Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет 12
1. Мультиплексор Определение, УГО –обозначение. Обобщённая схема мультиплексора.Основные типы применяемых схем мультиплексоров в зависимости от соотношения числа информационных входов и числа адресных входов. Каскадирование мультиплексоров. В каких случаях оно применяется.
Mультиплексор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.
Аналоговые и цифровые мультиплексоры значительно различаются по принципу работы. Первые электрически соединяют выбранный вход с выходом (при этом сопротивление между ними невелико — порядка единиц/десятков ом). Вторые же не образуют прямого электрического соединения между выбранным входом и выходом, а лишь «копируют» на выход логический уровень ('0' или '1') с выбранного входа. Аналоговые мультиплексоры иногда называют ключамиили коммутаторами. Обобщённая схема мультиплексора.
Самая большая часть есть не что иное, как элемент И-ИЛИ. Конкретно здесь элемент 4-х входовый. Ну а квадратики с единичками внутри, инверторы. Разберем выводы. Те, что слева, а именно D0-D3, называются информационными входами. На них чего-нибудь подают. Входы посередине, а именно А0-А1, называются адресными входами. Вот сюда именно и подается двоичный код, от которого зависит, какой из входов D0-D3 будет подключен к выходу, на этой схеме обозначенному как Y. Вход С, вроде бы как разрешение работы, а может просто для понта. На схеме еще есть входы адреса с инверсией. На этом рисунке показан четырехвходовой, или как еще его называют, 4Х1 мультиплексор. Потому и адресных входов всего 2. Как нам известно, максимальное число переменных определяется как 2^n, где n - разряд кода. Здесь мы видим, что переменных четыре штуки, а значит разряд будет равен 2 (2^2 = 4).
Условное графическое обозначение (УГО) мультиплексора «4 в 1»
Мультиплексоры предназначены для поочередной передачи на один выход одного из нескольких входных сигналов, то есть для их мультиплексирования. Количество мультиплексируемых входов называется количеством каналов мультиплексора, а количество выходов называется числом разрядов мультиплексора. Например, 2-канальный 4-разрядный мультиплексор имеет 4 выхода, на каждый из которых может передаваться один из двух входных сигналов. А 4-канальный 2-разрядный мультиплексор имеет 2 выхода, на каждый из которых может передаваться один из четырех входных сигналов. Число каналов мультиплексоров, входящих в стандартные серии, составляет от 2 до 16, а число разрядов — от 1 до 4, причем чем больше каналов имеет мультиплексор, тем меньше у него разрядов.
В зависимости от соотношения числа информационных n и числа адресных входов m мультиплексоры делятся на полные и неполные. Если выполняется условие n = 2^m , мультиплексор будет полным. Если это условие не выполняется, т. е. n < 2^m , то мультиплексор будет неполным.
Число информационных входов у мультиплексоров обычно 2, 4, 8 или 16 в 1
Мультиплексирование при большом числе входов можно выполнить пирамидальным каскадированием мультиплексоров, как это показано на рис. 4.14. На рисунке показано каскадирование мультиплексоров «из 4 в 1» для реализации функции мультиплексирования «из 16 в 1».
Рис. 4.14.Пирамидальное каскадирование мультиплексоров.
Мультиплексоры первого уровня управляются адресными сигналами А0 и А1, а мультиплексоры второго – адресными сигналами А2 и А3. Каждый из мультиплексоров первого уровня выбирает один из четырех разрядов Dj. Первый мультиплексор выбирает один из разрядов D0 – D3, второй мультиплексор – один из разрядов D4 – D7 и т.д. Выходы с мультиплексоров первого уровня объединяются в мультиплексоре второго уровня, который осуществляет окончательную коммутацию и формирование выходного сигнала F.
2. Блок схема микропроцессора, описание взаимодействия его блоков. Классификация микропроцессоров. Отличие МП от микроконтроллера.
Микропроцессорная система – вычислительная, контрольно-измерительная или управляющая система, основным устройством обработки информации в которой является микропроцессор.
Структура типового микропроцессора
Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ показана на рис. 2.1 Такая микроЭВМ содержит все 5 основных блоков цифровой машины: устройство ввода информации, управляющее устройство (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) (входящие в состав микропроцессора), запоминающие устройства (ЗУ) и устройство вывода информации.
Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микро ЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микро ЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). Это программы пользователя.
Классификация микропроцессорных БИС по техническим характеристикам.
1)технология изготовления (р-МОП (серии 145, 536), n-МОП (серии 580, 1810, 1816), КМОП (серии 588, 587 наименьшее электропотребление), биполярные ТТЛ (серии 580), ТТЛШ (серии 589, 1802), ИИЛ – инжекционная интегральная логика (серии 582), ЭСЛ – эмиттерно-связанная логика - самая быстродействующая.)
2)разрядность микропроцессорных БИС - длина информационного слова, которое может быть одновременно обработано микропроцессором (от 4 до 64 бит).
3)емкость адресуемой памяти – характеризует возможности по взаимодействию в запоминающем устройстве. Однозначно определяется числом адресных линий процессора: если n-линий, то 2n информации.
4)по принципу управления: - программное управление (универсальные микропроцессоры и фиксированный набор команд); - микропрограммное управление (секционированные микропроцессоры с изменяемым набором команд)
5)быстродействие (MIPS – миллион инструкций за секунду, тактовая частота, время машинного цикла, время выполнения операции над данными в аккумуляторе)
6)электрические параметры – количество источников питания и их напряжения: потребляемый ток, количество и амплитуда синхросерий, входные и выходные емкости, сопротивление нагрузки.
БИС - большая интегральная схема.
1)специализированные микропроцессорные БИС
а) арифметические сопроцессоры
б) процессоры ввода-вывода
2)секционированные микропроцессорные БИС
3)универсальные микропроцессорные БИС
а) вычислительные операции малой степени сложности (8008, 8080, 80286).
б) вычислительные операции высокой степени сложности (80386 и выше)
в) процессоры задач управления и измерения.
Арифметические сопроцессоры – специализированное процессорное устройство. На его основе нельзя построить самостоятельную микропроцессорную систему. Может использоваться только вместе с универсальным процессором. При этом берет на себя в такой системе все операции, связанные с вычислением.
Процессоры ввода-вывода также работают совместно с универсальным процессором и предназначены для ускорения обмена информацией с внешними устройствами. В настоящее время специализированные процессоры могут работать и без универсальных.
Секционированные процессоры – набор блоков фиксируемой разрядности (обычно 4-16), на базе которых можно сделать процессор практически любой разрядности. В отличие от универсальных и специализированных процессоров имеют не фиксированный набор команд и имеют внешнюю шину управления.
Универсальные микропроцессорные БИС – функционально законченные устройства, способные выполнять функции центрального процессора в микропроцессорной системе. Центральным звеном является арифметико-логическое устройство (АЛУ), также может входить: быстродействующая память (для хранения операндов и промежуточных данных), регистр общего назначения (РОН) и регистр специального назначения (РСН), дешифратор команд, схемы синхронизации, схемы формирования сигналов управления памятью и обменом с внешними устройствами (в том числе по прерываниям и в режиме прямого доступа к памяти ПДП), формирователи (схемы для увеличения нагрузочной способности выводов процессора).
Чем отличается МП от МК? Что МК, что МП - это обязательно микросхема и внешене они могут не отличаться. МК служит для управления различными устройствами, поэтому имеет в своем составе огромное количества периферийных устройств, в том числе и систему ввода-вывода. Но как правила у МК более слабое арифметико-логическое устройство (АЛУ). МК еще можно назвать микро ЭВМ, а еще точнее «computer-on-chip». Сам МП это не законченное устройство в отличии от МК. В состав МК входит свой МП. Другими словами МК это МП плюс периферийные устройства, которыми МП управляет (устройства ввода-вывода, стек, компаратор, АЦП, ЦАП, ШИМ, устройства прерывания, таймеры-счетчики, сторожевой таймер, различные интерфейсы, модуляторы и тд).
3. Предмет «Основы схемотехники»,,понятие, история развития схемотехники до ПЛИС технологий
Схемотехника, научно-техническое направление, охватывающее проблемы проектирования и исследования схем электронных устройств радиотехники и связи, вычислительной техники, автоматики и др. областей техники. Основная задача С. — синтез (определение структуры) электронных схем, обеспечивающих выполнение определённых функций, и расчёт параметров входящих в них элементов. Термин "С." появился в 60-х гг. 20 в. в связи с разработкой унифицированных схем, пригодных одновременно для многих применений.