Устройстро автоматического выхода процессора

 

Рисунок 5 – Временная  диаграмма работы К588ВС2 и К588ВУ2

 

Рисунок 6 – Временная  диаграмма работы К588ВС2

 

Микросхема К564ЛН2 -  представляет собой шесть логических элементов НЕ с буферным выходом ИС не имеет защитных диодов, подключенный

анодами к шине питания, что позволяет подавать на вход микросхемы напряжение, превышающее напряжение питания. Поэтому она может быть использована для согласования выходных уровней КМОП с входами ТТЛ-схем. Содержит 19 интегральных элементов. Корпус типа 401.14-5 и 201.14-1, масса не более 1 г.

Рисунок 7 – Условное графическое обозначение К564ЛН2

 

Назначение выводов: 1 — вход XI; 2— выход ; 3—вход Х2; 4 — выход ; 5 —вход ХЗ; 6 — выход ; 7 — общий; 8 — выход ; 9 — вход Х4; 10 — выход ; 11 — вход Х5; 12 — выход ; 13 — вход Х6; 14 — напряжение питания.

Микросхема К1564ТМ2 - представляет собой два D-триггера. Корпус типа 201.14-1, масса не более 1 г.

Рисунок 8 – Условное графическое обозначение К1564ТМ2

Назначение выводов: 1, 13—входы установки в лог. 0; 2, 12 — входы дачных; 3,11 — входы тактовые; 4, 10 — входы установки в лог. 1; 5, 6, 8, 9 — выходы данных.

Рисунок 9 – Временная  диаграмма работы D-триггера

 

Микросхема К588ВТ1 - представляет собой селектор адреса, предназначена для применения в цифровой аппаратуре с ограниченным энергопотреблением, в микропроцессорной системе с унифицированным интерфейсом и осуществляет выбор регистра внешнего устройства, управление чтением регистра внешнего устройства, управление записью е регистр внешнего устройства слова, младшего и старшего байтов. В состав ИС входят 13 - разрядный регистр адреса» 9 - разрядный компаратор, 8 - разрядный дешифратор, блок управления и блок формирователей. Корпус типа 429.42-3, масса не более 4 г и 2204.42-2, масса не более 8 г.

Рисунок 10  – Условное графическое обозначение К588ВТ1

 

Назначение выводов: 1…13 — входы данных адреса (разряды 12...0) DA12...DA0; 14 — вход выбора внешнего устройства ; 15 — вход синхронизации обмена ; 16 — вход признака записи/байта ; 17 — вход "чтение данных" ; 18 — вход "запись данных" ; 19 — выход ответа устройства для процессора ; 20 — вход "ответ устройства" ; 21 — общий; 22 — выход "чтение для внешнего устройства" ; 23 — выход "запись младшего байта" ; 24 — выход "запись старшего байта" ; 25 — выход "выборка внешнего устройства" ; 26 — выход "выборка внешнего устройства" ; 27 — выход "выборка внешнего устройства" ; 28 — выход "выборка внешнего устройства" ; 29 — выход "выборка внешнего устройства" ; 30 — выход "выборка внешнего устройства" ; 31 — выход "выборка внешнего

 

устройства" ; 32 — выход "выборка внешнего устройства" ; 33…41 — вхояды адресов А4…А12; 42 — напряжение питания.

 

Рисунок 11 – Условное графическое обозначение К588ВТ1

 

Микросхема К533ЛА2 - представляет собой логический элемент 8И-НЕ. Содержит 32 интегральных элемента. Корпус типа 401.14-4, масса не более 0,45 г.

Рисунок 12– Временная диаграмма работы К533ЛА2

 

Назначение выводов: 1 — вход Х3; 2— вход Х4; 3 — вход Х5; 4 — вход Х6; 5 — вход Х7; 6 — вход Х8; 7 — общий; 8 — выход ; 9, 10 — свободные; 11 — вход Х1; 12 — вход Х2; 13 — свободный; 14 — напряжение питания.

     Таблица 2 – Таблица истинности К533ЛА2

Вход								Выход
X1	X2	X3	X4	X5	X6	X7	X8	Y
0 X X X X X X X 1	X 0 X X X X X X 1	X X 0 X X X X X 1	X X X 0 X X X X 1	X X X X 0 X X X 1	X X X X X 0 X X 1	X X X X X X 0 X 1	X X X X X X X 0 1	1 1 1 1 1 1 1 1 0

 

Микросхемы К588ВА1 - представляет собой магистральный приемопередатчик. Выполняет следующие функции: двунаправленную передачу байта с инверсией или без инверсии; подтверждение передачи; формирование бита четности; контроль информации на четность. В состав ИС входят блок усилителей, блок управления усилителями, блок формирования бита четности и контроля информации на четность. Содержит 1300 интегральных элементов. Корпус типа 4119.28-4, масса не более 8 г и 2121.28-4, масса не более 5,4 г.

Назначение выводов: 1 — вход выборки кристалла; 2, 3 — входы управления контролем/формированием четности каналов К1 и К2; 4 — выход сигнала ошибки; 5 — вход/выход бита четности канала К2; 6…13 — входы/выходы канала К2, разряды 7…0; 14 — общий: 15 — вход управления прямой/инверсной передачей; 16…27 — входы/выходы канала К1, разряды 0…7; 24 — вход/выход бита четности канала К1; 25 — выход сигнала "передача выполнена"; 26— входы управления передачей из К2 в К1; 27 — вход управления передачей из К1 в К2; 26 — напряжение питания.

 

Рисунок 13 – Условное графическое обозначение К588ВА1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Разработка  схемы Э3. Описание принципа работы  устройства 

 

Рассмотрим принцип  работы проектируемого устройства.

При включении питания  или повторном запуске микроЭВМ на вход Пуск поступает импульс обнуления триггера D4, разрешающий работу селектора адреса D5. Далее при последовательном обращении процессора к ячейкам 24₈  и 26₈  устройство   выдаёт стартовый адрес программы и слово состояния процессора (ССП) соответственно. На время обращения к этим двум ячейкам выходные шинные формирователи микроЭВМ переводятся в третье состояние сигналом с выхода D6, что исключает из обмена все внешние модули системы. Поэтому   блокировка   нулевого   банка ОЗУ на время выполнения начального пуска в данном  случае не требуется.

Значения стартового адреса и ССП задаются перемычками (для стартового адреса — старший  байт D7, для ССП — старший бит младшего байта D9, остальные биты — нулевые). По завершении цикла обращения к ячейке с адресатом 26₈ на выходе CS6 селектора D3 формируется положительный перепад,  которым в триггер D2 записывается Лог. 1, запрещающая работу селектора адреса, устройство отключается и процессору становится доступным всё поле памяти (в том число ячейки ОЗУ С адресами 24₈  и 26₈). Это позволяет ввести в состав программного обеспечения встраиваемой системы подпрограмму обработки прерывания по аварии источника питания с адрес вектором 24₈ . Следующее включение устройства в работу произойдет только после прихода импульса на вход Пуск.

 

 

 

 

 

 

 

5 Расчётная  часть

 

5.1 Расчёт времени  задержки распространения сигнала

 

 

Время задержки распространения  сигнала вычисляется по формуле:

                                           ,                                                 (5.1)

где  - время задержки, нс;

        – время задержки, нс.

Подставляя в формулу (5.1) исходные данные из таблицы 3 с учётом режимов работы ИМС (таблица 4), получим:

100+100+110+69+250+35+80+80+80 = 904 нс.

10+800+110+69+250+35+80+80+80  = 1514 нс.

100+800+110+69+180+35+80+80+80  = 1534 нс.

50+500+120+69+180+20+80+80+80  = 1179 нс.

200+500+120+69+180+20+80+80+80  = 1329 нс.

Таким образом, время  задержки распространения сигнала  для разных режимов равно, в соответствии с таблицей 4:

1 – 904 наносекунды;

2 – 1514 наносекунды;

3 – 1534 наносекунды;

4 – 1179 наносекунд;

5 –1329 наносекунд.

 

         Таблица 3 – Исходные данные для расчёта времени

Параметр	Элемент
	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7… D9
, нс	-	-	-	69	-	-	80

 

, нс	100	100	110	-	250	35	-
, нс	10	800	120	-	180	20	-
, нс	100	500	-	-	-	-	-
, нс	50	-	-	-	-	-	-
, нс	200	-	-		-	-	-

 

   Таблица 4 – Режимы работы микросхем

Элемент	Режим
	1	2	3	4	5
D1	Адрес	Сигнала	Ввод	Сигнала DOUT	Сигнала F1
D2	Приём микро-команды	Выполнение микрокоманды		Конвейерный режим
D3	ON	OFF	-	-	-
D4	-	-	-	-	-
D5	Выборка внешнего устройства		Чтение для внешнего устройства
D6	ON	OFF	-	-	-
D7…. D9	-	-	-	-	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2 Расчёт потребляемой  мощности

 

 

Общая потребляемая мощность рассчитывается по формуле:

                                                      

,                                   (5.2)

где  P_i – потребляемая мощность i-го элемент, Вт.

Потребляемая мощность отдельной микросхемы рассчитывается по формуле:

                                             P = I * U ,                                                        (5.3)

где I – электрический ток, А;

      U – напряжение питания, В.

Подставляя в формулу 5.3 исходные данные из таблицы 5, получим:

P₁ = 0,09 * 5 = 0,45 мВт,

P₂ = 0,8 * 5 = 4 мВт,

P₃ = 0,002 * 5 = 0,01 мВт,

P₄ = 0,008 * 5 = 0,04 мВт,

P₅ = 0,025 * 5 = 0,125 мВт,

P₆ = 0,5 * 5 = 2,5 мВт,

P_7-9 = 0,08 * 5 = 0,4 мВт.

 

   Таблица 5 – Исходные данные для расчёта мощности

Параметр	Элемент
	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7… D9
, мА	0,09	0,8	0,002	0,008	0,025	0,5	0,08
U, В	5	5	5	5	5	5	5