литература / Пухальский Проектирование микропроцессорных систем 2001
.pdf120 |
Глава 1. Микропроцессоры 8080 и 8085 |
М48Г02, Л/48П2 |
М48Г08, Л/48718 |
М48Г35, M48Z35 |
||||||||||
A/48Z02, A/48Z12 |
M48Z09, Л/48219 |
A/48Z30, V/48Z30K |
||||||||||
2К х 8 |
|
|
8К х 8 |
|
32К х 8 |
|
||||||
|
u |
|
|
|
|
n — |
|
T3“ |
|
|
||
A lL 1 |
24 |
Vcc |
|
w r [ |
|
28 |
-1 Vcc |
A14[ 1 |
28 |
3 Vcc |
||
Аб[ 2 |
23 ] A8 |
a \ i Z 2 |
|
27 |
3W |
A12C 2 |
27 |
1 W |
||||
А5[ 3 |
22 ] A9 |
|
A?C 3 |
|
26 |
lE 2 |
A7C 3 |
26 |
] A13 |
|||
а а \_ 4 |
21 ] F |
|
Аб[ 4 |
|
25 |
]A 8 |
Аб[ 4 |
25 |
] A8 |
|||
а з С 5 |
20 |
iG |
|
A5C 5 |
|
24 ] A9 |
A5C 5 |
24 |
] A9 |
|||
А2[ 6 |
|
19 3 AIO |
|
A4[ 6 |
|
23 |
3 A l l |
A4C 6 |
23 |
] |
A l l |
|
А1[ 7 |
|
18 1 1 |
|
А 3[ 7 |
|
22 |
3 g |
АЗС 7 |
22 |
H e |
||
А0[ 8 |
|
17 I d q i |
|
A2[ 8 |
|
21 |
3 AIO |
A2C 8 |
21 |
] |
AIO |
|
DQoC 9 |
|
16 3 d Q6 |
|
AlC 9 |
|
20 |
1 T \ |
AlC 9 |
20 |
1 1 |
||
DQlC 10 |
|
15 |
3 d Q5 |
|
AoC 10 |
|
19 |
I d q i |
AOC 10 |
19 |
I d q i |
|
D Q 2 l 11 |
|
14 3 d q 4 |
DQO С 11 |
|
18 |
3DQ6 |
DQOl 11 |
18 |
3d Q6 |
|||
Vss С 12 |
|
13 |
3 d Q3 |
DQ 1С 12 |
|
17 |
3 d Q5 |
DQI С 12 |
17 |
]DQ5 |
||
|
|
|
|
D Q2C 13 |
|
16 |
JDQ4 |
DQ2C 13 |
16 |
3d Q4 |
||
|
|
|
|
|
VssC 14 |
|
15 |
1DQ3 |
VssC 14 |
15 p D Q 3 |
||
|
|
|
|
A/48Z08, A/48Z18: 1, 26 — ,VC, 20 — £ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A/48Z128 |
|||
Л/48Г58 |
|
|
Л/487'59 |
|
A/48Z128}' |
|||||||
8К х 8 |
|
|
8К х 8 |
|
128К х 8 |
|||||||
--- t j |
28 l v cc |
|
LJ |
28 3 Vcc |
Nc[_ 1 |
О |
|
|
||||
F l i I |
r s t I 1 |
32 |
] Vcc |
|||||||||
A 12C 2 |
27 3 w |
A12 С 2 |
21 l w |
А 1бС 2 |
31 |
3 A15 |
||||||
A7C 3 |
26 |
1E2 |
A7 |
С 3 |
26 I I r q if t |
A14C 3 |
30 |
I n c |
||||
Аб[ 4 |
25 |
] A8 |
A6 |
[ 4 |
25 |
] |
a 8 |
A12[ 4 |
29 |
] F |
||
A5C 5 |
24 |
3 A9 |
A5 |
С 5 |
24 3 A9 |
A7 C 5 |
28 |
3 A13 |
||||
A4C 6 |
23 |
3 A ll |
A4 |
С 6 |
23 |
3 A ll |
АбС 6 |
27 |
3 A8 |
|||
АЗ С 7 |
22 3G |
АЗ |
С 7 |
22 |
3g |
A5C 7 |
26 |
3 A9 |
||||
A2[ 8 |
21 ] AIO |
А2 |
В 8 |
21 ] AIO |
A4[ 8 |
25 |
] AH |
|||||
AlC 9 |
20 3E\ |
А 1 |
С 9 |
20 I E |
A3C 9 |
24 |
3c |
|||||
A O C 10 |
19 I d q i |
АО С 10 |
19 I d q i |
A2C 10 |
23 |
3 AIO |
||||||
d q o C I \ |
18 3DQ6 |
DQOC 11 |
18 iDQb |
AlC H |
22 |
3E |
||||||
DQI С 12 |
17 |
3DQ5 |
DQI С 12 |
17 |
3DQ5 |
AOC 12 |
21 |
I d q i |
||||
DQ2C 13 |
16 3DQ4 |
DQ2[ 13 |
16 3 d Q4 |
DQOC 13 |
20 |
3DQ6 |
||||||
VssCj 14 |
15 3 d q 3 |
Vss |
С 14 |
15 3DQ3 |
DQI С 14 |
19 |
3 d Q5 |
|||||
M48Z58: |
|
|
A/48Z59: |
|
DQ2C 15 |
18 |
3 d Q4 |
|||||
|
|
|
VssС 16 |
17 |
3 d q 3 |
|||||||
1, 2 6 - - NC |
|
26 — Е2 |
|
|
|
|
|
|
||||
2 0 - - E |
|
|
|
20 — Е\ |
|
|
|
|
|
|
Л/48Г558 Л/48Г559
8К х 8 |
|
8 К х 8 |
|
|
||
f t \_ 1 |
U |
|
« s f [ 1 |
tn— |
|
|
28 |
D Vcc |
28 |
3 Vcc |
|||
NCZ 2 |
27 |
l w |
VVD/C 2 |
27 |
l w |
|
N C l 3 |
26 |
3 w c |
R s n m С 3 |
26 |
] |
IRQ |
w c [ 4 |
25 |
]/VC |
R S T I N ll 4 |
25 |
] |
n c |
n c Z 5 |
24 |
I n c |
NCZ 5 |
24 |
]/VC |
|
wcC 6 |
23 |
3 a s T |
NCZ 6 |
23 |
] a s T |
|
NC С 7 |
22 |
3/ISO |
wcC 7 |
22 |
3/4 SO |
|
N C l 8 |
21 l R |
-vcC 8 |
21 |
3 R |
||
NcZ 9 |
20 |
I E |
yvcC 9 |
20 |
1 E |
|
NCZ 10 |
19 |
I a d i |
/vcC 10 |
19 |
I a d i |
|
ADOC 11 |
18 |
]AD6 |
ADOС 11 |
18 |
3AD6 |
|
ADI С 12 |
17 |
3AD5 |
ADlC 12 |
17 |
3AD5 |
|
AD2C 13 |
16 |
3AD4 |
AD2C 13 |
16 |
3AD4 |
|
VssС 14 |
15 |
] а о з |
VssС 14 |
15 |
За о з |
V/48Z512
M48Z512K А/48736
512 К х 8
|
XT ■“ |
|
A18[ 1 |
32 |
3 Vcc |
A16С 2 |
31 |
3 A15 |
A14C 3 |
30 |
3 A17 |
A 12 [ 4 |
29 |
] F |
A7C 5 |
28 |
3 A13 |
АбС 6 |
27 |
3 A8 |
A5C 7 |
26 |
3 A9 |
A4[ 8 |
25 |
] A ll |
АЗ С 9 |
24 |
3g |
A2C 10 |
23 |
За 10 |
AlC 11 |
22 I E |
|
AOC 12 |
21 |
I d q i |
DQOС 13 |
20 |
3DQ6 |
DQI С 14 |
19 |
3 d Q5 |
DQ2C 15 |
18 3DQ4 |
|
VssС 16 |
17 |
3 d q 3 |
32К х 8
A I4 [ 1 |
a — |
|
44 D Vcc |
||
A12C 2 |
43 3 Vcca |
|
A7L 3 |
42 |
l w |
А б [ 4 |
41 |
]A13 |
/ v c C 5 |
40 |
3 A8 |
NCZ 6 |
39 |
3NC |
A5C 7 |
38 |
I n c |
A4[ 8 |
37 |
] A9 |
АзС 9 |
36 |
3 All |
i r q / f t Z 10 |
35 |
3G |
11 |
34 |
3/vc |
WDlZ 12 |
33 |
3/vc |
A2C 13 |
32 |
3 A10 |
AlC 14 |
31 |
I E |
AoC 15 |
30 |
I d q i |
wcC 16 |
29 |
3w e |
/veC 17 |
28 |
Зл'с |
d q o Z 18 |
27 |
I n c |
d q iC 19 |
26 |
3DQ6 |
DQ2[ 20 |
25 |
] d Q5 |
VssgC 21 |
24 3DQ4 |
|
VssС 22 |
23 3DQ3 |
Рис. 1.49. SRAM фирмы SGS-Thomson Microelectronics
1.10. |
Статические запоминающие устройства |
121 |
|
I----------- |
II--------------------------------------------- |
\ |
|
Усс |
vss |
Рис. 1.50. Структурная схема SRAM M487D2/M487’12
Таблица 1.26. Режимы работы SRAM М48Г02/М48Г12
Режим |
Vcc |
Хранение |
От 4,75 до 5,5 В |
Запись |
для M487U2 |
Чтение |
От 4,5 до 5,5 В |
Чтение |
для М 48П 2 |
Хранение |
От Vso до VPFD |
Хранение |
^ so |
Е |
G |
W |
1 |
X |
X |
о |
X |
о |
о |
о |
|
0 |
1 |
1 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
DQm Состояние
Z-состояние Пассивное Входы Активное Выходы Активное
Z-состояние Активное
Z-состояние CMOS-пассивное
Z-состояние Батарейное питание
П р и м е ч а н и е : VPlr) — Power-fail Deselect Voltage (напряжение отключения кристалла при повреждении питания); Vso = 3 В — Battery Back-up Switchover Voltage (напряжение переключения на батарейное питание).
По расположению выводов и их функциональному назначению эти БИС выполнены в со ответствии со стандартом JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council — Объединенный Совет по электронным приборам), как и БИС ROM, PROM, EPROM и EEPROM других зару бежных фирм. В табл. 1.26 показаны режимы работы SRAM M487D2AW487D12 (напряжения защиты записи: 4,5 В < VPFD < 4,75 В для М487Ю2 и 4,2 В < VPFD< 4,5 В для Л/48П2).
Поскольку SRAM типа Т (Timer) и Z (Zero) предназначены для применения с батарейным питанием, то для уменьшения мощности потребления от источника питания они спроектирова ны с большими значениями длительностей циклов записи и чтения (рис. 1.51 и 1.52), чем опи санные выше БИС SRAM, предназначенные для использования только в качестве статических оперативных запоминающих устройств (см. рис. 1.47 и 1.48).
Встроенный в корпус кварцевый резонатор на 32,768 кГц обеспечивает стабильную часто ту тактового сигнала счетчиков часов (Oscillator and Clock Chain — см. рис. 1.50), выдающих год (Year), месяц (Month), день (Day), дату (Date), часы (Hours), минуты (Minutes) и секунды
(Seconds) в двоично-десятичном коде (табл. 1.27). Корректировка числа дней в месяце 28, 29 (високосного года), 30 и 31 производится автоматически. Точность хода часов составляет ±1 мин/месяц при температуре 25 °С. Для приложений высокой точности предусмотрено про граммное управление калибровкой часов (рис. 1.53). Данные переписываются из счетчиков часов в 8-байтовую двухпортовую область SRAM ( 8 x 8 BiPort SRAM Array) один раз в секунду. Чтение данных из этой области памяти производится так же, как и чтение остальных данных.
122 |
|
Глава 1. Микропроцессоры 8080 и 8085 |
||
|
|
|
• 120 |
|
|
Лт-П |
|
|
Л Г |
|
|
• 90 |
|
_У\_ |
|
|
|
|
|
|
|
• 75 |
-10 |
-н |
|
|
N |
j |
: . |
|
|
__ \ |
||
|
|
- 0 - > |
|
|
|
W |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и-40 |
|
|
|
^7 -0 |
|
DATA INPUT |
|
|
|
|
■35 • |
|
* Максимальные значения в не (остальные - минимальные значения)
Рис. 1.51. Временные диаграммы режима записи
SRAM М48ТО2/М48Т12-120 (G = 0)
|
• t г*у —120 • |
^10-0 |
“\ Г |
• 1 2 0 * - |
|
• 1 2 0 * - |
-30*- |
Bl |
|
• 75*- |
-30* |
007-0----------------------------------- |
\ \________ УА1Ю_______ |
* Максимальные значения в не (остальные - минимальные значения)
Рис. 1.52. Временные диаграммы режима чтения
SRAM М487Т)2/М48П2-120 (W = 1)
Таблица 1.27. Адресация регистров часов SRAMМ48Т02/М48Т12
Адрес |
|
|
|
Данные |
|
Функция |
Значение |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
о 7 |
D6 |
Ds |
d 4 |
D з |
D2 D t |
D0 |
|
l¥ ¥ h |
|
10 Year |
|
|
Year |
Year |
00 --99 |
|
7FEh |
0 |
0 |
0 |
10 M |
|
Month |
Month |
01 -- 12 |
7FD h |
0 |
0 |
10 Date |
|
Date |
Dale |
01 --31 |
|
7FCh |
0 |
FT |
0 |
0 |
0 |
Day |
Day |
01 --07 |
7FB h |
KS |
0 |
10 Hours |
|
Hours |
Hours |
00 --23 |
|
7FA/z |
0 |
10 Minutes |
|
Minutes |
Minutes |
00 --59 |
||
l¥ 9h |
ST |
10 Seconds |
|
Seconds |
Seconds |
00 --59 |
||
7F8/2 |
w |
R |
S |
|
Calibration |
Control |
— |
П р и м е ч а н и е : FT (frequency test) — тестирование частоты (0 — для нормальной работы часов), KS (kick-start) — запуск часов, ST (stop) — останов часов, W (write) — запись, R (read) — чтение, S (sign) — знак калибровки Calibration, 0 — разряд следует установить в 0.
1.11. Обнаружение и исправление ошибок в оперативных запоминающих устройствах 123
Нормальный ход часов .
|
|
Знак |
|
Ускорение |
ЛЯ |
калибровки: |
|
S' =1 |
|||
хода часов . |
|||
|
|||
Замедление |
|
|
|
хода часов . |
|
|
|
|
Рис. 1.53. Калибровка часов |
|
Байт, расположенный по адресу 7F8/;, используется как регистр управления часами. Этот байт предназначен для управления доступом к информации часов и хранения установки калиб ровки часов. Установка значений полей S (знак калибровки 0 или 1) и Calibration (0 -*■31) по зволяют замедлить (S = 0) или ускорить (5 = 1 ) ход часов.
Точность хода часов без калибровки составляет ±1 мин/месяц при температуре окружаю щей среды 25 °С. Изменение значения поля калибровки Calibration на ±1 изменяет скорость хода часов на +10,7 с/месяц и -5,35 с/месяц. Диапазон изменения скорости хода часов состав ляет +5,5 + -2,75 минуты в месяц.
1.11. Обнаружение и исправление ошибок в оперативных запоминающих устройствах
Если при тестировании операций записи и чтения данных из оперативного запоминающе го устройства (ОЗУ) получаются неверные данные, то такое ОЗУ должно быть заменено на исправное. Однако ошибки в работе ОЗУ могут быть вызваны и редкими случайными помеха ми, хотя тестирование ОЗУ проходит успешно. В МП-системах, имеющих особо важное назна чение, используются аппаратные средства обнаружения и исправления ошибок, возможно и ни разу не возникающих в одном сеансе их работы.
Принцип обнаружения однократных ошибок. В системах связи наиболее вероятной ошибкой передачи и-разрядных данных являются искажения одного их разряда (однократная ошибка). Для обнаружения таких ошибок используются 9-разрядные ИС контроля четно сти/нечетности — Parity Generators/Checker (рис. 1.54; NC — No Connection — контакт не ис пользуется). Основные параметры этих ИС приведены в табл. 1.28.
Принципиальная схема ИС ‘280 изображена на рис. 1.55 — реализуются прямая РО и ин версная РЕ функции по модулю два от всех девяти входных сигналов 1Р (р = 0, 1, ..., 8).
S/V74AS280, SiV74F280B |
г |
S/V74ACni286 |
|
|||||
SN 74A LS280,1533ИП5 |
i |
S7V744S286 |
I |
|||||
|
|
L_J |
|
|
/б П i |
LJ |
H Vcc |
12 |
/ б Г |
|
14 |
D Vcc |
л |
14 |
|||
/7 С |
2 |
13 |
П/5 |
/ 0 |
1111 2 |
13 |
3/5 |
/3 |
w c C |
3 |
12 |
D/4 |
PRT |
xM irZ 3 |
12 |
3/4 |
14 |
/ 8 С |
4 |
11 |
D o |
GND |
/8 С 4 |
11 |
3/3 |
Vcc |
p e L 5 |
10 |
I n |
ERR |
e r r L 5 |
10 |
3/2 |
15 |
|
p o L 6 |
9 □ a |
XM1T |
prtC 6 |
9 |
I n |
16 |
||
c n d L 7 |
8 |
: / o |
/ 8 |
g n d L 7 |
8 |
D /0 |
11 |
Рис. 1.54. Схемы контроля четности/нечетности
124 |
|
Глава 1. Микропроцессоры 8080 и 8085 |
|
|
|
|||||
|
Таблица 1.28. П араметры ИС контроля четности/нечетности |
|
|
|||||||
ИС |
I c c typI |
/ СС max, |
V o H min ИоН-, |
V о н typ Н о н , |
Vol typ П о и |
VOL max H o t , |
tpmin, |
tp typ> tpпит |
||
мА |
мА |
В/мА |
В/мА |
В/мА |
В/мА |
НС |
НС |
НС |
||
|
||||||||||
'ALS280 |
10 |
16 |
2,4/-2,6 |
3,3/—2,6 |
0,35/24 |
0,5/24 |
3 |
— |
20 |
|
‘AS280 |
25 |
35 |
{Vc c -2 )1 -2 |
|
0,35/20 |
0,5/20 |
3 |
— |
12 |
|
'F2%0B |
26 |
35 |
2,5/—1 |
3.4/-1 |
0,3/20 |
0,5/20 |
2,7 |
— |
11 |
|
‘AS286 |
35 |
50 |
2,4/-15 |
— |
0,35/20 |
0,5/20 |
3 |
— |
16 |
|
‘АС П 1286 |
— |
0,008 |
3,94/-24 |
— |
— |
0,36/24 |
3,6 |
7,3 |
10,8 |
Все ИС типа ‘280 описываются функциями:
pE = j?il,=Ts®j?jip и po = j£ip=is®j?ip,
р =О р =0 /7=0 />=о
где 1Р— входные сигналы (р = 0, 1, ..., 8), РЕ (Parity Even) — четный паритет (выходной сиг нал) и РО (Parity Odd) — нечетный паритет (выходной сигнал), причем РО = РЕ, Е — опера ция сумма по модулю два.
1.11. Обнаружение и исправление ошибок в оперативных запоминающих устройствах 125
В передатчиках 8-разрядных данных (рис. 1.56) ИС ‘280 используются в качестве генера тора паритета (Parity Generators), формирующего проверочный разряд РЕ (или РО). С помо щ ью сигнала /8 (или любого другого) задается контроль четности (следует задать /s = 1) или нечетности (/8 = 0). Например, если входной сигнал 1ц = 0, то выходной сигнал РЕ = 1 только при четном числе информационных сигналов /7__0, равных единице, т. е. по линии связи пере даются 9-разрядные коды
РЕ iD7D6D5D4D3D2D ,Du,
содержащие нечетное число единиц. В приемниках 8-разрядных данных ИС ‘280 используются в качестве устройств проверки паритета (Parity Checker) — на вход 7S подается проверочный разряд РЕ (или РО), сформированный генератором паритета передатчика, а на выходах РЕ и РО приемника генерируются сигналы ошибки.
Канал передачи данных с контролем нечетности, |
приведенный на рис. 1.56, описывается |
|
функциями |
|
|
7 |
____ |
7 |
РЕ\ = S D / j > PE2 = P E ,i ® Y d D ’p .
р=0 |
р-0 |
Воздействующие на передаваемые коды помехи могут исказить некоторые разряды — на выходе линии связи будет получен код P.E'j'D^DgDjD'jDjDjDj'Do, отличающийся от переда ваемого кода. Если при передаче кода ошибки отсутствуют, то сигнал ошибки
____ |
7 |
7 |
7 |
РЕ2 = РЕ' 1 ® ^ D ' p = |
|
D p © Dp = 0 — нечетный паритет (ошибки нет). |
|
|
р=0 |
р=0 |
/;~0 |
Если в линии связи произойдет искажение нечетного числа разрядов, то в приемнике бу дет получено значение сигнала РЕ2 = 1 — четный паритет (ошибка в передаче данных). Иска жение четного числа разрядов не обнаруживается, поэтому считается, что устройства контроля четности/нечетности используются для обнаружения однократных ошибок. Но и появление ошибки в одном разряде данных наиболее вероятно.
Из девятиразрядных ИС ‘280 легко построить
г
1 0 — 0 М2
ности — на рис. |
1.57 представлена 81-разрядная схема |
|
2 |
РП |
г |
М 2 |
||||||
контроля четности/нечетности. |
|
|
— |
0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
— |
3 |
|
1 |
|
РО |
|
|
|
|
|
|
|
_ |
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Линия СБЖЗИ |
|
|
— |
5 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
РЕ |
4 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
D \7 - 0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
—■ |
7 |
|
5 |
|
РЕ РЕ |
|
|
|
|
|
|
|
=> |
/ s — |
8 |
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 М2 |
|
|
Т |
I |
М2 |
|
М 2 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
||||||
К |
|
РЕ\ |
0 |
|
|
РО : \- O d d |
||||||
1 |
РЕ |
Помеха |
1 |
РЕ0 |
— |
2 |
РО |
РО : |
|
0 —Even |
||
—/ |
* |
|
|
|
РЕ |
РЕ •- |
|
Even |
||||
РО |
|
|
|
РО |
_ _ |
3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
РЕ ■- |
Odd |
||||
|
7 |
|
|
|
7 |
|
—14 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Л |
/8 |
|
|
|
РЕ\ |
|
— 1 5 |
|
От Других 7 ИС ( /80- 18> |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
— |
6 |
РЕ |
|
|
|
||
|
Parity Generator |
|
|
Parity Checker |
— |
7 |
|
|
|
|
||
|
Передатчик |
|
|
Приемник |
* 1 7 - |
8 |
|
|
|
|
||
Рис. 1.56. Канал передачи данных с контролем |
Рис. 1.57. Каскадирование ИС ‘280 |
|||||||||||
|
|
|
|
нечетности |
|
|
|
|
|
|
|
|
126 |
Глава 1. Микропроцессоры 8080 и 8085 |
ОЗУ с обнаружением однократных ошибок. Ошибки в работе ОЗУ происходят не в ли ниях связи, а при записи и чтении данных, например, из-за импульсных помех источника пита ния. Для построения ОЗУ с обнаружением однократных ошибок необходимо в каждую ячейку памяти добавить один разряд для записи и чтения проверочного разряда (разряда паритета). Следовательно такое ОЗУ можно построить на основе БИС SRAM МГ5С2889 (32 К х 9 бит) или М Т5С1189 (128 К х 9 бит; см. рис. 1.45). Так как шина данных у ОЗУ двунаправленная, то и ИС контроля четности/нечетности должна иметь двунаправленный проверочный разряд паритета.
Специально для этих целей выпускаются ИС SN1AAS2%6 и 5Л74ЛС7Т1286 — 9-bit Parity>
Generators/Checker with Bus Driver Parity I/O Port (см. рис. 1.54).
Принципиальная схема ИС ‘286 изображена на рис. 1.58, а:
XMIT (Transmit Control) — входной сигнал управления направлением передачи провероч ного разряда PRT,
PRT (Parity I/O) — двунаправленный проверочный разряд (PRT — выход при XMIT - 0 и
PRT — вход при XMIT = 1),
ERR (Parity Error) — выходной сигнал ошибки паритета.
Данная ИС описывается функциями:
_ ~ 8 |
__________ |
________ ____ — |
8 |
PRT = a = Y , I р |
при XMIT = 0, |
ERR = fi-XMIT = ( P R T ® ^ I p ) - Ш ! Т , |
|
р =о |
|
|
р =о |
где PRT — выходной и входной сигнал. При значении сигнала XMIT = О ИС ‘280 выполняют функцию генератора паритета, формирующего проверочный разряд PRT, а при значении XMIT = 1 — функцию устройства проверки паритета, генерирующего сигнал ошибки
_______ |
8 |
ERR = PRT © ^ Iр ,
р=о
где PRT — входной сигнал. В табл. 1.29 приведено наглядное описание этих функций.
Рис. 1.58. ИС контроля четности/нечетности ‘286
1.11. Обнаружение и исправление ошибок в оперативных запоминающих устройствах 127
Таблица 1.29. Описание работы ИС ‘286
Число единиц на входах /,, |
XMIT |
|
PRT |
ERR |
Примечание |
|
Четное (а = 0) |
0 |
1 |
(выход) |
1 |
Передача (нет ошибки) |
|
Нечетное (а = 1) |
0 |
0 (выход) |
1 |
Передача (нет ошибки) |
||
Четное (а = 0) |
1 |
1 |
(вход) |
1 |
Прием (нет ошибки) |
|
1 |
0 (вход) |
0 |
Прием (есть ошибка) |
|||
|
||||||
Нечетное (сх = 1) |
1 |
1 |
(вход) |
0 |
Прием (есть ошибка) |
|
1 |
0 (вход) |
1 |
Прием (нет ошибки) |
|||
|
На рис. 1.58, б показана структурная схема ОЗУ |
с обнаружением однократных ошибок. |
При записи данных в ОЗУ значения сигналов XMIT = |
WR = О, RD = 1, ERR = 1 (неактивный |
уровень сигнала ошибки) и ИС ‘286 генерирует проверочный разряд
~7
PRT
Р=о
являющийся ее выходным сигналом. Значение проверочного разряда PRT вместе с данными D7-(j записывается в ОЗУ. При чтении данных из ОЗУ значения сигналов XMIT = WR = 1, й) = 0 и разряд PRT' поступает из ОЗУ (возможно искаженный), а сигнал ошибки паритета
_____ |
7 |
ERR = PRT'@ Y j D 'p ■
Р=о
При отсутствии ошибок
~7 _____ ” 7 7
|
|
|
PRT' = PRT = Y ^ D P и |
ERR = Y u D p ® Y u D p = 1 - |
||
|
|
|
|
р = 0 |
р =0 |
р -о |
|
На рис. |
1.59 показана струк |
|
|
||
турная схема МП-системы с об |
|
|
||||
наружением |
однократных |
оши |
|
|
||
бок в ОЗУ. При отсутствии оши- |
|
|
||||
^бок |
сигнал |
запроса |
прерывания |
|
|
|
1R= 1. При однократной ошибке |
|
|
||||
сигнал ERR = 0 и запрос |
преры |
|
|
|||
вания 1R = |
0. Так как ошибки в |
|
|
|||
работе ОЗУ имеют катастрофиче |
|
|
||||
ские последствия, то |
нормальная |
|
|
|||
работа МП-системы должна быть |
|
|
||||
приостановлена. Поэтому |
сигнал |
|
|
|||
ошибки используется |
для |
вызова |
|
|
||
подпрограммы обработки |
преры |
|
|
|||
вания (находящейся в постоян |
|
|
||||
ном |
запоминающем |
устройстве) |
|
|
||
по |
входу |
запроса |
прерывания |
|
|
|
TRAP, реагирующего на положи |
|
|
||||
тельный фронт сигнала IR с по |
|
|
||||
следующим удержанием его вы |
|
|
||||
сокого уровня. |
|
Рис. 1.59. ОЗУ с обнаружением однократных ошибок |
1 2 8 |
Глава 1. Микропроцессоры 8080 и 8085 |
||||
|
SN14AS2&6 |
|
SN74AZ2Z6 |
||
|
М2 |
ERR 1 |
|
|
М2 |
|
|
|
|
ERR2 |
|
|
|
ERR |
*23-16 ' |
|
ERRQ- |
|
|
|
|
|
|
PRTX- |
ХМГГ |
PRT □ |
PRT 3 - |
'ХМГГ |
PRT □ |
|
М2 |
ERR 2 |
|
|
М2 |
|
|
|
|
ERRA |
|
|
|
ERR О- |
|
|
ERR 6- |
|
ХМГГ |
PRT |
|
ХМГГ |
PRT |
PRT2 ■ |
____L_ |
|
PRT4 • |
_1_ |
3 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ERR |
Even / Odd |
|
|
|
|
|
т г г — |
|
|
|
|
|
|
|
Byte 2 |
Byte 1 |
|
Byte 4 Byte 3 |
Рис. 1.60. Каскадирование ИС ‘286
В МП-системах с 16-разрядной и 32-разрядной шинами данных также можно использо вать ИС ‘286 для обнаружения однократных ошибок. В таких МП-системах производится неза висимый контроль паритета каждого байта данных. На рис. 1.60 показана схема для побайтно го контроля паритета в 32-разрядных МП-системах, генерирующая сигнал ошибки паритета ERR = ERR 1 v ER R2v ERR3 vERR4. Этот сигнал следует использовать для формирования сиг нала запроса прерывания IR.
Обнаружение и исправление ош ибок в ОЗУ. Некоторые линейные коды, называемые кодами Хэмминга [9], позволяют обнаруживать двукратные и исправлять однократные ошибки в каналах передачи данных. В кодах Хэмминга используется не один, а несколько проверочных разрядов, представляющих собой некоторые функции по модулю два от информационных раз рядов. Для обнаружения двукратных и исправления однократных ошибок в ОЗУ фирмой Texas Instruments на основе модифицированных кодов Хэмминга были разработаны устройства обна ружения и исправления ошибок (E D A C — Parallel Error Detection and Correction Circuits), ко торые могут использоваться в МП-системах с 8-, 16- и 32-разрядными шинами данных
(рис. 1.61):
SN14LS636 — 8-разрядный EDAC с Z-состоянием шин данных и 5-разрядного провероч ного слова;
SN14LS631 •— 8-разрядный EDAC с открытым коллекторным выходом шин данных и 5-разрядного проверочного слова;
SN14LS630 (555ВЖ1) — 16-разрядный EDAC с Z-состоянием шин данных и 6-разрядного проверочного слова без побайтного управления записью данных;
SN14LS631 — 16-разрядный EDAC с открытым коллекторным выходом шин данных и 6-разрядного проверочного слова без побайтного управления записью данных;
SN14ALS616 — 16-разрядный EDAC с Z-состоянием шин данных и 6-разрядного прове рочного слова с побайтным управлением записью данных;
SN14ALS611 — 16-разрядный EDAC с открытым коллекторным выходом шин данных и 6-разрядного проверочного слова с побайтным управлением записью данных;
1.11. Обнаружение и исправление ошибок в оперативных запоминающих устройствах 129
LS636, LS637
■a |
|
|
defI i |
20 -I Vcc |
|
dboL 2 |
19 1SEF |
|
DfilC 3 |
18 Is, |
|
DB2[ 4 |
17 lSo |
|
ш з [ 5 |
16 ] cbo |
|
Ш 4[ 6 |
15 ] c b i |
|
DB5C 7 |
14 lC B2 |
|
Шб[ 8 |
13 И с в з |
|
Ш 7[ 9 |
12 ] n c |
|
gndL 10 |
11 ]CB4 |
|
74LS630, 74LS631 |
||
u |
28 |
|
d efI 1 |
]Vcc |
|
dboL 2 |
27 |
]SEF |
DBll 3 |
26 |
Is , |
DB2l 4 |
25 |
И So |
ш з [ 5 |
24 |
П с в о |
Ш4[ 6 |
23 |
] c s i |
DBSl 7 |
22 |
]CB2 |
ОВб[ 8 |
21 |
] с в з |
DBll 9 |
20 |
lC B 4 |
DBil 10 |
19 |
I c b s |
ОВ9[ 11 |
18 |
iD B 15 |
DB10[ 12 |
17 |
]DB 14 |
DB11[ 13 |
16 |
]DB13 |
gndL 14 |
15 |
iD B 12 |
ALS616, ALS617 AS634, ALS634A, ALS63S AS632,ALS632B,ALS633
|
l |
T3“ |
|
m e r r L l |
и |
|
|
LE D B dl |
40 |
Vcc |
48 3 Vcc |
||||
m e r r L 2 |
39 |
Is, |
Er r I 2 |
47 ] s , |
|||
Er r I 3 |
38 |
3So |
DfloH 3 |
46 |
] s „ |
||
N C l |
4 |
37 |
I n c |
D B ll 4 |
45 |
]DB31 |
|
w c [ |
5 |
36 |
I n c |
DB2l 5 |
44 |
]DB30 |
|
/ / c [ |
6 |
35 |
I n c |
D B3l |
6 |
43 |
]DB29 |
g n d L 7 |
34 |
I g n d |
D B4l |
7 |
42 ]DB28 |
||
N C l 8 |
33 |
I d b 15 |
DB5[ 8 |
41 ~\DB21 |
|||
DB0[ 9 |
32 |
]DB14 |
o e d b I |
9 |
40 |
]DB26 |
|
D B l[ 10 |
31 I oEb , |
D B6l 10 |
39 |
]DB25 |
|||
OEBai 11 |
30 |
I d b 13 |
D B ll 11 |
38 |
]DB24 |
||
D B2l 12 |
29 1 d b \2 |
g n d 'l 12 |
37 I g n d |
||||
DB3[ |
13 |
28 |
] d b ii |
D BSI 13 |
36 |
]DB23 |
|
m [ |
14 |
27 |
I dbi o |
D B9l 14 |
35 |
]DB22 |
|
D B 5l |
15 |
26 |
1DB9 |
DB 10[ 15 |
34 |
]DB21 |
|
DB6[ |
16 |
25 |
]DB8 |
D B ll С 16 |
33 |
]DB20 |
|
DBlZ |
17 |
24 |
] cbo |
D fil2[ |
17 |
32 |
]Ш 1 9 |
C B5l 18 |
23 |
] c b i |
DB13[ 18 |
31 |
]DB18 |
||
CB4[ |
19 |
22 |
]CB2 |
DB 14[ 19 |
30 |
]DB17 |
|
OECBl 20 |
21 |
] с в з |
DB15[ |
20 |
29 |
]DB16 |
|
|
|
|
|
СВбС |
21 |
28 |
] cbo |
|
|
|
|
CB5[ |
22 |
27 |
] c s i |
|
|
|
|
CB4[ |
23 |
26 |
]CB2 |
|
|
|
|
o e c b L 24 |
25 |
] с в з |
NC — No Connection — нет сое;шненшI
u
l e d b o L 1 |
52 K c |
||
m e r r L |
2 |
51 |
] s , |
Er r I |
3 |
50 |
] s „ |
d b o [ |
4 |
49 ]DB31 |
|
D B l[ 5 |
48 ]DB30 |
||
DB2[ |
6 |
47 ]DB29 |
|
DB3[ |
7 |
46 ]DB28 |
|
DB4[ 8 |
45 ]DB27 |
||
DB5[ 9 |
44 ]DB26 |
||
ОЁВоС 10 |
43 |
1 o Eb 2 |
|
D B6l |
11 |
42 |
]DB25 |
D B ll |
12 |
41 |
]DB24 |
g n d \_ 13 |
40 ~\g n d |
||
DB%1 14 |
39 |
]DB23 |
|
DB9[ 15 |
38 |
]DB22 |
|
0£B,C 16 |
37 |
lO E B j |
|
DBIOC 17 |
36 |
]DB21 |
|
DBIlH 18 |
35 |
]DB20 |
|
DB12[ 19 |
34 |
]DB19 |
|
DB13[ |
20 |
33 |
]DB18 |
DB14C |
21 |
32 |
]DB17 |
DB15[ |
22 |
31 |
]DB16 |
CB6[ |
23 |
30 |
] cbo |
CB5[ |
24 |
29 |
] c b i |
CB4[ |
25 |
28 |
]CB2 |
OECBl |
26 |
27 |
]CB3 |
Рис. 1.61. ИС для обнаружения и исправления ошибок (EDAC)
SN74ALS632B, SN14AS632 — 32-разрядный EDAC с Z-состоянием шины данных и 7-разрядного проверочного слова с побайтным управлением записью данных;
SN74ALS633 — 32-разрядный EDAC с открытым коллекторным выходом шины данных и 7-разрядного проверочного слова с побайтным управлением записью данных;
SN74ALS634A, SN74AS634 — 32-разрядный EDAC с Z-состоянием шины данных и 7-разрядного проверочного слова без побайтного управления записью данных;
SN14ALS635 — 32-разрядный EDAC с открытым коллекторным выходом шины данных и 7-разрядного проверочного слова без побайтного управления записью данных.
Основные параметры этих ИС приведены в табл. 1.30 (время распространения сигналов tp приведено только от входов данных DBj до выходов проверочных разрядов CBj). Устройства обнаружения и исправления ошибок EDAC с побайтным управлением записью данных ‘636/‘637 можно использовать в МП-системах с 8-разрядной шиной данных (МП 8080 и 8085), ‘616/‘617 — с 16-разрядной шиной данных (МП 8086, 80186 и 80286) и ‘632/‘633 — с 32-разрядной шиной данных (МП 80386 и 80486).
Структурная схема EDAC ‘636 показана на рис. 1.62 (EDAC ‘630 описывается такой же структурной схемой, но разрядность шин данных и проверочного слова другие — 16 и 6 бит):
DB-,_о (Data Bite) — разряды шины данных МП; СВ4_о (Check Bite) — разряды проверочного слова;
Su So — сигналы управления внутренними операциями EDAC (табл. 1.31);
SEF (Single-bit Errors Flag) — флаг обнаружения и исправления однократных ошибок; DEF (Dual-bit Errors Flag) — флаг обнаружения двукратных ошибок.
9 Г. И. Пухальский