Ф2 ТТЛ-уровней
SYNC	Вход синхронизации
STSTB	Выход сигнала, используемого для фиксации слова состояния микропроцессора
RESIN	Вход для асинхронного сигнала сброса
RESET	Выход сигнала RESET микропроцессора
RDYIN	Вход для асинхронного сигнала готовности
READY	Выход сигнала READY микропроцессора

 

Схема формирования тактовых импульсов вырабатывает сигналы: -тактовой частоты для ВМ86, -тактовой частоты для управления периферийными БИС, -тактовой частоты задающего генератора, необходимые для управления устройствами, входящими в систему, и для синхронизации.

Сигналы могут формироваться из колебаний основной частоты кварцевого резонатора, подключаемого к входам Х1,Х2, или от внешнего генератора, подключаемого к входу .

Способ подключения генератора тактовых импульсов к микропроцессору показан на рис.5.1.

 

 

 

                                 

Рис.5.1. Подключение генератора тактовых импульсов к микропроцессору ВМ86.

 

Восьмиразрядные шинные формирователи КР580ВА86, применяются как буферные устройства данных в микропроцессорных системах. Формирователь состоит из восьми функциональных блоков с общими сигналами управления и .

Назначение выводов: А7-А0 – вход/выход линии данных. Они могут быть как входными, если на Т - сигнал высокого уровня, и выходными, если на Т- сигнал низкого уровня.

В7-В0 – вход/выход линии данных. Они являются входными, если на Т – сигнал низкого уровня, и выходными, если на Т – сигнал высокого уровня.

Т- входной сигнал управления направлением передачи. - входной сигнал разрешения передачи. При = 0 снимается Z-состояния с выхода усилителя –формирователя, выбранного по входу Т.