Разработка микропроцессорной системы. Составление карты распределения адресного пространства МПС под ОЗУ, ПЗУ, внешние и интерфейсные устройства, страница 8



1.7.  Построение  временных  диаграмм  для  режима  ввода  значения  Х5.

При  вводе  значения  Х5  используется  лишь  один  машинный  цикл - чтение  из  устройства  ввода / вывода.  Так  как  в  разрабатываемой  МПС  все  периферийные  устройства  отображаются  на  память,  чтение  значения  Х5  будет  аналогично  чтению  из  памяти.  В  общем-то  значение  Х5  читается  действительно  из  памяти,  а  именно  из  внутреннего  ОЗУ  многоканального  АЦП  КР572ПВ4.  В  это  ОЗУ  периодически  помещается  оцифрованное  значение  Х5 (микросхема  делает  это  автоматически) и  в  процессе  ввода  нужно  просто  достать  из  ОЗУ  текущее  значение  Х5.

Временная  диаграмма  здесь  будет  очень  похожа  на  временную  диаграмму  микропроцессора  в  режиме  чтения  из  внешней  памяти  данных,  но  нужно  показать  прохождение  сигналов  через  микросхемы  обрамления,  то  есть  показать  сигналы  в  промежуточных  точках.

В  основном,  все  управляющие  сигналы,  подаваемые  на  АЦП,  будут  связаны  с  моментом  выдачи  адреса  из  ОМЭВМ.  Так  адрес  на  шине  адреса  появится  лишь  через  10,5  нс  после  его  выдачи  из  процессора,  а  сигнал  CS1,  выбирающий  нужную  нам  микросхему,  появится  через  24,5 нс (8,5 - задержка  от  системного  дешифратора,  8,5 и  7,5 - от  схем  ИЛИ  и  НЕ  перед  дешифратором) после  вывода  адреса  на  ША.  Таким  образом,  данные  появятся  на  ШД  спустя  всего  лишь  24,5 + 10,5 = 35 нс  после  начала  выдачи  адреса  с  выводов  ОМЭВМ (порт  Р0),  причём  адрес  будет  стоять  102 нс.  Но  данные  поступают  на  те  же  выводы  процессора,  на  которых  установлен  адрес,  то  есть  возникнет  конфликт,  избежать  которого  можно,  отодвинув  момент  выдачи  сигнала  CS1  на  70 нс (102 - 35).  Задержку  можно  реализовать  с  помощью  RC - цепочки  с  С = 10 пФ (К76 - 3 - 10 пФ ± 25%),  тогда  величина  сопротивления  R = 2 * 70 нс / 10 пФ = 14 Ом (Р1 - 4 - 0,5 - 14 Ом ± 5%В).  При  использовании  такой  задержки  данные  появятся  на  входе  процессора  когда  там  уже  не  будет  адреса,  то  есть  конфликта  не  возникнет.

Временная  диграмма  ввода  значения  Х5  приведена  на  рис. 9.



1.8.  Расчёт  электрического  сопряжения  цепей  данных.

Проведём  сопряжение  только  для  одного  разряда  ШД (например,  D0),  характеристики   же  всех  остальных  разрядов  будут  аналогичны  нулевому.  Проведём  сопряжение  по  токам (высокого  и  низкого  уровней) и  по  ёмкостям.  Для  этого  выпишем  сначала  входные  токи  и  ёмкости  всех  микросхем,  подключенных  к  шине  данных.

К  шине  данных  подключено  3  микросхемы  КР580ВВ55А,  которые  имеют  следующие  параметры:  IIL = IIH = 300 мкА,  CI = 30 пФ.  Также  подключена  одна  микросхема  ОЗУ,  имеющая  следующие  данные:  IIL = IIH = 5 мкА,  CI = 10 пФ.  Подсоединённый  к  ШД  многоканальный  АЦП  имеет  по  входу  такие  данные:  IIL = IIH = 30 мкА,  CI = 10 пФ.  Больше  нет  микросхем,  подключенных  непосредственно  к  шине  данных.

Используя  приведённые  данные,  проведём  расчёт  условий  сопряжения  по  токам:

IOH ³ å IIH ; IOL ³ å IIL ;

где  å IIH  и  å IIL - сумма  входных  токов  всех  микросхем,  куда  идёт  адресная  шина.

Для  буферного  формирователя  шины  данных  BFD,  выполненного  на  серии  КР1554: IIH = 24 мА ; IOL = 24 мА ;  CL lim = 500 пФ.  Тогда:

å IIH = (3 * 300 + 5 + 30) мкА = 935 мкА.

То  есть  условие  для  токов  в  состоянии  “1”  (24 мА > 935 мкА ) выполняется.

Для  токов  в  состоянии  “0”:

å IIL = (3 * 300 + 5 + 30) мкА = 935 мкА.  То  есть  и  здесь  условие  сопряжения (24 мА > 935 мкА) - выполнено.

Проверим  теперь  условие  сопряжения  по  ёмкостям.  Здесь  должно  быть:

CL lim >  å CI + CM = CL ;

где   å CI - сумма  входных  ёмкостей,  подключённых  к  шине  данных,  а  CM - монтажная  ёмкость (возьмём  20 пФ).

Тогда  для  данного  случая:

CL = (3 * 30 + 10 + 10) пФ + 20 пФ = 130 пФ.

Условие  согласования  по  ёмкостям (500 пФ > 130 пФ) - также  выполняется.

Таким  образом,  выполнены  все  условия  по  сопряжению  шины  данных  с  внешними  устройствами  и  нет  необходимости  в  дополнительных  буферных  устройствах  для  этой  шины.