Жоғары математика

6.3 EPROM және EEPROM құрылғылары

Қайта бағдарламалы EPROM және EEPROM түрлі ЖҚ-ларда ескі информацияны өшіріп, оның орнына жаңа информация жазу мүмкіндігі жасалған. Бұл операциялар (өшіру және жазу) олардың жұмыс режимінен шығарылған арнайы жағдайда жүргізіледі.

Информацияның өшірілуі EPROM құрылымында ультракүлгін сәулесімен, ал EEPROM құрылымында электрлік  тәсілмен жүзеге асырылады.

Қазіргі заманғы  қайта бағдарламалы ЖҚ-лардың жады элементтері ретінде МНТШ-транзисторлар (Металл, Нитрид, Тотық, Шалаөткізгіш) және ЗТИМТШ-транзисторлар (Зарядтардың Тасқынды Инжекциясына негізделген МТШ-транзистор) пайдаланылады. Информация сақтаушы жады элементтерінің қызметі EPROM құрылымында МНТШ-транзисторлардың екі диэлектрлік қабатының (кремний тотығы мен кремний нитридінің) шекарасында зарядтардың ұсталымына, ал EEPROM құрылымында ЗТИМТШ-транзисторларда қосымша қалқыма жаппаның тудырылуына негізделген. 

7 Микропроцессорлар және микропроцессорлық жүйелер

7.1 Микропроцессорлық жүйелердің құрылым принциптері

Микропроцессор (МП) – жалпы түрде микропроцессорлық  жүйе (МПЖ) деп аталатын, есептеу, бақылау-өлшеу  және басқару жүйелерінің құрамындағы  басты құрылғы. Микропроцессор информацияның өңделуін және оның жан-жақты жіберілімін бағдарлама арқылы басқарады. Қойылған мәселенің орындалу тәртібі сәйкесті бағдарламаға, яғни алынған микропроцессорға тән (яғни, оның командалар жүйесіне кіретін) командалар тізбесінің орындалуы арқылы жүзеге асырылады.

Микропроцессорлық жүйенің құрамына микропроцессормен  қатар жады құрылымдары және информацияны енгізу/шығару құрылғылары (сыртқы құрылғылар) кіреді. Микропроцессорлық жүйенің  құрамында бірге қолдануға жарамды (яғни, архитектурасы мен электрлік  параметрлері бойынша сәйкестірілген) микросхемалар жинағы микропроцессорлық жинам деп аталады.

Микропроцессорлық жүйелердің (МПЖ) құрылым негізіне үш принцип алынған:

-       магистралдық;

-       модулдық;

-       микробағдарламалы басқару.

Магистралдық принцип МПЖ-нің қызмет блоктарының арасындағы байланыс сипатын анықтайды; жүйенің барлық блогы өзара жүйелік магистраль (жүйе желісі) арқылы жалғанады және сол арқылы информация алмасады.

Модулдық принцип  жүйенің, қызметі жағынан толықтай бітірілген жеке блоктар негізінде құрылатындығын сипаттайды. Әрбір модулдің оны іске қосатын рұқсат кірісі болады;  ондағы сигнал деңгейі модулдің үшінші (жоғары кедергілі) жағдайын, яғни оның жүйе желісіне қосылуын басқарады.

Микробағдарламалы басқару принципі қарапайым операциялардың – микрокомандалардың (информация жіберілімінің, арифметикалық операциялардың, ығыстырымдардың және т.б.) жүзеге асырылу мүмкіндіктерін сипаттайды.

Жүйелік магистралға  негізгі үш информациалық желі кіреді: олар – адрес желісі АВ (Address Bus), дерек желісі DB (Data Bus) және басқарым желісі СВ (Control Bus).

Дерек желісі –  жүйе модулдерінің арасында дерек алмастыратын, негізгі желі. Дерек желісі, оның деректерді екі бағытта да жіберуін қамтамасыз етуі керек болғандықтан әрқашан екібағытты болады.

Адрес желісі –  жадыға (немесе сыртқы құрылғыларға) байланысымды қамтамасыз етуші желі.

Магистралдың  байланыс жолдарының толық санын  кеміту үшін көбіне адрес желісі мен  дерек желісін кезектестіру тәсілі қолданылады, яғни байланыс жолдары  арқылы әртүрлі уақыт мезетінде адрес пен дерек кезектеп жіберіледі (цикл басында – адрес, цикл аяғында – деректер).

Басқару желісінің жолдарындағы сигналдар кезекті цикл түрін  анықтайды және оның әртүрлі бөліктеріне  немесе кезеңдеріне сәйкесті уақыт  мезеттерін бекітеді. Онымен қатар, басқару сигналдары процессор (немесе магистралдың өзге қожасының, бастаушының, master) жұмысын жадының немесе енгізу/шығару құрылғыларының (орындаушы құрылғының, slave) жұмысымен келістіреді.

Негізгі басқару сигналдары – алмастыру стробтары, яғни жазу (шығару) стробы мен оқу (енгізу) стробы болып табылады. Бұл сигналдарды процессор қалыптастырады, олар деректердің желі арқылы сәйкесті бағытта жіберілу мезеттерін анықтайды.

Микропроцессорлық жүйенің  құрамындағы құрылғылардың барлығы да жүйе магистралына қосылған және олардың өзара информация алмасуы да осы магистраль арқылы жүзеге асырылады.

Енгізу/шығару құрылғыларын немесе сыртқы құрылғыларды (ЕШҚ немесе СҚ) жүйе магистралына қосу үшін олардың  сигналдары, сәйкесті енгізу/шығару интерфейстері  арқылы жүзеге асырылатын, нақтылы стандарттарға сәйкес болуы керек.

Процессордың деректерді жазу және оқу операцияларын орындауы бағдарламалы-басқарылымды алмасу, үзіліс және жадыға тура шығу режимдерінде жүзеге асырылуы мүмкін, олардың ішіндегі ең бастысы – біріншісі.

8 Intel 8085 микропроцессоры

8.1 Микропроцессордың құрылымы

Микропроцессор (МП) – қазіргі заманның күрделі  цифрлық құрылғыларының (мысалы, компьютердің) құрамына кіретін, информация өңдеуші  басты блок.

Микропроцессорлардың негізгі  құрылым принциптері мен жұмыс тәртібін түсіну үшін олардың нақтылы бір түрін қарастыру ыңғайлы. Осындай үлгі ретінде қарапайым Intel 8085 микропроцессоры алынды. Өзінің қартаң жасына қарамай, бұл микропроцессор осы күнге дейін өз маңыздылығын жоймай, әлі де өндірісте шығарылады. Әрине, оның қолданылым аймағы – компьютерлер емес, оларда қазіргі заманда одан қуаттырақ және өнімділеу микропроцессорлар қолданылады. Intel 8085 сияқты микропроцессорлар, негізінде, олардың мүмкіншілігі жететін басқару жүйелерінде пайдаланылады.

Intel 8085 микропроцессорының  құрылымы 2.1-суретте көрсетілген.  Микропроцессордың құрама блоктарының  арасындағы информация алмастырылуы  оның ішкі сегізразрядты дерек  желісі арқылы жүзеге асырылады.