ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ РЕПРОГРАММІРУЕМ0ГО ПОСТІЙНОГО
Запам'ятовувати УСТР0ЙСТВА
1. МЕТА РОБОТИ
Метою цієї роботи є дослідження особливостейфункціонування великих інтегральних схем (ВІС) репрограміруемихпостійних запам'ятовуючих пристроїв (РПЗУ) в режимі запису та зчитуванняінформації.
2. ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛ0ЖЕНІЯ
2.1. Пристрої зберігання інформації займають значне місце вструктурі сучасних цифрових обчислювальних систем. Особливу роль при цьомуграють напівпровідникові пристрої, що запам'ятовують, призначені дляпобудови внутрішньої пам'яті ЕОМ. До пристроїв даного класу відносятьсяоперативні запам'ятовуючі пристрої (ОЗУ), постійні запам'ятовуючіпристрої (ПЗУ), програмовані постійні запам'ятовувальні пристрої (
ППЗУ) й репрограмміруемив постійні запам'ятовувальні пристрої (РПЗУ).
2.2. Напівпровідникові ОЗУ забезпечують запис, зберігання і зчитуванняінформації, що надходить з центрального процесора або пристроїв зовнішньоїпам'яті ЕОМ. Вони характеризуються високою швидкодією, однак привідключенні живлення інформація, записана в 0ЗУ даного типу, стирається.
П3У призначені для тривалого зберігання інформації багаторазовоговикористання (константи, таблиці даних, стандартні програми і т.д.).
Запис інформації в ПЗУ виробляється в процесі їх виготовлення. ПЗУфункціонують тільки в режимі зчитування і зберігає інформацію привідключенні живлення.
На відміну від ПЗУ програмовані ПЗП дозволяють користувачевіпроводити одноразову запис (програмування) інформації по кожномуадресою. Основним режимом роботи ППЗУ також є режим зчитуванняінформації.
Досліджувані в даній роботі РПЗУ зберігають інформацію привідключенні джерел живлення, а також допускають можливість їїбагаторазового перезапису електричними сигналами безпосередньо самимкористувачем, що має принципове значення при налагодженні тих чи іншихсистем. На відміну від ОЗУ швидкодія цих пристроїв у режимі записуінформації значно нижче, ніж в режимі зчитування інформації. У зв'язку зцим можна вважати, що основним режимом роботи РПЗУ є режимзчитування інформації.
2.3. Основними визначальними параметрами запам'ятовуючих пристроївє інформаційна ємність і швидкодію. Як одиницявимірювання інформаційної місткості використовуються біт, що представляє собоюодин (будь-який) розряд двійкового числа. Часто використовуються похідніодиниці: байт (1 байт = 8 біт);
Кбайт (1 Кбайт = 210 байт);
Мбайт (1 Мбайт = 220 байт) і ін < p> Інформаційна ємність записується, як правило, у вигляді твору
Сінф = nxm, де n - число двійкових слів; m - розрядність слова.
Наприклад, ємність ОЗУ типу К155РУ1 становить
Сінф = 16 х 1 біт = 16 біт.
Ємність ППЗУ типу К155РЕЗ дорівнює
Сінф = 32 х 8 біт = 256 біт = 32 байти.
Така форма запису характеризує також і організацію пам'яті. Так, унаведеному прикладі ОЗУ типу К155РУ1 містить 16 слів з розрядністю 1, а
ППЗУ типу К155РЕЗ містить 32 слова з разрядностьв 8.
Швидкодія запам'ятовуючого пристрою характеризується величиноючасу звернення. Час обігу - це інтервал часу від моменту подачісигналу запису або зчитування інформації до моменту завершення операції,тобто мінімальний інтервал часу між двома послідовними сигналамизвернення до запам'ятовуючому пристрої. Цей час може становити від частокдо одиниць мікросекунд в залежності від типу пристрою.
2.4. Як приклад пристрою, що запам'ятовує розглянемо БІС РПЗУтипу КР1601РР1 інформаційної ємністю
Сінф 1К х 4 = 4 Кбіт (1К = 210 = 1024).
Умовно-графічне позначення мікросхеми наведено на рис.1.
Рис.1
На рис.1 використані такі позначення:
A0 (A9 - входи адреси
D0 (D3 - входи/виходи даних
CS - вибір кристала
RD - вхід сигналу зчитування
PR - вхід сигналу програмування
ER - вхід сигналу стирання
UPR-вхід напруги програмування
Режими роботи мікросхеми представлені в таблиці 1.
Таблиця 1
| CS | ER | PR | RD | A0 (A9 | UPR | D1/0 | Режим |
| 0 | X | X | X | X | X | Roff | Зберігання |
| 1 | 0 | 1 | 0 | X | -33 (-31 | X | Загальна стирання |
| | | | | | B | | |
| 1 | 0 | 0 | 0 | A |-//- | X | Виборче стирання |
| 1 | 1 | 0 | 0 | A |-//- | D1 | Запис даних |
| 1 | 1 | 1 | 1 | A | -33 (5 B | D0 | Зчитування |
2.4.1. У режимі зберігання на вхід З подається логічний "0", при цьомунезалежно від характеру сигналів на інших керуючих та адресних входах навиходах даних встановлюється високоомній стан (Roff).
2.4.2. При подачі CS = 1, ER = 0, PR = 1 і RD = 0 відбуваєтьсястирання інформації в усіх комірках пам'яті мікросхеми, що відповідаєдля даної мікросхеми встановлення всіх осередків в стан логічної "1".
2.4.3. При подачі сигналів CS = 1, ER = RD = 0 відбуваєтьсявиборче стирання інформації тільки по одній адресі А, встановленомуна входах AО (А9.
2.4.4. Для програмування РПЗУ на вхід подається сигнали СS = 1 і
PR = 0. При цьому забезпечується запис по заданому адресою А інформації,що надійшла на входи DО (D3.
2.4.5. Для зчитування інформації за адресою А на вхід мікросхемиподаються сигнали СS = RD = 1. Зчитує інформацію надходить на виходи D0
(Dз мікросхеми.
2.4.6. У режимі стирання і програмування на вхід UPR подаєтьсяпідвищена напруга -33 (-31 В. У режимі зчитування це напруга можемати будь-яке значення в інтервалі від -33 В до 5 В.
3. ОПИС ОБ'ЄКТА ТА ЗАСОБІВ ДОСЛІДЖЕННЯ
Функціональна схема досліджуваного пристрою представлена на рис.2.
3.1. Досліджувана мікросхема пристрою, що запам'ятовує ДД2 представляєсобою РПЗУ з електричним стиранням інформації типу КР1601РР1,розглянуте вище.
3.2. Для завдання коду адреси РП3У використовуються десять кнопок зфіксацією SA7 (SA16. віджатою станом кнопки відповідає сигналлогічного "0", натискання станом - сигнал логічної "1" (при цьомузагоряється відповідний світлодіод).
3.3. Дані для запису в РПЗУ формуються за допомогою генератора пачкиімпульсів і лічильника СТ (ДД1). Число імпульсів задається за допомогоючотирьох кнопок з фіксацією на блоці К32 під написом "Програматор СІ".
Генератор запускається шляхом натискання кнопок по черзі "Устан.О" і "Пуск".
Число імпульсів підраховується лічильником, зібраному на мікросхемі типу
К155ІЕ5, і в двійковому коді через шинний формувач ВД подається на вхідданих РПЗУ. При необхідності лічильник СТ може бути обнулений за допомогоюкнопки SA6.
3.4. Шинний формувач ДДЗ виконує функцію комутатора,забезпечує заданий пересилання чотирирозрядний слів даних. З цієюметою в мікросхемі ДДЗ передбачено три різні групи входів/виходів.
3.4.1. Входи D1 призначені для отримання даних від зовнішніхпристроїв (наприклад, лічильника імпульсів) і пересилання їх в РП3У.
3.4.2. Виходи D0 призначені для передачі даних на прочитуютьсяблок індикації БИ2.
3.4.3. Висновки D1/0 є входи чи виходи мікросхеми вЗалежно від напрямку передачі даних.
3.4.4. При подачі на керуючий вхід шинного формувача Есигналу логічного "0" дані з входів D1 подаються на виходи D 1/0. Приподачі на вхід Е сигналу логічної "1" дані з входів D 1/0 передаютьсяна вихід DО.
3.5. Блок формування імпульсів керування являє собоюпристрій, що формує сигнал управління роботою РПЗУ.
3.5.1. У режимі "0бщее стирання" БФИ формує на вході ER РПЗУсигнал логічного "0". Сигнал формується за допомогою кнопки SА1 на блоці
К32 шляхом переведення її в натисканні стан і назад.
3.5.2. У режимі "Виборче стирання" БФИ формує на входах ЕРі РР РПЗУ сигнали логічного "0". Сигнали формуються за допомогою кнопки
SА2 шляхом переведення її в натисканні стан і назад.
3.5.3. У режимі "Запис інформації" БФИ формує сигнали логічного
"0" на вході PR РПЗУ і на вході Е шинного формувача. Сигналиформуються за допомогою кнопки SАЗ шляхом переведення її в натисканні стан іназад. Зазначені сигнали формуються за умови, що одна з кнопок SА1 або SA2 знаходиться в віджатим стані.
3.5.4. У режимі "Зчитування інформації" БФИ формує сигналлогічній "1" на вході RD РПЗУ і на вході Е шинного формувача.
Сигнали формуються за допомогою кнопки SА4 шляхом переведення її в натисканністан і назад. Зчитування інформації проводиться з комірки пам'яті ззаданим адресою А. Після зчитування дані через шинний формувачнадходять на блок індикації БИ2.
3.6. Блок індикації БІ1, расположенньй зліва на передній панелі блоку
К32, реєструє число, що знаходиться в лічильнику Ст2 (ДД1). Числопредставляється в десяткового формі за допомогою двох семисегментний індикаторів
(Третього і четвертого). Кнопка "IO | _ 2", розташована підіндикатором, повинна знаходитися в віджатим стані.
Блок індикації БИ2, розташований на панелі праворуч, реєструєдані, зчитується з РПЗУ. Інформація на блоці індикації може бутипредставлена як у двійковій, так і в десяткового формі,
3.7. Вищевказаний ряд живлять напруг, необхідний дляфункціонування досліджуваного пристрою, формується за допомогою блоків пи-
Рис.2танія стенду. Для подання необхідних напруг відповідні кнопкихарчування повинні знаходитися в натиснутому стані, що супроводжується світінняміндикаторів "5", "15", "-15", "-30".
4. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Для дослідження режимів роботи РПЗУ підготувати вихідну інформаціюу вигляді блоку даних у двійковому коді і занести ці дані в таблицю (табл. 2
). Значення даних в десятковому коді попередньо погодити звикладачем.
4.1. Дослідити роботу РПЗУ в режимі загального стирання інформації.
4.1.1. Виконати операції, зазначені в п.3.5.1. з урахуванням п.2.4., іпровести загальні стирання інформації в РПЗУ.
4.1.2. Провести зчитування інформації з РПЗУ по 8 послідовнорозташованим адресами, починаючи з адреси А = 1. Результати вимірюваньзанести в таблицю (табл. 2). Зробити висновки про роботу РПЗУ в даному режимі.
4.2. Дослідити роботу РПЗУ в режимі запису інформації.
4.2.1. Виконати операції, зазначені в п.3.5.3., І провести записвихідних даних по 8 послідовно розташованим адресами, починаючи проадреси А 1 відповідно до табл.2
Таблиця 2
| № п/п | Адреса | Вихідні | Загальна | Запис | избир. | Загальне |
| | | Дані | стир. | | Стир. | стир. |
| 1 | 0001 | | | | | |
| 2 | 0010 | | | | | |
| 3 | 0011 | | | | | |
| 4 | 0100 | | | | | |
| 5 | 0101 | | | | | |
| 6 | 0110 | | | | | |
| 7 | 0111 | | | | | |
| 8 | 1000 | | | | | |
4.2.2. Виконати операції, зазначені в п.4.1.2., І провести зчитуваннязаписаної в РПЗУ інформації. Результати вимірювань занести в таблицю
(табл. 2). Провести порівняння результатів записи з початковою інформацією.
4.3. Дослідити роботу РПЗУ в режимі виборчого стирання.
4.3.1. Виконати операції, зазначені в п.3.5.2. для перших 4-хадрес, починаючи з адреси А = 1, провівши виборче стирання інформаціїза вказаними адресами.
4.3.2. Провести зчитування всього блоку з 8-ми даних. Результатизчитування занести в таблицю (табл. 2). Зробити висновки про роботу РПЗУ врежимі виборчого стирання інформації.
4.4. Провести загальне стирання інформації в РПЗУ, а потім повторнезчитування вихідного блоку даних, починаючи з адреси А = 1. Переконайтеся, щоінформація в заданому масиві відповідає вихідного стану і РПЗУпідготовлено до повторного програмування.
5. ЗМІСТ ЗВІТУ
1. Назва та мета роботи.
2. Основні характеристики досліджуваного РПЗУ.
3. Функціональна схема досліджуваного пристрою.
4. Таблиця по п.4 та висновки про роботу РПЗУ.
6. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Дайте визначення основних видів запам'ятовуючих пристроїв.
2. Назвіть відмінні риси ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ і РПЗУ.
3. Наведіть основні параметри запам'ятовуючих пристроїв та одиниці їхвимірювання.
4. Поясніть основні режими роботи РПЗУ.
7. Список використаних джерел
Щеголева Л.І., Давидов А.Ф. Основи обчислювальної техніки тапрограмування. - М.: Энергоиздат, 1981.
ЗМІСТ
| | |
| 1. Мета роботи | 1 |
| 2. Основні теоретичні положення | 1 |
| 3. Опис об'єкта і засобів дослідження | 3 |
| 4. Порядок виконання роботи | 6 |
| 5. Зміст звіту | 7 |
| 6. Контрольні питання | 7 |
| 7. Список використаної літератури | 7 |
| | |
