Conectarea Memoriei de Tip ROM și RAM la Microprocesor

I. Scopul lucrării: Elaborarea schemelor structurală şi electrică pentru conectarea memoriei de tip ROM şi RAM la microprocesorul Intel 8086 (regim minim de funcţionare).

Modelul ROM şi Tabelа de adevăr a microschemei K573РФ8

CS

CEO

A0 –

A14

UPR DIO0 -

DIO7 Regim lucru

H X X UCC Roff Stocare

L L A UCC Datele în cod

direct Citire

L H A UCC Roff Închide

ieşiri

L H A 18±0.5B Datele în cod

direct Programare

H H A 18±0.5B Roff Restrict

programare

Modelul RAM şi Tabela de adevăr a microschemei КМ132РУ10А

CS

WR/RD

A0 –

A15

DI

DO Regim lucru

H X X X Roff Stocare

L L A L Roff Scriere 0

L L A H Roff Scriere 1

L H A X Datele în cod

direct Programare

Informaţii despre circuitele folosite:

Circuit ROM:

Este dat circuitul integrat 573RF8A de tip EPROM, capacitatea memoriei ROM implimentate cu circuite integrate de acest fel va fi egal cu 64kW.

32768 x 8 = 1215 x 8 = 32k x 8 = 32kB;

64kW = 64k x 16;

Circuit RAM:

Este dat circuitul integrat 132RU10A de tip RAM, capacitatea memoriei RAM implimentate cu circuite integrate de acest fel va fi egal cu 64kW.

65536 x 1 = 1216 x 1 = 64k x 1 = 64kb;

64kW = 64k x 16;

II. Calculele necesare estimării numărului de circuite şi blocuri:

ROM: un circuit de tipul 573RF8A are capacitatea de 32kB, care poate fi transcrisă astfel 32kb*8, adică volumul de 32kb poate fi accesat pe fiecare dintre cele 8 ieşiri de date a circuitului. Magistrala de date la microprocesorul Intel 8086 are o lăţime de 16 biţi deci un singur circuit care are 8 ieşiri nu va folosi eficient resursele magistralei, pentru a fi utilizate mai eficient avem nevoie de două circuite unite în paralel care o să folosească pe deplin capacitatea acesteea şi care într-o asemenea combinare formează o unitate logică importantă numită bloc, anume blocul fiind selectat pentru operaţiile de scriere/citire şi doar după acesta se specifică baitul, dacă este nevoie. Capacitatea fiecării ieşiri a blocului format este de 32kb, adică aceeaşi ca şi la circuitele ce îl formează dar numărul de ieşiri este dublu faţă de cele a unui singur circuit deci capacitatea blocului obţinut va fi 32kb*16 sau 32kW. Totuşi avem nevoie de o memorie ROM cu capacitatea de 64kW, pentru a obţine un asemenea volum mai adăugăm un bloc similar, în acest caz se adună doar capacităţile pentru ieşirele blocurilor fiindcă numărul maxim de ieşiri accesate simultan nu depăşeşte numărul de ieşiri a unui singur bloc. În final primim configuraţia dorită: două blocuri ROM a cîte două circuite cu capacitate totală de 64kb*16 sau 64kW.

RAM: un circuit de tipul 132RU10A are capacitatea de 64kb, care poate fi transcrisă astfel 64kb*1, adică volumul de 64kb poate fi accesat pe unica ieşire a circuitului dat. Similar procedeului folosit pentru ROM stabilim numărul de circuite care vor forma un bloc, aşa cum fiecare circuit are doar o singură ieşire vom avea nevoie de 16 circuite pentru a forma un bloc cu capacitatea rezultantă de 64kb*16 sau 64kW şi deoarece capacitatea memoriei RAM cerute pentru implimentare coincide cu capacitatea unui singur bloc este evident faptul că pentru acest tip de memorie nu mai avem nevoie de a adăuga alte blocuri. În final primim configuraţia dorită: un bloc RAM a cîte şaisprezece circuite cu capacitateatotală de 64kb*16 sau 64kW.

III. Date teoretice despre microprocesorul Intel 8086:

1) Prezentarea microprocesorului:

La patru ani de la prezentarea primului microprocesor pe 8 biti — 8080 (magistrala de adrese de 16 biti, magistrala de date de 8 biti), ca urmare a succesului de piata repurtat cu acesta si a dezvoltarii tehnologiei H-MOS, firma INTEL realizeaza microprocesorul 8086 (magistrala multiplexata — 20 linii de adresa, 16 linii de date) cu care se implanteaza solid si in domeniul microprocesoarelor de 16 biti.Patru concepte arhitecturale noi la momentul respectiv au stat la baza proiectarii si realizarii familiei lui 8086. Primul este acela al segmentarii memoriei, prin care se permite programarea modulara, deschizindu-se astfel calea implementarii tehnicilor de protectie si partajare a memoriei. Al doilea este acela al posibilitatii implementarii cu usurinta a unor moduri de adresare caracteristice limbajelor de programare de nivel inalt (bazata,indexata, pentru structuri de date). Un alt concept atins il constituie cresterea puterii de calculpe baza unui set de registri optimizat pentru a realiza functii generale si specializate deprocesare a datelor, precum si introducerea unitatilor aritmetice de calcul de tipulcoprocesoarelor aritmetice, echipamente care se conecteaza pe magistralele microprocesoruluiin paralel cu acesta, crescind mult viteza de lucru a sistemului in unele aplicatii. In fine,microprocesorul 8086 dispune de un set de instructiuni codificat anume pentru utilizarea la viteza crescuta si cu eficienta maxima a memoriei.8086 extinde performantele unui microprocesor la niveluri neatinse de predecesorul sau pe 8biti: operatii aritmetice pe 16 biti cu numere cu si fara semn (inclusiv inmultiri si impartiri);operatii complexe de manipulare a sirurilor de caractere precum si la nivel de bit; posibilitatea realizarii de programe relocatabile in mod dinamic; adresarea directa a unui megabyte de memorie; posibilitatea configurarii unor structuri foarte variate din punct de vedere al complexitatii sistemului; simplitatea implementarii unor sisteme complexe multimicroprocesor.Realizarea acestor performante cu un circuit in capsula cu doar 40 de pini (ca si 8080) se indeplineste pe doua cai si vom semnala inca din acest moment al prezentarii cele doua caracteristici hardware esentiale ce definesc functionarea microprocesorului I8086. Prima caracteristica o constituie multiplexarea in timp a magistralei de adrese si date. In al doilea rind, microprocesorul are o configuratie interna comutabila pentru adaptarea la nivelul de complexitate a sistemului in care este utilizat .Astfel, in sistemele simple, 8086 isi genereaza si controleaza singur semnalele de pemagistrala de control; in sistemele complexe, magistrala de control este generata de un circuit specializat din familia lui 8086, circuit denumit "controler de magistrala" (8288 BusController), opt dintre conexiunile fizice ale microprocesorului fiind comutate pentru aindeplini functiunile de coordonare necesare. Un singur pin al lui 8086, pinul 33 (MN/MX ),conectat la masa sau la alimentare, comanda comutarea configuratiei interne a microprocesorului pentru adaptarea la sistemul extern.