Вычислительные машины

Сброс системы при завершении работы.

Сброс системы при обнаружении неисправностей в ППИ.

   В состав набора расширительных модулей при необходимости могут быть включены самостоятельно разработанные устройства сопряжения с различными объектами. Это позволяет выполнить ряд лабораторных работ по изучению программного и схемотехнического обеспечения специализированных узлов.

   В силу универсальности нового варианта базового оборудования учебной лабораторной установки она может одинаково эффективно применяться как в учебном процессе, так и при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

   В результате проведенного анализа, существующих схем лабораторных установок для исследования режимов работы ППИ, следует:

Существующие типы лабораторных установок имеют универсальную конструкцию.

   На основе проведённого анализа структурных схем лабораторных установок универсальной конструкции, разработана лабораторная установка, которая удовлетворяет предъявленным техническим требованиям к лабораторным установкам.

   Данный учебный комплекс должен содержать в своем составе набор блоков, позволяющий ей работать в автоматизированном и ручном режимах, а так же позволять выполнять лабораторные работы с определенным набором команд.

   В разработанной структурной схеме центровым элементом является блок ППИ, являющегося основой структурной схемы. В этом блоке ППИ функционирует постоянно. Расположение блока аргументируется тем, что цель работы заключается в исследовании ППИ.

 

3.2 Разработка схемы электрической функциональной учебного комплекса по интерфейсам ввода-вывода

   Состав структурной схемы назначение составляющих структурную схему блоков позволяет разработать функциональную схему учебного комплекса. Функционально учебный комплекс можно разбить на два блока:

- устройство для исследования  режимов функционирования параллельного интерфейса (первый блок);

- устройство для исследования  режимов функционирования последовательного интерфейса (второй блок).

   Из структурной схемы следует, что основа структурной схемы является устройства для исследования режимов функционирования параллельного интерфейса является блок параллельный периферийный адаптер (ППА), в котором он функционирует постоянно.

   В УМПК580 основой модуля является БИС параллельного периферийного адаптера (ППА). Каналы ППА подключены к схемам индикации и наборным полям через регистры и буфер. Это позволяет отключить их с помощью переключателя и использовать каналы для сопряжения микро-ЭВМ с устройствами ввода-вывода (УВВ). Функциональная схема данного блока приведена на (рис.12).

   Иной подход к этому блоку осуществлен в УМПК1810.

   Для усиления его сигналов используются два буфера и регистр. Схема позволяет пользователю применять каналы А и Б как для ввода, так и для вывода информации.

 Проведя анализ первого  блока, следует вывод, что в нем  учебного для осуществления исследований режимов работ периферийного адаптера достаточно подключить периферийный адаптер через буферы, которые имеют три состояния. Это вызвано тем, что даётся возможность изменять загружаемость адаптера. При необходимости буферный усилитель отключает канал, неиспользуемый в работе, тем самым разгружает общую шину и увеличивает быстродействие устройства.

 

Рис.12. Функциональная электрическая схема блока ППА УПМК580

Рис.13.Функциональная электрическая схема блока параллельного интерфейса УМПК 1810

   При работе первого блока в автоматизированном режиме программы на выполнение записаны в постоянном запоминающем устройстве в блоке ПЗУ.

В УМПК580 блок запоминающих устройств, представленный на (рис.14) содержит: ПЗУ, буфер и схему дешифрации адреса (СхДА).

   Дешифратор адреса формирует сигналы выборки ПЗУ. При обращении к ячейкам памяти СхДА выдает сигнал, открывающий буфер. При замыкании переключателя SA можно запретить работу ПЗУ, например для изучения методов отыскания неисправностей или для подключения внешних ЗУ.

  Учитывая специфику работы разрабатываемого устройства, следует, что состав блока ПЗУ будет включать в себя только схему ПЗУ и сигнал выборки от блока ТГиС, так как нет необходимости производить выборку программ. Программы считываются из ОЗУ последовательно, в порядке, установленном при записи в ПЗУ. В состав блока ТГиС входит тактовый генератор и схема одновибратора. Состав схемы тактового генератора входит два элемента ИЛИ-НЕ, которые связывают кварц ZQ1 с 4-разрядным двоичным счетчиком.

Соединение входов и выходов счетчика по определенной схеме позволяет иметь информацию о делении частоты кварца на 2, 4, 8 и 16.

   При работе схемы в ручном режиме за синхросигнал отвечает блок синхроимпульсов, входящий в блок ТГиС. За формирование синхроимпульса отвечает схема одновибратора. В схеме на двух ждущих мультивибраторах с возможностью перезапуска, свойственно, что в каждом мультивибраторе есть два входа запуска: с активным высоким уровнем и с активным низким уровнем. Программа, вводимая в ППА, и результаты проведения работы отображаются на индикаторном табло в блоке устройств отображения. Данный блок состоит из цифрового индикатора и двух линеек светодиодов. Это связано с тем, что необходимо контролировать входную и выходную информацию ППА.

   Блок индикации 1 предназначен для визуального отображения состояний входов логических схем. Светодиоды, содержащиеся в блоке индикации 1 обеих линеек, управляются интегральными микросхемами, содержащими инверторы с открытым коллекторным выходом. В соответствии с этим светодиод будет светиться в том случае, если на входе инвертора находится логическая “1”. Если на входе инвертора логический “0”, то светодиод не будет светиться. В целях снижения нагрузки на источник питания линейки светодиодов записываются независимо друг от друга, а в целях снижения нагрузки шины, светодиоды подключены через буферы, имеющие три состояния.

   Блок индикации 2 предназначен  для отображения информации в виде цифр. Он состоит из полупроводникового сегментного индикатора. Данный индикатор также подсоединен к общей шине через буферы для разгрузки шины при не использовании индикатора.

   Данный индикатор  может не использоваться при ручном режиме работы.

Рис.14.Функциональная электрическая схема блока ПЗУ УМПК580

За работой индикаторного табло следит блок контроллеров устройства отображения. Данный блок включает в себя регистр с восемью тактируемыми триггерами, так как в цифровом табло восемь входов, и восемью сопротивлениями на выходе для ограничения тока.

   Схема сброса представляет собой диодную схему срабатывания при включении питания. При этом вырабатывается сигнал, который приводит схему в исходное состояние.

   Формирователь отдельных команд представляет собой набор переключателей и схему формирования сигналов без дребезга.

  Формирователи сигналов без дребезга предназначены для формирования «чистых» положительных и отрицательных перепадов напряжения.

 

Заключение

   Технология сверхбольших интегральных схем определяет прогресс в передовых областях науки и техники и является основой для развития высокотехнологичных отраслей отечественной промышленности. Она имеет широкий спектр применений: от бытовой аппаратуры до специализированных устройств оборонной техники. Мировой рынок интегральных схем практически неисчерпаем, что позволит создавать высокорентабельные ориентированные на экспорт производства. В настоящее время основная часть производимых интегральных схем в мире соответствует минимальным рабочим размерам элементов 0,8-1,0 мкм. Ведущие зарубежные фирмы США, Японии и Южной Кореи имеют заводы, выпускающие высокопроизводительные микропроцессоры и ультра большие схемы памяти с минимальными размерами 0,5 мкм. В Казахстане имеются пилотные линии для производства кремниевых интегральных схем с минимальными размерами рабочих элементов 0,8-1 мкм. В ближайшее время будет завершено создание производства схем с размерами элементов на уровне 0,5 мкм. Освоение этих линий позволит Казахстану полностью обеспечить внутреннюю потребность кремниевыми схемами отечественного производства сложностью до сотен тысяч транзисторов на кристалле и выйти на мировой рынок. Создание научно-технического задела в области перспективных технологий и устройств микро и наноэлектроника дает возможность модернизировать производство и расширить объем экспорта отечественных электронных компонентов.

 

 

Список использованной литературы

1. Ершова Н.Ю., Иващенков О.Н., Курсков С.Ю. (''Микропроцессоры'') Санкт Петербург 2002 г.
2. Фонарев А.А. (''Автоматизированное проектирование СБИС на базовых матричных кристаллах'' Масква 1995 г.).
3. Балашов Е.П., Пузаков Д. В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы. - М.: Радио и связь. 1981.
4. Майоров С.А., Кириллов В.В., Приблуда А.А., «Введение в микроЭВМ», Л.: Машиностроение, 1988.