Жылжымалы үтірмен операциялық құрылғылардың жұмыс істеу принциптері

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Декабря 2013 в 15:43, курсовая работа

Описание работы

«Цифрлық құрылғылар мен микропроцессорлар» пәні бойынша дәрістік сабақтарда берілген және алуан түрлі әдебиеттерден алынған радиобайланыс және цифрлық техника бойынша теориялық мәліметтерді жалпылау болып табылады.
Ассемблер тілі фактылы түрде командалардың коды атауларымен алмастырылған машиналық тіл болып табылады.

Содержание работы

КІРІСПЕ 4
1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ 5
1.1 Операциялық құрылғы туралы түсінік......................................................5
1.2 Операциялық жүйелер 6
1.3 Үзу контроллері 7
1.4 Үзулердің жіктелуі 8
1.5 Аппараттық және программалық үзу өңдеу құралдарының сипаттамасы 9
1.6. Программаланатын үзу контроллері ……………………………11
2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ 17
ҚОРЫТЫНДЫ 57
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 58
A-ҚОСЫМША………………………………………………………….……59

Файлы: 1 файл

мИКРОПРОЦЕССОР.docx

— 532.18 Кб (Скачать файл)
    • үзулерге қызмет көрсету параметрлерін баптау күйі кезінде белгілі бер рет бойынша басқарылатын сөздерді жіберу арқылы контроллердің инициализациясы орындалады;
    • жұмыс күйі дегеніміз контроллердің жай күйі. Бұз жағдайда үзуге сұрату фиксацияланады және микропроцессор үшін баптау параметрлерімен сәйкес басқарылатын ақпарат қалыптасады;

Үзу контроллерінің негізгі  құрылымдық компоненттерінің қызметін қарастырайық:

  1. үзуге сұрату регистрі IRR (Interrupt Request Register) – 8 разрядты регистр, irq0…irq7 кірістеріне сигналдардың келуін бақылайды. Бақылау сәйкес битті бірлік күйге келтірілуімен сипатталады.;
  2. үзулерді маскалау регистрі IMR (Interrupt Mask Register) – 8 разрядты регистр, оның көмегімен сәйкес кіріске (деңгейге) irq0…irq7 келетін үзуді сұратуды рұқсат бермеуге болады. Үзудің белгілі бір деңгейін маскалау үшін IMR регистрінің сәйкес биттерін орнату керек. Бұл операция 20h портын программалау арқылы іске асады;
  3. қызмет көрсететін үзулер регистрі ISR (Interrupt Service Register) – 8 разрядты регистр, оның бірлік күйі микропроцессорда дәл қазір қандай үзулер деңгейлері талданып жатқаны көрсетіледі;
  4. приориттер арбитрі PR (Priority Resolver) – берілген блоктың функциясы irq0…irq7 кірістеріне бір мезетте келетін сұратулардың келіспеушіліктерін шешу;
  5. басқару блогы – бұл блоктың негізгі функциясы үзу контроллерінің және микропроцессордың мәліметтер шинасы арқылы ақпараттық алмасуды ұйымдастыру;

Сыртқы құрылғыдан келетін  сигналдың өңделуін  және өтуін  қарастырайық. Ол үшін үзу контроллерінің құрылымдық схемасын қолданамыз.

Мысалға irq0 кірісіне үзу  сигналы келді дейік. Ол IRR регистрінің  нольдік битін орнатады. Бұл регистр IMR маска регистрімен байланысқан, оның күй биттері үзудің қандай деңгейі  рұқсат етілмеген екенімен анықталады. Берілген регистрді басқару 21h порты  арқылы жүргізіледі. Осылайша IMR-дағы 0 бит немесе өңдеуге жіберілген (нольдік) биттер нольге тең болса, онда 0 деңгейлі үзу рұқсат етілген. Ары қарай  сигнал приоритеттер арбитрына өтеді. Біз айтып кеткендей бұл блоктың  функциясы – бірнеше деңгейге бір мезетте келетін сұратулардың келіспеушіліктерін шешу. Әдетте irq0 деңгейінде ең жоғарғы приоритет болады, ары  қарай приоритет деңгейі номері өскен сайын азаяды. Егер келіспеушілік  жоқ болса, онда сигнал үзу контроллерін басқару сұлбасына беріледі, ал ол өз кезегінде сигналды INT шығысында  қалыптастырады. Бұл шығыс микропроцессордың INTR кірісімен байланысқан. Осылай i8259A кірісіндегі сигнал микропроцессорға жетеді.

INTR кірісіне сигнал келіп  түскен кезде микропроцессорда  келесі әрекеттер орындалады:

      1. IF жалаушасы талданады. Егер IF=1 болса, онда аппаратты үзулер рұқсат етілген, ал IF=0 болғанда рұқсат етілмеген.
      2. Егер үзулер рұқсат етілмеген болса, онда үзуге сұрату IF-ты бірге орнатқанға дейін күтеді.
      3. Егер үзулер рұқсат етілген болса, онда микропроцессор келесі әрекеттер орындайды:
    • IF жалаушасын нольге орнатады;
    • Микропроцессордың INTA шығысында үзуге рұқсат етілген сигналды растайды. Микропроцессордың бұл шығысы i8259A микросхеманың аттас шығысында тұйықталған;

Осылай үзу туралы сигнал микропроцессор арқылы өтіп, i8259A үзу  контроллеріне INTA шығысы арқылы қайтып келді. Берілген шығыс үзу контроллерінің ішінде бірден бірнеше әрекет орындайтын басқару схемасына тұйықталған.

      1. IRR регистрдегі битті irq0 үзу деңгейін сәйкес битке орнатады.
      2. ISR регистрінің 0 битін 1-ге орнатады. Бұл дегеніміз микропроцессорда 0 деңгейлі үзудің өңделуін анықтайды.
      3. Басқару блогы көмегімен үзудің вектор номерін қалыптастырады. Оның мәні мәліметтер буферінде қалыптасып, ары қарай i8259A-ның d0…d7 шығыстарына барады. d0…d7 шығыстары мәліметтер шинасында тұйықталған. Ол арқылы вектор номері микропроцессорға келіп түседі. Микропроцессорда бұл номер сәйкес үзу өңдеу процедурасын шақыру үшін пайдаланылады.

Берілген этапта үзу өңдеу  микропроцессорында үзу номері оның мәліметтер шинасына келіп түскеннен  кейін, үзудің тұтынушысы туралы бәрі де түсінікті болды. Ары қарай  микропроцессор үзуді өңдеу процедурасын орындайды. Егер бұл кезде үзу  туралы сол деңгейлі басқа сигнал келетін болса, онда ол IRR-дың битін  орнатумен сақталады және де бұд  үзуді өңдеу тоқтатылады. Егер басқа  деңгейлі үзу келетін болса, онда оның өңделуі приоритетіне байланысты болады. Егер приоритет жоғары болса, онда ағымдағы үзуді өңдеу процедурасы  тоқтатылып, приоритеті жоғары процедураның өңделуі шақырылады.

Үзу өңдеу процесінің аяқталуының  кемшілігі мынада. Микропроцессор үзу  өңдеуге сұрату алғаннан кейін контроллерде ISR регистрінде бит орнатылады, бұл  номердің биті үзу деңгейіне сәйкес болуы керек. Бұл биттің орнатылуы  деңгейдің ағымдағыдан бастап барлық үзулерін блокадалайды. Егер үзу процесі  өз жұмысын аяқтаса, онда ол өзі бұл  битті түсіру керек, әйтпесе бұл  деңгейдің барлық үзулері саналмайды. Мұндай түсіруді орындау үшін 20h кодын 20h портқа жіберу керек.

Басқа бір қызық мезет  микропроцессор үзу өңдеуге сұрату кезінде IF жалаушасын нольге орнатты, яғни барлық келесі ақпаратты үзулерге рұқсат бермейді. Бұл жалаушамен программист  өз қалауы бойынша пайдаланылуы мүмкін. Көп жағдайларда бұл операцияны ертерек жасау қажет. IF жалауын бірге орнату үшін микропроцессорде операндтары жоқ арнайы команда бар.

2 ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

 

 

Берілген математикалық  теңдікті сұлбатехникалық түрде  іске асыру, оның ақиқат кестесін толтыру  қажет, нәтижесінде жобаланған құрылғының маңыздылығына талдау жасау қажет, сұлбаны элементтерді қолдана отырып минимизациялау жолдарын қарастырып, оны оптимизациялау мүмкіндіктерін қолдану керек.

42-нұсқа (12) бойынша берілген математикалық теңдік:

 

Бұл теңдік қандай-да бір  функцианалдық түйіннің (ФТ) жұмыс  алгоритімін сипаттайды (2.1-сурет):

 

 

2.1-сурет Функцианалдық түйіннің (ФТ)

                                                                                                                         Яғни, ФТ-нің 8 кірісі және 1- у шығысы бар.

 

Математикалық теңдіктің  схемотехникалық іске асырылуы: (2.2-сурет)

 

 

2.2-сурет Математикалық теңдіктің схемотехникасы

 

Есептеу техникасының көптеген түйіндерінің функционалды негізі болып  логикалық элементтер табылады. Мұнда  өңделетін информация  екілік сан  түрінде кодталады. «Логикалық» термині есептеуіш техникасына логикалық алгебрадан келді. Оның негізін салушы ағылшын математигі Джордж Буль (буль алгебрасы деп аталуы да сондықтан). Ол, есептеуіш техникасының цифрлық құрылғыларының, әсіресе комбинациялық схемалардың негізгі талдау және синтез инструменті болып табылады. Буль алгебрасы тек қана логикалық 1 (ақиқат, true) және логикалық 0 (жалған, false) мәндерін қабылдай алатын логикалық айнымалылар мен функцияларды есептейді.

Логика алгебрасының функцияларын беру үшін әдетте, аналитикалық немесе кестелік әдіс қолданылады. Кестелік әдіс күрделі, бірақ көрнекі әдіс болып  табылады. Кестелік әдісті қолданғанда  аргументтердің барлық мүмкін болатын  мәндерін және логикалық функциясының сәйкес мәндерін шығаратын  ақиқат кестесі құрылады.

42-нұсқаның тапсырмасы бойынша синтезделген математикалық теңдіктің негізінде ақиқат кесте құру қажет. (2-кесте). Ақиқат кестесінде қанша жол болса сонша сұлба сызып, электрондық модельдеу программасын қолдана отырып (бұл кезде түсініктемелік жазбаға әрбір комбинацияға сәйкес келетін скриншоттардың басып шығарылған беттерін қосуға болады) ақиқат кестесін толтыруға болады. Егер сұлба саны өте көп болатын болса дәлел ретінде 20-30 скриншоттарды келтіруге болады. Келтірілген ақиқат кестесінде  256 жолдан тұрады, оған сәйкес 40 скриншот келтірілген.

ФТ  бұл күйін келесі математикалық теңдік арқылы көрсетуге болады:

 

 

 

0)

  1. У=
  2. 0
  3. 0
  4. 0
  5. 0
  6. 0
  7. 0
  8. 0
  9. 0
  10. 0
  11. 0
  12. 0
  13. 0
  14. 0
  15. 0
  16. 0
  17. 0
  18. 0
  19. 0
  20. 0
  21. 0
  22. 0
  23. 0
  24. 0
  25. 0
  26. 0
  27. 0
  28. 0
  29. 0
  30. 0
  31. 0
  32. 0
  33. 0
  34. 0
  35. 0
  36. 0
  37. 0
  38. 0
  39. 0
  40. 0
  41. 0
  42. 0
  43. 10
  44. 0
  45. 0
  46. 0
  47. 0
  48. 0
  49. 0
  50. 0
  51. 0
  52. 0
  53. 0
  54. 10
  55. 0
  56. 0
  57. 0
  58. 10
  59. 0
  60. 0
  61. 1
  62. 1
  63. 1
  64. 1
  65. 1
  66. 1
  67. 1
  68. 0
  69. 0
  70. 0
  71. 0
  72. 0
  73. 0
  74. 0
  75. 0
  76. 0
  77. 0
  78. 0
  79. 0
  80. 0
  81. 0
  82. 0
  83. 0
  84. 1
  85. 1
  86. 1
  87. 1
  88. 1
  89. 1
  90. 1
  91. 1
  92. 1
  93. 1
  94. 1
  95. 1
  96. 1
  97. 1
  98. 1
  99. 1
  100. 1
  101. 10
  102. 1
  103. 1
  104. 1
  105. 10
  106. 1
  107. 1
  108. 1
  109. 1
  110. 1
  111. 0
  112. 0
  113. 0
  114. 0
  115. 0
  116. 1
  117. 11
  118. 1
  119. 1
  120. 1
  121. 10
  122. 1
  123. 1
  124. 1
  125. 1
  126. 1
  127. 1
  128. 1
  129. 1
  130. 1
  131. 0
  132. 0
  133. 0
  134. 0
  135. 0
  136. 1
  137. 0
  138. 0
  139. 0
  140. 0
  141. 0
  142. 0
  143. 0
  144. 0
  145. 0
  146. 0
  147. 0
  148. 1
  149. 1
  150. 1
  151. 1
  152. 1
  153. 1
  154. 1
  155. 1
  156. 1
  157. 1
  158. 1
  159. 1
  160. 1
  161. 1
  162. 1
  163. 0
  164. 1
  165. 0
  166. 0
  167. 0
  168. 1
  169. 0
  170. 0
  171. 0
  172. 0
  173. 0
  174. 0
  175. 0
  176. 0
  177. 0
  178. 0
  179. 1
  180. 1
  181. 1
  182. 1
  183. 1
  184. 11
  185. 0
  186. 1
  187. 10
  188. 10
  189. 10
  190. 10
  191. 10
  192. 10
  193. 10
  194. 0
  195. 0
  196. 0
  197. 0
  198. 0
  199. 0
  200. 0
  201. 0
  202. 0
  203. 0
  204. 0
  205. 0
  206. 0
  207. 0
  208. 0
  209. 0
  210. 10
  211. 10
  212. 10
  213. 10
  214. 10
  215. 10
  216. 10
  217. 10
  218. 10
  219. 10
  220. 10
  221. 10
  222. 10
  223. 10
  224. 10
  225. 0
  226. 1
  227. 0
  228. 0
  229. 0
  230. 0
  231. 0
  232. 0
  233. 0
  234. 0
  235. 0
  236. 0
  237. 0
  238. 0
  239. 0
  240. 0
  241. 10
  242. 100
  243. 10
  244. 10
  245. 10
  246. 11
  247. 10
  248. 10

 

 

 

 

2-кесте  Ақиқат кесте

Х0

Х1

Х2

Х3

Х4

Х5

Х6

Х7

У

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0.

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1.

0

0

0

0

0

0

0

1

0

2.

0

0

0

0

0

0

1

0

0

3.

0

0

0

0

0

0

1

1

0

4.

0

0

0

0

0

1

0

0

0

5.

0

0

0

0

0

1

0

1

0

6.

0

0

0

0

0

1

1

0

0

7

0

0

0

0

0

1

1

1

0

8.

0

0

0

0

1

0

0

0

0

9.

0

0

0

0

1

0

0

1

0

10.

0

0

0

0

1

0

1

0

0

11.

0

0

0

0

1

0

1

1

0

12.

0

0

0

0

1

1

0

0

0

13.

0

0

0

0

1

1

0

1

0

14.

0

0

0

0

1

1

1

0

0

15.

0

0

0

1

0

1

1

1

0

16.

0

0

0

1

0

0

0

0

0

17.

0

0

0

1

0

0

0

1

0

18.

0

0

0

1

0

0

1

0

0

19.

0

0

0

1

0

0

1

1

0

20.

0

0

0

1

0

1

0

0

0

21.

0

0

0

1

0

1

0

1

0

22.

0

0

0

1

0

1

1

0

0

23.

0

0

0

1

0

1

1

1

0

Информация о работе Жылжымалы үтірмен операциялық құрылғылардың жұмыс істеу принциптері