Жады интерфейсі. Енгізу-шығарудың негізгі интерфейсі

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Лекция 8. Жады и нтерфейсі. Енгізу-шығарудың негізгі интерфейсі.

Әрбір жүйе микропроцессора (жай және күрделі) негізінде есте сақтау жүйесіне ие. Intel микропроцессорлар тобы бұл бойынша басқа топтардан ерекшеленбейді.

Барлық жүйелер жадтың негізгі 2 түріне ие: тұрақты есте сақтау құрылымы (ТЕҚ) және жедел есте сақтау құрылғысы (ЖЕҚ) . ТЕҚ жүйелік программалық қамтаманы иелейді, ал ЖЕҚ уақытша мәліметтерді және қолданбалы программалық қамтаманы сақтауға арналған. Бұл бөлімде 8-, 16-және 32-разрядты мәліметтер шиналы жадтардың өзара әрекеті қарастырылған.

Есте сақтау құрылғысы

Жадтардың жалпы төрт типі қарастырылған:

тұрақты есте сақтау құрылымы (ТЕҚ) немесе ағылшыша ROM (readonly memory) ;

Флэш-жад ;

Статикалық ЖЕҚ (SRAM - Static Random Access Memory) ;

Динамикалық ЖЕҚ (DRAM - Dynamic Random Access Memory) .

Есте сақтау құрылғысының барлық элементтерінің жалпы қорытындысы ( 8. 1-сурет) .

8. 1-сурет. ТЕҚ ретінде де, ЖЕҚ ретінде де адрес, мәліметтер және басқаруға сәйкес псевдожадтың қандай да бір жалпыланған элементі

Адрес қорытындысы

Есте сақтау құрылғысының барлық элементтері адрес түсетін және ЕҚ-да жадтың белгілі бір ұяшығын таңдау үшін арналған қорытындыға ие. Адрес қорытындысы А0 -ден Ап -ға дейін белгіленеді.

ЕҚ-ның қазіргі заманғы элементтерінің көпшілігі 1 (1024) -тан 64 Мбит (67 108 864) -қа дейінгі жадқа ие. ЕҚ

Он алтылық адрес 400Н 1 Кбайт жад жүйесі секциясын көрсетуі мүмкін.

Мәліметтер адресі

ЕҚ-ның барлық элементтері шығуға(О) және енгізу-шығуға (I/O) арналған қорытындылар жиынына ие. Қазіргі кезде көп ЕҚ екі ағыттағы мәліметтер қорытындысына ие: жазу амалы кезіндегі мәліметтер енгізу үшін және оқу кезіндегі шығару үшін. ЕҚ элементтнрінің мәліметтерінің қорытындысы графикалық сұлбада 8-разрядты жад ұйымдастырылуы үшін DO-D7 деп белгіленеді.

Таңдау қорытындылары

ЕҚ әрбір элементі кіру сигналы үшін қорытындыға ие. Қорытындының мұндай типі кристалл таңдауы CS (chip select), таңдау кристалының мүмкіндігі СЕ (chip enable) немесе жай таңдау S (select) деп аталады. ЖЕҚ элементтері бірден кем емес CS немесе S, ал ТЕҚ СЕ бірден кем емес кіруге ие. СЕ, CS немесе S қорытындысында белсенді сигналда ЕҚ элементі оқу немесе жазу амалдарын орындайды. Пассивті сигналда бұл қорытындыда элемент оқу не жазуды орындай алмайды, өйткені ол өшеді немесе оның жұмысына тыйым беріледі.

Басқарушы қорытындылар

ЕҚ барлық элементтері басқарушы қорытындылардың бірнеше түріне ие. ТЕҚ элементі тек бір басқарушы кіруге ие, онда ЖЕҚ элементі - бір немесе екі асқарушы кіруге ие. ТЕҚ басқарушы қорытындысы ОЕ (output enable) шығу мүмкіндіктері немесе сұлба жұмысының мүмкіндігі G (gate) жад элементі ақпараттық қорытындыларында шығуына мүмкіндік береді.

Егер ОЕ және CS шығуындағы сигналдар белсенді болса, мәліметтер шығу мүмкін. Егер ОЕ шығуында пассивті болса, онда мәліметтер шығуы өшірілген және жоғары импеданс жағдайында тұрады. ОЕ сигналы ЕҚ элементіндегі орнатылған буферлік сұлбалар жағдайларына мүмкіндік береді және тыйым салады және мәліметтерді оқу үшін белсенді болуы керек. ЖЕҚ жады элементі бір немесе екі басқарушы кіруге ие. Егер бір басқарушы кіру бар болса, онда ол R/W (оқу/жазу) деп белгіленеді.

Егер ЖЕҚ жады элементі екі басқарушы шығуға ие болса, онда олар WE (немесе W ) и ОЕ (немесе G ) белгіленеді.

ТЕҚ жүйе үшін резидентті боп табылатын және тоқ көзін ажыратқанда өзгермеуі тиіс программалар мен мәліметтерді сақтайды. ТЕҚ бір ғана рет программаланады . Жадтың бұл типі энергия тәуелді жад деп аталады (nonvolatile memory) . Қазіргі кезде Теқ түрлері көп. EPROM (erasable programmable read-only memory) типіндегі ТЕҚ ультрафиолетті өшірумен(РПЗУ-УФ) программалық қамтаманы жиі өзгерту үшін қолданылады. Жаңа ТЕҚ қолдану тиімді болуы үшін программалау бойынша завод шығындарын компенсациялау мақсатында 1 нан кем емес санда бұйыртпа беру керек. РПЗУ-УФ қолданушының өзімен программаланады. Жазылған ақпаратты қажет жағдайда жоғары интенсивті ультрафиолет сәулелену ықпалымен өшіруге болады. ТЕҚ және РПЗУ -дан басқа бір еселі программаланушы ТЕҚ лар бар, басқаша айтқанда PROM (programmable read-only memory) .

Тағы бір жаңа тип RMM (read-mostly memory - жартылай тұрақты ЕҚ) флэш-жадпен (flash memory) тұрады. Флэш-жад элементтерін репрограммаланушы ТЕҚ электрлік өшірушісі бар (РПЗУ-ЭС) немесе EEPROM (electrically erasable programmable ROM) басқаша энерготәуелді ТЕҚ (nonvolatile ROM) деп атайды. Бұл ЕҚ-дағы ақпарат электлік өшіріледі, бірақ көп уақыт кетеді. Флэш-жад, мысалы, видео-плат ақпараттарын сақтауға арналған.

8. 2-сурет 2716 типіндегі EPROM көрсетедіі, ол неғұрлым сипатты репрограммалаушы құрылғы. Бұл ЕҚ 11 адрестік қорытындыға және 8 мәліметтер шығуына ие. 2716 типіндегі EPROM 2К х 8 ұйымдастылуымен 16 Кбит сиымдылықтағы ТЕҚ боп табылады. Серия 27ХХХ РПЗУ-УФ (EPROM) келесі түрдегі микросхемаларды қамтиды: 2704 (512 х 8), 2708 (1К х 8), 2716 (2К х 8), 2732 (4К х 8), 2764 (8К х 8), 27128 (16К х 8), 27256 (32К % 8), 27512 (64К х 8) и 271024 (I28K х 8) . Әр компонент адреса шығуына, 8 мәліметтер шығуына, бір немесе одан көп кристалл таңдау мүмкіндігі шығуына (СЕ) және мәліметтер шығуы мүмкіндігі қорытындысына(ОЕ) ие.

8. 3-суретте 2716 типіндегі РПЗУ-УФ (EPROM) микросхемасын оқу режимі үшін уақытша диаграмма көрсетілген.

8. 2-сурет. 2716 типіндегі 2Кх8(а) сиымдылықты РПЗУ-УФ(EPROM ) микросхемаларшығуының орналасуы және оның блок схемасы

2716 типіндегі РПЗУ-УФ (EPROM) шығулары

Шығу Белгілеу

Ао-Аю Адрес сызығы (addresses)

СЕ/PGM Кристалл таңдау мүмкіндігі/программалау (chip enable/program)

OE Мәліметтер шығуы мүмкіндігі (output enable)

0о-07 Мәліметтер шығу сызығы (outputs)

8. 3-сурет . 2716 типіндегі РПЗУ-УФ (EPROM) оқу режимі үшін уақытша диаграмма

8. 1-Кесте.

2716 типіндегі РПЗУ-УФ (EPROM) жұмысы режимін таңдау

Режим: Режим

Қорытындылар жағдайы: Қорытындылар жағдайы

Режим: СЕ /PGM

: ОЕ

Қорытындылар жағдайы: Vpp

: V _cc

O ₀ -O ₇

Режим: Оқу

Қорытындылар жағдайы: Vil

: +5

Шығу мәліметтері

Режим: Мәліметтер шығаруға тыйым

: Айырмашылығы жоқ

Қорытындылар жағдайы: Vih

: +5

Жоғары қарсыласу

Режим: Ажырату

: V _H

Қорытындылар жағдайы: Безразлично

: +5

Жоғары қарсыласу

Режим: Программалау

: Импульс с Vil на Vih

Қорытындылар жағдайы: Vih

: +25

Шығу мәліметтері

Режим: Программалауды тексеру

: VlL

Қорытындылар жағдайы: Vil

: +25

Шығу мәліметтері

Режим: Программалауға тыйым

: V _L

Қорытындылар жағдайы: Vih

: +25

Жоғары қарсыласу

Тест шарттары:

Т _А = 0-70 'С, Vcc = +5 В +5%, V _PP = V _C c ±0, 6 В Шығу жүктемесі: 1 TTL микросхема және C _L = 100 пф Сигналдар фронттары: < 20 не Сигналдар деңгейі: 0, 8 -ден 2, 2 В-ға дейін

8. 2-Кесте.

2716 типіндегі РПЗУ-УФ (EPROM) микросхемасының уақытша сипаттамасы

Белгілеу: Белгілеу

Сипаттама: Сипаттама

Орнатылған шектер: Орнатылған шектер

Тест шарттары: Тест шарттары

Белгілеу: Мин.

Сипаттама: Макс.

Белгілеу: tACC

Сипаттама: Мәліметтерді алуға дейінорнатылған мезеттен бастап нақты адресті алу (Мәліметтерге кіру уақыты)

Орнатылған шектер:

Тест шарттары: 450

CE=OE=Vi _L

Белгілеу: Ice

Сипаттама: СЕ сигналын активизациядан мәліметтер алуға дейін кідірту

Орнатылған шектер:

Тест шарттары: 450

OE = V _lL

Белгілеу: tOE

Сипаттама: ОЕ сигналын активизациядан мәліметтер алуға дейін кідірту

Орнатылған шектер:

Тест шарттары: 120

CE = V, l

Белгілеу: tDF

Сипаттама: Задержка от момента сброса сигнала ОЕ сигналын түсіру мезетінен мәліметтерді жоғары импеданс күйіне ауыструға дейін кідірту

Орнатылған шектер: 0

Тест шарттары: 100

CE = Vil

Белгілеу: 1он

Сипаттама: Адресті алу мезетінен мәліметтер қорытындысын жоғары импеданс күйіне ауыстыруға дейін кідірту

Орнатылған шектер: 0

Тест шарттары:

CE = OE = Vil

Статикалық жад

Жадтың статикалық элементтері тоқтың тұрақты көзінен қорек беру уақыты аралығында міліметтерді сақтайды. Бұл құрылғыларда мәліметтерді сақтау үшін қоректен басқа ештеңе керек болмағандықтан олар статикалық деп аталады, ал жад статикалық (static memory) . Мұндай жад энергияға тәуелді(volatile memory) деп те аталады, өйткені ол қорек болмаса мәліметтерді сақтамайды. ТЕҚ элементтері мен RAM элементтері арасындағы негізгі өзгеелік сонда, ТЕҚ компьютеор сыртында программаланады және оларды тек оқу жүзеге асады, ал RAM элементтері ақпараттарды жедел жазу және оқуға арналған. SRAM элементтері аз сиымдылыққа салыстырғандағы жадтарды құруда қоданылады. Бүгінгі күнде жадтың кіші көлемі 1 Мбайттан аз емес саналады.

8. 4-сурет. TMS4016 типіндегі 2Кбайт сиымдылықты SRAM микросхемасы шығулары

Texas Instruments Incorporated

8. 3-Кесте

4016 типіндегі SRAM микросхемасының шығуларын белгілеу

Шығу Белгілеу

АО - А10 Адрестік сызықтар

DQ1-DQ8 Мәлімттерді енгізу-шығару

q мәліметтердің шығу мүмкіндігі (output enable)

S Кристалл таңдау (chip select)

Vcc Қорек кернеуі

Vss Жерлік шығу(ground) тұрақты ток көзінен

W Жазу мүмкіндігі шығуы (write enable)

Динамикалық жад

Сиымдылығы бойынша ең үлкен микросхема SRAM 128К х 8 ұйымдастырылуымен 128 Кбайт ⁶ құрайды. DRAM(dynamic memory) -ның бар микросхемалары64 Мбит ⁷ дейінгі жад сиымдылығына ие.

Динамикалық элементтер статикалық элементтерге көп жағдайларды ұқсас. Статикалық жад үшін есте сақтау элементтері болып триггерлер, ал динамикалық жад үшін сиымдылық боп табылады.

DRAM микросхемасының өндірушісі жақсы ішкі құрылым жасады.

8. 5-суретте орналасу көрсетілген.

Бұл микросхема тек сегіз адрестік шығуға ие.