101. Приведите структуру контроллера (микроЭвм) с раздельными шинами адрес/данные и следующим составом:

ОЗУ – ХХ кб, ПЗУ – ХХ кб, индикация – 1, порты ввода/вывода – Х клавиатура – 1

Распределите адресное пространство для контроллера. Приведите таблицу распределения адресов.

На сегодня простейшие вычислители используют в качестве основного элемента МП или МК. Структура вычислителя с 2-мя шинами:

ША

Вычислитель имеет 2 раздельных шины (ША и ШД). Это наиболее распространенный тип в организации шин. ША однонаправлена (источник адреса CPU). ШД двунаправленная. При этом на ШД обычно ставят буфер направления передачи, который управляется сигналом от CPU (запись/чтение). Кроме направления буфер увеличивает нагрузочную способность шины. Блоки памяти: ОЗУ, ПЗУ включаются к соответствующим разрядам адреса и данных. Порты в/в также подключены к ШД и младшие разряды к ША. Большинство портов использует 8-разрядную шину, поэтому передается младший байт если разрядность шины выше 8. Любые ВУ подключаются через порты (так рекомендуют), реже подключаются через регистры с 3-им состоянием. При проектировании всегда начинают с разделения адресного пространства между основными функциональными блоками. Составляют карту адресного пространства, где помечают (ОЗУ, ПЗУ, порты). В качестве адресного дешифратора рекомендуется использовать программируемые логические матрицы, поскольку они позволяют формировать адресные области с произвольным числом адресов. Число ВУ в таких схемах произвольное. А включение портов в/в однотипное. Как включили 1-ый порт так и последний. Только каждый порт должен иметь свою область в адресном пространстве, свою подпрограмму ввода/вывода. Вместо несложных МП в схемах на сегодня применяют МК, основное отличие которых в том, что организация шин выполняется через встроенные порты МК. В схеме на МП указаны типы шин, способы подключения к ним функциональных блоков, распределение адресного пространства.

Структура ЭВМ отображает основные функциональные блоки и связи между ними, а также связи между вспомогательными блоками. Например, типовая структура вычислителя представлена в виде:

Г лавный ресурс в ЭВМ – объем памяти. Поэтому распределение адресного пространства определяет архитектуру вычислителя.

Принято все адресное пространство изображать прямоугольником. Нижний слой имеет 0000 адреса, верхний FFFF. Все адреса следует разделить, распределить между ПЗУ, ОЗУ, ВУ. Кроме того часто в адресном пространстве выделяют экранное ОЗУ, а также BIOS. Обращение к той или иной области через адресное пространство, наиболее часто для этой цели используют дешифратор.

Распределение ресурсов в ЭВМ

Поскольку сигналы данных передаются по магистрали, а к магистрали подключено одновременно несколько функциональных блоков. Возникает задача выбора нужного функционального блока, остальные блоки можно отключить. Принято включать/выключать блоки с помощью адресов, используя для этого дешифратор адреса. Все адресное пространство представляется как бы прямоугольником. Число ячеек памяти в нем – связано с max разрядностью ША, и если ША 16-разрядов, то у нас (64 К) ячеек памяти. Если ША 20-разрядная, то 1М ячеек памяти (имеется в виду). Каждому блоку в схеме следует отдать часть адресов из карты памяти. Число этих адресов зависит от внешних требований: объема ОЗУ, объема ПЗУ, кол-ва внешних устройств (портов, клавиатуры), но каждому ВУ необходимо отдать свою часть адресного пространства. Обычно ВУ достается адресное пространство по остаточному принципу. Расчет обычно начинают с ПЗУ. Память команд наиболее ответственна и ее располагаю ближе к началу адресного пространства. Затем выделяет под ОЗУ и ВУ. В реальных CPU адресное пространство начинать с «0» нельзя. Внутренние регистры, внутренняя встроенная память уже имеют свои адреса. Поэтому прежде чем делить адресное пространство следует выписать из описания микропроцессора его служебные адреса и начинать следует выше. Если ПЗУ встроенное, либо стартовый адрес не нулевой следует для ПЗУ выбрать соответствующее адресное пространство.

1FFFF h	ОЗУ(64К)
10000h
0FFFFh	Релейные сигналы(4К)
0F000h
0EFFFh	Клавиатура(4К)
0E000h
0DFFFh	USB(4К)
0D000h
0CFFFh	Индикация(4К)
0C000h
0BFFFh	LPT(4К)
0B000h
0AFFFh	АЦП(4К)
0A000h
09FFFh	ЦАП(4К)
09000h
08FFFh	ПЗУ(16К)
05000h
04FFFh	Не используется(16К)
01000h
00FFFh	Внутренние регистры
00000h