Разработка аппаратных средств МПУ

МП СУ

ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ

Лекция 13

Разработка аппаратной части МПУ должна начинаться с разработки его процессора, поскольку в дальнейшем она может использоваться для проверки других устройств. Особенностью процессора МПУ является его реализация на базе одной или нескольких стандартных БИС, МП, схема соединения и режимы работы которых регламентированы техническими условиями на этот МП. Поэтому разработка процессора складывается обычно из ряда этапов по разработке вспомогательного оборудования, которое позволяет упростить проверку и отладку процессора.

В состав МПК БИС в ряде случаев не входит генератор тактовых импульсов. Поэтому первым должен быть разработан и изготовлен генератор тактовых импульсов; генератор может быть единственным элементом, необходимым для запуска МП.

Если МПУ будет реализовано на сравнительно большом числе ИС, а рабочая программа - достаточно сложна, то потребуется разработка и изготовление пульта. Он может быть выполнен в виде отдельного устройства и подключаться к МПУ через разъем, или в виде дополнительной платы. Пульт должен иметь индикацию состояния адресной шины и шины данных; по возможности следует вывести и другие контрольные точки МП. Кнопки и переключатели должны обеспечивать управление остановом и пуском, шаговым режимом (когда в МП при нажатии на соответствующую кнопку выполняется только одна команда или микрокоманда). Наконец, необходимо предусмотреть средства для ввода данных и команд в ОЗУ непосредственно с пульта.

Правильность функционирования процессора должна проверяться в режиме выполнения программы. Поскольку платы памяти изготавливаются обычно позже, для проверки процессора необходимо разработать и изготовить макет небольшого ЗУ (емкость 16 слов, как правило, достаточна).

Проверку рекомендуется начать с выполнения команды условного перехода, которая передает управление самой себе. Это позволит, во-первых, убедиться в работоспособности МП, а во-вторых, исследовать временную диаграмму работы МП с помощью осциллографа. На основе памяти в 16 слов можно проверить выполнения всех команд (составив короткие циклические программы), а позже и проверить работоспособность остальной аппаратуры МПУ.

Запоминающие устройства занимают большую часть БИС МПУ и их стоимость может составлять до 70% аппаратурных затрат МПУ. В систему памяти входят внутренние и внешние ЗУ; обычный состав внутренней памяти - несколько БИС постоянных, полупостоянных и оперативных ЗУ. Максимальный суммарный объем памяти определяется возможностями адресации при типовой 16-разрядной адресной шине равен 64 кБ слов. Различные БИС ЗУ подключаются одинаковым образом к шинам адреса и данных, их количество ограничено нагрузочной способностью шин; однако в состав МПК входят буферные схемы, позволяющие снять эти ограничения. Типовая задача, которую приходится решать при разработке МПУ, заключается в распределении поля адресов между различными БИС памяти.

Программы МПУ и константы, как правило, хранятся в ПЗУ как наиболее надежном и дешевом типе памяти. Очевидно, что отладка программ должна производиться при использовании оперативного или полупостоянного ЗУ, однако некоторые ошибки могут быть обнаружены только после длительной эксплуатации МПУ. Поэтому самый правильный путь - изготовление первых образцов МПУ с полупостоянной памятью.

Дата добавления: 2015-04-29