Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Побудова оперативного запам’ятовуючого пристрою (OЗП) для мікропроцесорної системи.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра САПР
Інформація про роботу
Рік:
2006
Тип роботи:
Розрахункова робота
Предмет:
Комп'ютери та мікропроцесорні системи
Група:
КН-3
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра САПР
Графічно – розрахункова робота
з курсу „Комп’ютери і мікропроцесорні системи”
на тему:
„Побудова оперативного запам’ятовуючого пристрою (OЗП)
для мікропроцесорної системи”
Виконав:
Студент групи КН-3
Прийняв:
Львів-2006
Завдання до графічно-розрахункової роботи: Нарисувати і пояснити схему організації ОЗП статичного типу, об’ємом 8к з використанням мікросхем організацією 4096×1. Вказати область адрес в пам’яті, яка відповідає вибраній схемі дешифрації адрес.
Анотація
Шиганов А. С.
“ОЗП для пристрою мікропроцесорної обробки аналогової інформації”. Розрахункова робота. – НУ ”Львівська політехніка”, дисципліна: “Комп’ютери і мікропроцесорні системи”, 2006р.
Розрахункова робота складається з 17 сторінок, 7 таблиць, 8 схем та додатка.
В даній роботі розроблено компоненти апаратного забезпечення ОЗП для мікропроцесорного пристрою, який включає аналого- і цифро-аналогові перетворювачі і виконує обробку за функціональною залежністю.
Виконання розрахункової роботи має за мету: поглиблення теоретичних знань по синтезу оперативної пам’яті заданого об’єму, з використанням конкретних мікросхем пам’яті, побудови принципових схем окремих вузлів, набуття навиків роботи з технічною та довідниковою літературою.
Зміст
Перелік умовних позначень………………………………………5
Вступ……………………………………………………………6
Короткі теоретичні відомості…………………………………7
Вибір і обгрунтування типу мікросхеми пам’яті……………10
Виділення адресного простору для блоку пам’яті…………..12
Синтез схеми адресного дешифратора для блоку пам’яті….13
Висновок………………………………………………………..….15
Використана література………………………………………..…16
Додаток …………………..……………………………………….17
Перелік умовних скорочень
ОЗП – оперативно запам’ятовуючий пристрій
ПЗП – постійно запам’ятовуючий пристрій
ЗП – запам’ятовуючий пристрій
ВІС – Велика інтегральна мікросхема
1. Вступ
При розробці систем мікропроцесорної обробки інформації необхідним елементом пристроїв такого плану є пам’ять, або запам’ятовуючий пристрій. При застосуванні виключно апаратного підходу такої необхідності не було би, оскільки обробка інформації в такому випадку відбувалася би цілком на аналоговому рівні. Проте при застосуванні цифрової техніки пам’ять стає елементом для зберігання інформації, що обробляється.
Існують різні типи мікросхем пам’яті, що реалізують різні технології їх виготовлення та принципи виготовлення. Існує декілька класифікацій запам’ятовуючих пристроїв, залежно від ознаки класифікації:
За способом зберігання інформації ВІС ЗП поділяються на:
статичні (побудовані на тригерах, що забезпечує зберігання інформації при звертанні до ЗП);
динамічні (організовані на паразитних конденсаторах, які вимагають періодичної регенерації);
За організаційною ознакою ВІС ЗП поділяються на:
однорозрядні (n*1);
багаторозрядні (n*m);
За способом звертання до запам’ятовувачів ВІС ЗП поділяються на:
адресні із довільним звертанням (доступ до інформації здійснюється за чітко визначеною адресою);
адресні із послідовним звертанням;
безадресні (пошук інформації здійснюється за її власними ознаками)
За технологічним виконанням ВІС ЗП поділяються на:
біполярні (технологія ТТЛ);
ЗП на МОН-структурах;
Інжекційні ЗП;
За функціональною ознакою ВІС ЗП поділяються на:
оперативні (ОЗП);
постійні (ПЗП).
ОЗП (оперативні запам’ятовуючі пристрої) призначені для запису, зберігання та зчитування інформації (запис і зчитування виконуються за майже один і той самий час).
Розрізняють ОЗП енергозалежні і енергонезалежні (при вимкненні з мережі інформація зберігається).
Умовно всі ОЗП можна розділити на наступні три типи: ОЗП середньої місткості і помірної швидкодії; ОЗП високої швидкодії; ОЗП великої ємності.
2. Короткі теорретичні відомості
Очевидно, що кожна мікросхема пам’яті має ряд фіксованих параметрів, що не залежать від специфіки їх використання. До цих параметрів, відповідно, належать об'єм пам’яті та розрядність. Зазвичай розрядність та об'єм не є дуже великими, що обумовлене обмеженнями при виготовлені мікросхем, а також тим, що різні пристрої, де застосовується ВІС пам’яті, мають різну розрядність.
Під час синтезу блоків пам’яті заданої структури часто виникає необхідність об’єднати кілька мікросхем. Така необхідність з”являється у 2-х випадках:
Збільшення розрядності. Нехай потрібно синтезувати блок пам’яті розрядності “n”, а розрядність наявних мікросхем – “ni<n”. В такому випадку кількість корпусів, необхідних для синтезу блоку, дорівнює: K=n/ni. Ці мікросхеми потрібно з”єднати паралельно.
Збільшення об’єму. Нехай необхідний об'єм – n, а об'єм одного корпусу – ni<n. Тоді кількість окремих модулів буде рівна: K=n/ni. Їх потрібно з”єднати послідовно.
При нарощенні об’єму виникає також питання вибору потрібної мікросхеми (групи паралельно об’єднаних мікросхем у випадку нарощення розрядності) під час адресації. Для розв’язання даної задачі використовують схеми дешифрування, побудовані на логічних елементах.
При появі надлишкових розрядів на шині адрес, їх дешифрують таким чином, щоб схема даного блоку пам’яті була відкрита лише при певній їх комбінації (в даній роботі дешифруємо їх на логічний рівень «0», хоча можна зашифрувати будь-яку комбінацію бітів).
Як і ОЗП ПЗП в своїй структурі передбачають наявність комірок звернувшись до яких можна вивести їх вміст.
По способу записування інформації ПЗП поділяють на два види:
ПЗП програмовані маскою на заводі виготовлювачі
ПЗП програмовані користувачем
ПЗП масочного типу програмуються в процесі виготовлення за допомогою відповідного фотошаблону. Такий тип програмування ПЗП вигідний тоді коли виготовляється велика партія ПЗП з однією і тією ж записаною в них інформацією.
Програмовані ПЗП допускають одноразове програмування і називаються ППЗП.
Найбільшого поширення набули ППЗП з плавкими вставками, ці плавкі вставки переплавляються за допомогою програмованого джерела живлення.
ША
+Е
При програмуванні такої комірки плавка перемичка перепалюється і струм не поступає на розрядну шину при подачі високого рівня на адресну шину. На сьогоднішній час відомі комірки ППЗП що базуються на КМОП технології. За допомогою цих комірок вирішується проблема споживання потужності для пристроїв в яких існує жорстке обмеження на енергоспоживання.
Структурна схема ПЗП масочного типу.
EMBED Visio.Drawing.11
DCS-дешифратор рядка DCK-дешифратор стовпця М-комірка пам’яті
BDO-буфер вихідних даних
ПЗП програмованого типу.
EMBED Visio.Drawing.11
Електрично програмовані ПЗП.
Такі ПЗП допускають багатократне програмування і зберігання інформації при відключенні живлення. В структурі таких мікросхем використовуються елементи які можна встановлювати в один наприклад замкнутий стан вибірково, а решта в розімкнений стан. Програмування таких ПЗП зводиться спочатку до колективної установки всіх комутуючих елементів в один стан, що рівносильно стиранню інформації, а на наступному кроці почергової установки потрібних перемичок в інший стан.
3. Вибір і обгрунтування типу мікросхеми пам’яті
Для побудови ОЗП використаєм схему об’єднання модулів для нарощення розрядності та об’єму. Визначимо, яку кількість мікросхем даного типу необхідно використати для того, щоб наростити розрядність. Скористаємось наступними формулами:
EMBED Equation.3, де EMBED Equation.3-розрядність, яку необхідно отримати; EMBED Equation.3-розрядність однієї мікросхеми
Для нашого випадку К=8/1=8
Далі визначаєно скільки мікросхем у нашому випадку потрібно для нарощення об’єму. Скористаємось наступними формулами:
EMBED Equation.3, де EMBED Equation.3-об’єм, який необхідно отримати; EMBED Equation.3- об’єм однієї мікросхеми
8К=8192
Для нашого випадку К=8192/4096=2.
Отже для вирішення нашої задачі нам потрібно 16 мікросхем.
Потрібною за характеристиками володіє мікросхема КМ132РУ5А. Час вибірки адресу цієї мікросхеми не більший 85нс.
Принципова схема ОЗП КМ132РУ5А
Призначення виводів мікросхеми КМ132РУ5А
Таблиця істиності мікросхеми КМ132РУ5А
4. Виділення адресного простору для блоку пам’яті
У моєму ОЗП є 2 такі групи:
Розподіл ОЗП по групах. Адресація блоку пам”яті
5. Синтез схеми адресного дешифратора для блоку пам’яті
EMBED Visio.Drawing.11
Схема дешифратора
В даному дешифраторі я використовую такі логічні мікросхеми:
2 елемента “або”, 1 елемент “або-ні”, 1 інвертор.
“Або” К155ЛЛ1
EMBED Visio.Drawing.11
“Або-ні” К555ЛЕ1
EMBED Visio.Drawing.11
“Не” К155ЛН1
EMBED Visio.Drawing.11
Висновки
В даній роботі було синтезовано блок оперативної пам’яті об’ємом у 8К на елементах з організацією 4К*1. Таким чином, були використані процедури нарощення об’єму та розрядності.
Невеликий об'єм ОЗП є, в принципі, достатнім для зберігання проміжних даних у пам’яті під час виконання обчислень.
Максимальний об'єм пам’яті даного пристрою залежить від його складових і в цілому визначається розрядністю шини адрес.
Використана література
Федорков Б. Г., Телец В. А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. М; Енергоатомиздат, 1990.
Ермаков А. Е., Схемотехника ЭВМ. Учебное пособие. -М.: РГОТУПС, 1997. -352 с.
Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. "НТЦ Микротех", 1998г.,376 с. - ISBN-5-85823-006-7
мПрименение микросхем памяти в электронных устройствах: Справочник/ О. Н. Лебедев- М.: Радио и связь, 1994. -216 с.
Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - Ч.: Металлургия 1989. - 352 с.
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2./А. В. Нефедов. - М.:ИП РадиоСофт, 1998г. - 640с.:ил.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора