2.3 Разработка алгоритма функционирования проектируемой системы

Даже для простого МПУ обычно трудно разработать алгоритм, охватывающий сразу все детали его работы. Поэтому рекомендуется [4] два последовательных уровня детализации алгоритма: концептуальная блок-схема и функциональная схема. Оба эти этапа могут быть сделаны безотносительно к применяемому базовому процессору.

Концептуальная блок-схема алгоритма содержит общие выражения, показывающие, что должно быть сделано. Функциональная схема алгоритма указывает, как это может быть сделано.

Для алгоритма существенным является способ его задания. Самой простой является запись в виде последовательности действий, записанных на разговорном языке. Такую форму алгоритма можно избрать на начальном этапе проектирования. Наиболее часто используется графическое представление алгоритма в виде блок-схемы [4], представленной совокупностью функциональных и логических операторов.

2.4 Выбор элементной базы и разработка принципиальной схемы

Если функциональная схема МПУ избрана (в дальнейшем она может быть изменена), то далее осуществляется выбор элементной базы. Это касается как внешних устройств, так и устройств сопряжения МП (процессорного ядра) или МК с внешними устройствами. При выборе элементной базы в первую очередь необходимо учитывать электрические и временные характеристики сопрягаемых устройств и следить за их соответствием.

Для организации двунаправленной ШД применяются микросхемы двунаправленных буферных приемопередатчиков типа КР1533АП6 или КР580ВА86.

Для формирования однонаправленной ША можно также использовать приемопередатчики; если же процессор имеет совмещенную шину адреса и данных, то потребуются микросхемы типа стробируемых многорежимных буферных регистров (например, КР580ИР82).

При проектировании ШУ обычно используют набор логических микросхем (типа И-НЕ, ИЛИ-НЕ) из серий 155, 555, 1533 и т. д.

При подключении микросхем памяти для обеспечения раздельной адресации ПЗУ и ОЗУ, а также для проектирования модуля памяти из нескольких микросхем часто используются дешифраторы .

Для удаленных внешних устройств, работающих с последовательными кодами информации, используются специальные схемы сопряжения – универсальные приемопередатчики типа микросхем 8251, 8250, 16550, причем две последние микросхемы специально предназначены для использования в качестве последовательных портов персональных компьютеров. У специализированных МК, как правило, есть встроенные последовательные порты

Если входные выводы логических микросхем ТТЛ(Ш) и КМОП не используются, то их не следует оставлять свободными . Неиспользуемые входы либо объединяют с другими рабочими (при этом не должна быть превышена нагрузка на источник сигнала), либо подсоединяют их к константам (логическим нулям или единицам), не изменяющим работу схемы для задействованных входов. У элементов ТТЛ (Ш) неиспользуемые входы подключают к источнику питания через резистор R ~ 1 кОм, причем к одному резистору можно подключить до 20 входов.

Для ЭСЛ-схем неиспользуемые входы остаются разомкнутыми. Это объясняется тем, что в схемах самих элементов уже предусмотрены специальные резисторы, связанные с источником питания.

Если не все элементы, имеющиеся в корпусе БИС, используются в схеме, то имеет смысл поставить такие элементы в состояние минимальной мощности, подав на какой-либо из его входов соответствующую константу.

Неиспользуемые входы БИС МП и МК рекомендуется переводить в нейтральное состояние.

Выходы микросхем с открытым коллектором (ОК) должны быть подключены к источнику питания через резистор R, величина которого определяется следующими неравенствами, зависимыми от допустимых значений токов [31]:

R >=(U_cc –U₀)/ (I_{вых.0.мах}–n I_{вх.0.мах}),

R<=(U_cc –U_вых.1.min)/ n I_вх.1.max,

где U_cc – напряжение источника питания;

U₀, I_{вых.0.мах}, I_{вх.0.мах}, U_вых.1.min, I_вх.1.max – паспортные параметры элемента;

n – количество логических элементов, подключаемых к выходу с ОК.