Выбор соотношения между аппаратной и программной частями

При выборе соотношения между аппаратной и программной частью устройства необходимо руководствоваться прежде всего теми требованиями к устройству, которые предъявляются в ТЗ на данное устройство. Для получения высокого быстродействия, естественно, лучше будет если все компоненты системы будут реализованы аппаратно, что в свою очередь увеличит стоимость изделия в целом. Необходимо найти такое соотношение между программной и аппаратной частями, для которого при достаточной производительности, будет наименьшая стоимость изделия. В нашем случае можно предложить следующий вариант:

1: Блок хранения полученных в ходе работы устройства данных.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора микросхем ОЗУ.

2: Блок хранения «драйвера » устройства.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора микросхем ПЗУ.

3: Блок информационного обмена.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора портов ввода – вывода.

4: Блок диалога система – пользователь.

Данный блок реализуется аппаратно в виде набора схем индикации и клавиатуры.

5: Блок управления и анализа сигналов.

Данный блок реализуется аппаратно в виде микропроцессора Intel 8086 и программно в виде программы алгоритма работы микропроцессора.

6: Блок получения данных для последующей обработки.

Данный блок реализован аппаратно в виде дискретных элементов и таймера.

5. Проектирование аппаратных средств системы. Разработка функциональной и принципиальной схемы системы

В нашем курсовом проекте используется в качестве управляющего ядра отечественный аналог микропроцессора 8086 процессор К1810ВМ86 (далее просто ВМ86). Данный микропроцессор выполнен в едином сорокавыводном корпусе, по n-МОП-технологии. Потребляет данная микросхема 1.7 Вт, и питается от источника питания +5В.

Микропроцессор содержит четырнадцать 16-битовых внутренних регистра, и образует 16-битовую шину данных. Шина адреса имеет двадцать линий, что позволяет адресовать до одного мегабайта.

Назначение выводов микропроцессора ВМ86 приведено в таблице 5.1.

Таблица 5.1- назначение выводов микропроцессора ВМ86

Обозначения	Назначение	Тип
	Линии шины адреса/данных Линии адреса/состояния Разрешение старшего байта шины/состояния Чтение, МП выполняет цикл чтения Готовность, адресованное устройство готово к взаимодействию с МП Запрос прерывания Немаскируемое прерывание Входной сигнал, проверяемый командой WAIT Тактовые импульсы Сброс, заставляет МП немедленно прекратить выполняемые действия Минимальный/максимальный режим работы	Выход Выход Выход Выход Вход Вход Вход Вход Вход Вход Вход

Для нормального функционирования микроЭВМ недостаточно управляющих сигналов, генерируемых микропроцессором. МикроЭВМ в каждом машинном цикле должна получать более полную информацию о состоянии МП.

Для принятия и передачи данных и команд микропроцессору необходимы вспомогательные микросхемы, входящие в состав комплекта. Приведём и их основные характеристики.

Генератор тактовых импульсов КР1810ГФ84 предназначен для управления центральным процессором КР1810ВМ86 и периферийными устройствами, а так же для синхронизации сигналов с тактовыми сигналами центрального процессора. Генератор тактовых импульсов включает схемы формирования тактовых импульсов , сигнал сброса и сигнала готовности.

Таблица 5.2. Назначение выводов микросхемы КР1810ГФ84

Схема формирования тактовых импульсов вырабатывает сигналы: -тактовой частоты для ВМ86, -тактовой частоты для управления периферийными БИС, -тактовой частоты задающего генератора, необходимые для управления устройствами, входящими в систему, и для синхронизации.

Сигналы могут формироваться из колебаний основной частоты кварцевого резонатора, подключаемого к входам Х1,Х2, или от внешнего генератора, подключаемого к входу .

Способ подключения генератора тактовых импульсов к микропроцессору показан на рис.5.1.

Рис.5.1. Подключение генератора тактовых импульсов к микропроцессору ВМ86.

Восьмиразрядные шинные формирователи КР580ВА86, применяются как буферные устройства данных в микропроцессорных системах. Формирователь состоит из восьми функциональных блоков с общими сигналами управления и .

Назначение выводов: А7-А0 – вход/выход линии данных. Они могут быть как входными, если на Т - сигнал высокого уровня, и выходными, если на Т- сигнал низкого уровня.

В7-В0 – вход/выход линии данных. Они являются входными, если на Т – сигнал низкого уровня, и выходными, если на Т – сигнал высокого уровня.

Т- входной сигнал управления направлением передачи. - входной сигнал разрешения передачи. При = 0 снимается Z-состояния с выхода усилителя –формирователя, выбранного по входу Т.