Xem mẫu
- Caáp vi lập trình
Mục tieâu
Nghieân cöùu caùc vaán ñeà:
- Ñôn vò xöû lyù trung taâm CPU
- Caùch moät chip CPU giao tieáp vôùi boä nhôù vaø caùc thieát bò
ngoaïi vi
- Caáp logic soá
Chip vi xöû lyù
Giao tieáp CPU vôùi caùc phaàn coøn laïi thoâng qua caùc chaân:
- Xuaát tín hieäu töø CPU
- Nhaän tín hieäu töø beân ngoaøi
- Thöïc hieän nhaän/xuaát tín hieäu
Caùc chaân goàm 3 loaïi: Ñòa chæ / Döõ lieäu / Ñieàu khieån
1. Ñaët ñòa chæ boä nhôù cuûa chæ thò 2. Thoâng baùo cho boä nhoù yeâu
leân chaân ñòa chæ caàu ñoïc qua ñöôøng ñieàu khieån
Chaân ñòa chæ
Chaân ñieàu khieån
Boä nhôù
CPU
Chaân döõ lieäu
3. Boä nhôù ñöa döõ lieäu leân
4. Vi xöû lyù nhaän vaø
chaân döõ lieäu vaø xaùc laäp tín
thöïc thi chæ thò
hieäu hoaøn taát
- Caáp logic soá
Chip vi xöû lyù
Hai thoâng soá chính ñeå xaùc ñònh hieäu suaát moät boä vi xöû lyù:
* Soá chaân ñòa chæ:
- Moät chip m chaân ñòa chæ coù theå ñòa chæ hoùa 2m byte
boä nhôù
- Giaù trò thöôøng duøng cuûa m laø 16, 20, 24, 32 vaø 36
* Soá chaân döõ lieäu:
- Moät chip n chaân döõ lieäu, coù theå ñoïc hoaëc ghi moät töø
(word) n-bit vôùi moät thao taùc ñôn
- Giaù trò thöôøng duøng cuûa n laø 8, 16, 32 vaø 64
- Caáp logic soá
Chip vi xöû lyù
Caùc loaïi chaân khaùc cuûa boä vi xöû lyù:
Chaân caáp nguoàn
-
Chaân tieáp ñaát
-
Chaân tín hieäu clock
-
Caùc chaân ñieàu khieån:
-
* Ñieàu khieån Bus
* Xöû lyù ngaét
* Phaân xöû Bus
* Ñoàng xöû lyù
* Traïng thaùi
* Khaùc
- Caáp logic soá
Bus
- Bus laø moät nhoùm caùc ñöôøng daãn chung giöõa nhieàu thieát bò
- Phaân loaïi theo muïc ñích:
* System bus: keát noái boä nhôù vaø I/O
* Local bus: keát noái caùc boä ñoàng xöû lyù/boä nhôù cuïc boä
- Caáp logic soá
Phöông thöùc laøm vieäc cuûa Bus
Khaùi nieäm:
- Thieát bò chuû: khôûi ñoäng vieäc truyeàn treân bus
- Thieát bò phuï thuoäc: chôø caùc yeâu caàu ñöôïc göûi qua bus
Göûi yeâu caàu ghi/ñoïc döõ lieäu
Ñóa
CPU
Göûi yeâu caàu nhaän döõ lieäu
Boä nhôù
Ñóa ñoïc töø ñóa
- Bus coù 3 loaïi: ñòa chæ / döõ lieäu / ñieàu khieån
- Tốc độ vaø baêng thoâng cuûa bus phuï thuoäc:
* Ñoàng boä bus
* Cô cheá phaân xöû bus
* Cô cheá xöû lyù ngaét
* Cô cheá xöû lyù loãi
- Caáp logic soá
Bus ñoàng boä
- Coù moät ñöôøng caáp tín hieäu daïng soùng vuoâng goïi laø xung
clock
- Caùc hoaït ñoäng treân bus (chu kyø bus) ñeàu chieám moät soá
nguyeân chu kyø xung clock
- Caùc chu kyø bus gioáng nhau giöõa caùc caëp thieát bò
Bus khoâng ñoàng boä
- Chu kyø bus coù chieàu daøi baát kyø
- Caùc chu kyø bus khoâng gioáng nhau giöõa caùc caëp thieát bò
- Caáp logic soá
Bus ñoàng boä
Chu kyø ñoïc
Chu kyø T1
CPU baét ñaàu T2 T3
ñaët ñòa T1
4 MHz,250 nsec
chæ boä nhôù
leân ñöôøng ñòa
∅
chæ
TAD
Ñòa chæ
TDS
Döõ lieäu
TML TMH
MREQ
TRL
TRH
RD
TDH
SMREQ vaø RDTc ñònhT2, u,gian MREQ vaø0RD khoâ m
--uoáMHthôøitrình chuckyø ML nsec RL nsecñòa= 5ñòan ñònhngiaù
TSauquaù TRH xaùñoïn=110 vaø T nhôù ng DS oån ñònh ñòa chæ
röôùc vaø gian caà döõ thôøBoä ñöôø giaûi maõ oå chæ vaø ñöa
T t khi CPU AD T lieä i caàn coù T ñeå chæ nsec ñaû g
drò n oånic chosau t u nhôù ñoïc döõ lieä
t Mmôù leân Bus
-cöõoREQ laäp döõ lieäboäCPU ñang ñöôïcutruy xuaát
baû lieäu ñònh bieákhi
oø xaù
-- RD xaùaùcvñònh vieäc ñoïc döõ lieäu töø boä nhôù n bus sau RD
MDH x c nhaän thôøi gian duy trì döõ lieäu treâ
T REQ aø RD ñöôïc thieát laäp
khoâng coøn xaùc laäp
- Caáp logic soá
Phaân xöû Bus
* Phaân xöû Bus taäp trung (Phöông phaùp ñoä öu tieân 1 möùc)
Nhieäm vuï: quyeát ñònh thieát bò 1. Phaùt sinh yeâu caàu Bus
keá tieáp laø thieát bò chuû
Yeâu caàu Bus
Boä
Caáp Bus
phaân xöû
Bus
2. Boä phaân xöû xaùc laäp
1 2 3 4
ñöôøng caáp bus
3. Thieát bò gaàn nhaát kieåm Ñuùng: thieát bò tieáp quaûn
tra coù phaûi chính noù ñöa bus vaø khoâng truyeàn tieáp tín
yeâu caàu Bus khoâng? hieäu xuoáng thieát bò keá tieáp
- Caáp logic soá
Phaân xöû Bus
* Phaân xöû Bus taäp trung (Phöông phaùp ñoä öu tieân n möùc)
Yeâu caàu Bus möùc 1
Yeâu caàu Bus möùc 2
Boä phaân
Caáp Bus 1
xöû Bus
Caáp Bus 2
1 2 3 4
- Caáp logic soá
Phaân xöû Bus
* Phaân xöû Bus khoâng taäp trung (Moâ hình Multibus)
1. Ñeå chieám bus: Kieåm tra bus coù raûnh khoâng
vaø tìn hieäu ngoû vaøo IN xaùc laäp ñöôïc khoâng?
Yeâu caàu Bus
Traïng thaùi (Busy)
Khi khoâng coù yeâu caàu bus,
ñöôøng phaân xöû truyeàn tôùi taát
caû caùc thieát bò
Ñöôøng
phaân xöû In Out In Out
In Out In Out
bus
+5v
3 4
1 2
2. IN xaùc laäp OUT khoâng xaùc laäp, thieát bò
trôû thaønh thieát bò chuû xaùc laäp ñöôøng BUSY
- Caáp logic soá
Noái 8 chip ñieàu khieån I/O vôùi 8
Xöû lyù ngaét ngoõ vaøo yeâu caàu ngaét IRx
* Xöû lyù ngaét (Ví dụ: Chip 8259A) 1. Thieát bò gaây ngaét
xaùc laäp tín hieäu IRx
3. Neáu coù theå, CPU göûi
xung INTA trôû laïi 8259A
2. 8259A xaùc laäp tín hieäu
Chaân yeâu caàu ngaét ngaét INT, ñieàu khieån chaân
yeâu caàu ngaét
Chaân traû
I/O 1
INT IR0
lôøi ngaét
INTA IR1 I/O 2
Ñieàu IR2
CPU khieån
RD IR3
ngaét
WR IR4
5. CPU taïo caùc
8259A
vector ngaét, IR5 I/O 3
D0-D7
tìm ñòa chæ thuû IR6
tuïc ngaét vaø
IR7 I/O 4
thöïc thi trình 4. 8259A xuaát soá ngoõ
phuïc vuï ngaét vaøo leân bus döõ lieäu
- Caáp logic soá
Chip 8088 (Intel)
- Coù 40 chaân
40
GND 1
- 20 chaân ñòa chæ A0-A19 giöõ ñòa chæ boä nhôù vaø I/O 39
A14 2 A15
38 S3
A13 3 A16
37 S4
A12 4 A17
- 8 chaân döõ lieäu D0-D7 gheùp cuøng chaân A0-A7 36 S5
A11 5 A18
35 S6
A10 6 A19
- 4 chaân traïng thaùi S3-S6 gheùp chung A16-A19 34
A9 7
MN/MX
33
A8 8
- Chaân 33 xaùc laäp cheá ñoä toâi thieåu/toái ña RD
32
D7 A7 9
RQ/GT0
31
D6 A6 10
RQ/GT1
30
D5 A5 11
- 3 chaân traïng thaùi S0-S2 xaùc ñònh loaïi chu kyø bus LOCK
29
D4 A4 12
S2
28
D3 A3 13
- Chaân 32 RD: CPU ñang ôû chu kyø ñoïc boä nhôù S1
27
D2 A2 14
S0
26
D1 A1 15
- Chaân 29 Lock: ngaên caûn thieát bò chuû khaùc 25
D0 A0 16
24
17
khoâng ñöôïc söû duïng bus INTR 23
18
22 READY
19
- Chaân 22 Ready: tín hieäu saün saøng ñöa döõ lieäu 21 RESET
20
leân bus
Chaân ra vaät lyù
- Chaân 18 INTR: tín hieäu ngaét
- 2 chaân 30,31: yeâu caàu bus vaø caáp bus (phaân xöû bus)
- Chaân 21 Reset: thieát laäp laïi traïng thaùi cho CPU
- Caáp logic soá
Bus IBM PC töông thích vôùi chip 8088 (Intel)
- Ñöôïc khaéc treân board maïch chuû (mother board)
- Coù 62 ñöôøng, bao goàm:
* Loaïi tín hieäu töø bus vaøo board meï (In)
* Loaïi tín hieäu taïo ra töø board meï xuaát leân bus (Out)
- Taàn soá tín hieäu xung clock (OSC) cua bus = 14.31818 MHz
Vì taàn soá hoaït ñoäng toái ña cuûa 8088 laø 5 MHz
Chia 3 taàn soá OSC ñeå coù tín hieäu 4.77 MHz goïi laø xung
clock chuû (CLK)
- Caáp logic soá
Bus IBM PC töông thích vôùi chip 8088 (Intel)
Caùc tín hieäu treân IBM PC Bus
Tín hieäu Soá ñöôøng In Out Chöùc naêng
OSC 1 x Tín hieäu clock 70 nsec (14.31 Mhz)
CLK 1 x Tín hieäu clock 210 nsec (4.77 Mhz)
RESET 1 x Traïng thaùi ban ñaàu CPU
A0-A19 20 x 20 ñöôøng ñòa chæ
D0-D7 8 x x 8 ñöôøng döõ lieäu
ALE 1 x Cho pheùp choát ñòa chæ
MEMR 1 x Ñoïc boä nhôù
MEMW 1 x Ghi boä nhôù
IOR 1 x Ñoïc I/O
IOW 1 x Ghi I/O
AEN 1 x CPU thaû noåi bus
IO CHCHK 1 x Kieåm tra keânh I/O (loãi chaún leû)
IO CH RDY 1 x Keânh I/O saün saøng
Power 5 +-5V/12V
GND 3 Ñaát
- Caáp logic soá
Bus IBM PC töông thích vôùi chip 8088 (Intel)
OSC
Boä taïo xung
CLK
8284A RESET
14.31 Mhz
CLK RESET
20
A0-A19 A0-A19
74LS373
Boä choát
8088 CPU
IBM PC Bus
74LS245 8
D0-D7 D0-D7
Boä thu phaùt
INT
3 ALE
S0-S2
MEMR
8288
MEMW
READY Ñieàu khieån bus
IOR
IOW
Boä ñieàu khieån
IO CH RDY
ngaét 8259A
IRQ2-IRQ7
nguon tai.lieu . vn