Билет 1 Степен на интеграция. Поколения ис. 1- во поколение: ssi



страница1/4
Дата16.10.2018
Размер3.63 Mb.
#90057
  1   2   3   4
Билет 1

1. Степен на интеграция. Поколения ИС.

1- во поколение: SSI (small-scale integration) - с ниска степен на интеграция (< 100 компонента/чип): ЛЕ (AND, OR, NAND, NOR, XOR и ар);

2- po поколение: MSI (medium-scale integration) - със средна степен на интеграция (от 100 до 3000 компонента/чип): броячи, дешифратори, суматори, мултиплексори, регистри и др.

3- то поколение: LSI (large-scale integration): с висока степен на интеграция (от 3000 to 100,000 компонента/чип ): специализирани схеми, малки микроконтролери, АЦП, ЦАП, памети с неголям обем.

4- то поколение: VLSI (very large-scale integration): със свръхвисока степен на интеграция (от 100,000 до 1,000,000 компонента/чип): микроконтролери, полупроводникови памети (главно SRAM, PROM), някои DSP структури;

5- то поколение: ULSI / SVLSI (ultra large-scale integration): с повече от 1млн. електронни компонента на чип - съвременни DRAM памети, PLD структури (FPGA, CPLD), микропроцесори с общо предназначение, многоядрени процесори (multi-core processors, схеми за обработка на изображения и др.;

2. Памети SRAM - блокова схема, особености.

- c около 10 пъти по-ниска плътност на разполагане в чипа от DRAM;

- ниска статична консумация;

- високо бързодействие (малко време на достъп до ЗК);

- облекчен достъп (опростена схемотехника на схемите за достъп).
3. Свързване „жично-ИЛИ".

TTL елемент-реализация на „жично” или


4. Памети тип EEPROM: Вътрешно генериран имп. при програмиране – само 1 захранващо напр.; Изтриване/запис- в/у стария байт се записва нов байт инф.


5. Прекъсвания в НС11 - видове.

Общо: операциите Reset и прекъсване зареждат PC с конкретен вектор сочещ към определен адрес от който да се заредят съответните инструкции за изпълнение.

Reset: (1) спира изпълнението на текущата инструкция; (2) изпраща PC към съответния адрес /Reset вектор/; (3) вътрешните регистри и контролни битове от CCR се инициализират за последващо продължаване на работата;

Прекъсвания (Interrupts) - временно се спира работата на основната програма до приключване изпълнение на обработката на прекъсването (сервизна процедура). След това основната програма продължава да се изпълнява.



Видове прекъсвания: SWI (Software Interrupt), HWI (Hardware Interrupt) (IRQ, XIRQ)
6. Аналогов интерфейс в НС11 - брой канали, съхранение на данните.

8-канална система (съответно 8-битов мултиплексор), 8-битова точност на преобразуване;

4 бр 8-битови регистри ADR1-ADR4 съхраняват резултата от преобразуването Всеки един от тях е достъпен за ЦП Флагът (CCF) за край на преобразуването указва валидността на данните в регистрите за съхранение на резултата.
7. Интерфейс тип SCI - особености, задаване честотата на обмен.

- универсален UART-тип интерфейс

- отделна подсистема в ЕМК 68HC11 Е серия

- стандартен NR2 формат:1 старт-бит,8/9 бита данни,1 стоп бит

- независим приемник и предавателно 1 и съща скорост на предаване,общ формат на данните

-поддърва различни скорости на предаване

BAUD – регистър за задаване на скоростта на предаване – използва се за задаване скоростта на обмен на данни по SCI; Честотата може да бъде променяна във всеки един момент;
Билет 2

1.DRAM памети - блокова схема, особености.



Предимства: висока плътност на разполагане на елементите; най-ниска цена на 1 bit информация; най-висок общ обем от всички ПП; проста схемотехника на 1-Т ЗК - използва само MOS технология (n-MOS), изцяло CMOS съвместима.

Недостатъци: относително невисоко бързодействие (липса на положителна обратна връзка /ПОВ/ в структурата на ЗК); необходимост от регенерация; относително сложни режими на четене, запис и регенерация; повишени изисквания към поддържащите схеми; особено внимание към изграждане Сзап с висок специфичен капацитет (разнообразни технологии).
2.Високоимпедансно състояние: Паметите и МП схеми работят на определена честота. Всеки вход се х-теризира в зависимост от тех-гията, с входен паразитен капацитет (Cp). При вход с Висок Импенданс (HiZ състояние) се нямалява значително този паразитен капацитет.



3.Асоциативни памети - адресиране, приложение.

CAM ("асоциативен масив") - използва се в някои продукти, в които се извършва търсене с висока скорост.

Структура - специфичен ЗЕ с допълнителни схеми И,ИЛ И и др. За определяне на конкретния признак. Съществуват т.нар. Асоциативни процесори.

ЕА=Адрес+признак

Когато думата съвпадаща с признака се открие, САМ връща адрес(и). Може да се връща и стойността или част от самата дума. Хардуерен еквивалент на софтуерния термин "асоциативен масив".

Cache паметта - асоциативна памет. Използва се от CPU (ЦП).

- Висока скорост (по-висока от тази на RAM)

- Относително висока цена - за всеки бит има допълнителна асоциативна схема за сравнение



Пример-при обработка на сегмент от данни ,разположен в памети с голям обем: EA=AL+Pi



4.Reset вектори - разположение в адресното пространство. Смисъл.

Reset вектор – съдържа адреса на първата команда, която ще изпълни МП (също и при прекъсване); POR/External Reset – ползват един и същ вектор; COP/Clock monitor Reset – собствени вектори;



5. SPI интерфейс - особености, режими на работа.

Независима комуникационна подсистема е 68НС11за последователен (сериен) СИНХРОНЕН обмен на данни с висока скорост между ЕМК и външни устройства като: други микропроцесорни системи; системи за АЦП; драйвери за LCD дисплеи.

- за осъществяване на вътрешен обмен в т.нар. multiple master процесорни системи. SPI подсистемата-като Master или Slave.

- При конфигуриране като Master - скорост на обмен до ½ E-clock честотата на ЕМК (напр. 2Mbit/s при E-clock-4MHz);

- При конфигуриране като Slave - скорост на обмен до пълната Е-clock честота ЕMK (до 4Mbit/s при E-clock=4MHz).

Използват се следните принципи на буфериране при обмен:

- единично буфериране при предаване - записът на нова порция данни става едва след прочитане на предходните от преместващия регистър;

- двойно буфериране при приемане - данните при приемане се прехвърлят в отделен паралелен буфер за данни (избягване на състояние презастъпване "overrun").

6.Таймер система - IC функция:

- записва момента на настъпване на външни събития от РА2,РА1,РА0 (РАЗ) - по фронт (преден или заден). Запомня се стойността на таймерния брояч в момента на събитието. За софтуерно отчитане интервали от време.



7.RTI - предназначение, специфика.

- Служи за генериране на хардуерно прекъсване през фиксиран интервал от време;

- Определяне на периода на RTI прекъсването - от битове RTR[1:0] в регистъра PACTL;

- 4 възможни периода, определени от двоичните комбинации на битове RTR[1:0];

- RTI подсистемата се разрешава от бит RTII="1" от регистъра TMSK2.
Билет 3

1.CISC, RISC - същност, предимства, недостатъци.

Complex Instruction Set Computer (CISC) - по-голям брой инструкции. Редукция на програмния код по редове. Ангажира процесора в по-голяма степен.

Reduced Instruction Set Computer (RISC) - c ограничен брой инструкции. Софт. е ангажиран с по-голяма част от работата, по-малка заетост на процесора.

2. Шини в микропроцесорните системи - видове, предназначение, ограничения.

- АШ (АВ, AL, address bus) - адресна шина;

- ШД (DB, DL, data line) - шина за данни;

- управляваща магистрала?;

Предназначение:Предаване на информация между отделните устройств



3
.Памети тип
LIFO - същност, приложение в ЕМК.

- LIFO (Last-In First-Out)- първи се чете последния записан бит информация. Приложение: при Stack паметите (бърз достъп до данни).



4. PROM - реализация.

Пропуска се ток с висока стойност при което се прегаря жичката м/у АШ и ШД (без връзка) или се оставя (с връзка). Биполярни (TTL).





5.Портове в НС11.

Функциите на съответните изводи зависят от режима на работа.Общо 5 I/O порта (A,B,C,D,E) за всеки ЕМК от фамилия M68HC11(E-серия)-до 38 използваеми линии в зависимост от избрания режим на работа.



Порт

Изводи

O изводи

I/O изводи

Съвместими функции

A

3

3

2

таймер

B

-

8

-

Адреси А8-А15

C

-

-

8

Адреси А6-А7

Данни D0-D7



D

-

-

6

SCI,SPI

E

8

-

7

АЦП

6. Аналогов интерфейс в НС11 - режими на работа.

Единичен (single-channel, MULT=0). Варианти

а) SCAN=0, Избраният канал се конвертира 4 последователни пъти и резултатите се съхраняват в регистри (ADR1) до (ADR4). След това очаква нова команда в регистъра ADCTL;

б) SCAN=1. Резултатът от 5-то преобразуване се съхранява в регистър (ADR1), припокривайки първото, от 6-то - в (ADR2) и т.н.

Групов (multi-channel, MULT=1). Варианти:

а) SCAM=0. Избрана група от 4 канала се преобразуват еднократно. Резултатите се записват в регистри (ADR1) до (ADR4). След това очаква нова команда в регистъра ADCTL;

б) SCAN=1. Избраната група канали се преобразува непрекъснато, като 5-то преобразуване се записва отново в регистър (ADR1), 6-то в (ADR2) и тн.
7.COP Watchdog система в НС11 - предназначение, задаване на таймаут периода.

ЕМК включва COP система за защита от софтуерни грешки

- При включена COP софтуерът следи за препълване на таймера

- При неизпълнение на софтуера в съответната последователност се инициализира RESET.

Таймаут периодът може да се настройва с помощта на prescaler битове CR[1:0];


Билет 4

1.ЕМК структура – основни блокове

.

Класическа структура:Централен процесор (аритметично-логическо устройство, АЛУ) с възможност за работа със специфична система от инструкции. Инструкциите се изпълняват за определено време в зависимост от тактовата честота и спецификата им; оперативна (енергозависима) RAM (Random Access Memory) памет; Управляващо устройство (УУ), Control Unit; Входно устройство (Input Unit); Изходно устройство (Output Unit);

2.Памети с непосредствен достъп – блокова схема , особености, достъп до 3К ?

Запомняща среда на база тригери или други специфични транзисторни структури; Адресни шини – адресират 2^N ЗК с дължина на думата L; М – част от адресните шини за адресиране на конкретен ЗЕ; Достъпът до ЗК става на базата на Дешифратори;







3. Памети тип FIFO – същност, приложение

- при тях се чете първия бит записана информация първо.(още стек)

БезадреснаПо-бързи от с непосредствен достъп.

Приложение – при мониторите, за четене на инф. в процеса на визуализация,за обработка на инф.
4.ЕЕПРОМ – особености на запомнящата клетка, режими на работа

- има наличие на допълнителни структури за използване на електрони от и към плаващия гейт при прилагане на високо напрежение.

- ЕЕПРОМ използва механизмът на „тунелен пренос” на електрони – клетки тип FOTOX,FETMOS.

Режими на работа: изтриване, запис, четене, standby, неизбрана





5. Режими WAIT в HC11

спира обработката на данни и намалява консумацията на междинно ниво около 3-4 пъти – системните регистри се записват в стека и се спира работата на ЦП до подаване на функция RESET или друго прекъсване.



6. Таймер система – ОС

Програмира действие, което да се изпълни в дефиниран момент време.

- отделни 16-битови регистри и 16-битови компаратори за всеки от 5-те ОС изхода.

- при съвпадение състоянието на брояча с това на регистъра- статус флаг (OCxF)=1

След съвпадение на зададения код – стартиране на ОС функц.

7. Схеми за връзка по SPI интерфейс-особености , видове:

Независима комуникационна подсистема в HC11 за последоивателен синхронен обмен на данни с висока скорост между ЕМК и външни устройства като други МП, системи за АЦП , драйвери. За осъществяване на вътрешен обмен на т. нар multiple master процесорни системи.Като master – скорост 0.5, като slave – скорост 1.



Билет 5

1. Развитие на МП-структура

1. Първа структура на МП – Интел4004 (1971г.108-740KHz, 1W); 2. 4040 (1972г. – 2ри МП 1MHz); 3. 8008 (1972г.) – 2х по-ефективен от 4004; 4. 8080 (1974г. –инструкции за прекъсване, най-разпространен); 5. 8048 (1976г. – 8 битов, CHMOS технология); 6. Intel 8086 (16 bit, PC); 7. 68000 (Моторола за Mac); 8. Интел 80386; 9. 486 (вграден мат. копроцесор); 10. Pentium I (нова технология), Pro, II(MMX техн), III, IV (4GHz), D, Extreme edition (2ядра);




2. SRAM памети – особености, режим и четене

Особености: 1) С около 10 пъти по-ниска плътност на разполагане в чипа от DRAM; 2) Ниска статична консумация; 3) Високо бързодействие (малко време на достъп до ЗК); 4) Облекчен достъп (опростена схемотехника на схемите за достъп);

3. FLASH памети – специфики на клетката, организация и типове.

Разлики в ЗЕ: по-тънък слой на SiO2 под FG; по-дълбока област на сорса (за ускоряване); процесът на изтриване (тунелиране на електрони от плаващия гейт)

Организация: Boot block (Sector erased) Flash – изтриване на сектори от 4КВ до 128КВ; Bulk erased Flash – изтрива се целия Флаш; Операциите четене и запис – на принципа на непосредствен побайтов достъп;

Типове: NOR-базирани – за приложения с големи масиви данни (пр. Intel Dual-plane Flash 32Mbit); NAND-базирани – за масови приложни продукти и данни (мемори карти, твърди дискове);

4. ЕПРОМ – особености на 3К, режими на работа:

Особености на ЗК: по-висока плътност на ЗЕ от PROM – само 1 транзистор, без допълнителна връзка (fuse);

Режим:

- нормална: неизбрана, standby, четене

- изтриване – с UV светлина

- Програмиране (Запис) -бавен ( от 50ms до 100ns ); адресира се цял байт



5. Режим STOP в HC11 – същност, особености

- спира всички тактови изтопчници и намалява консумираната мощност на възможно най-ниско ниво; съдържанието на RAM се съхранява; Поставяне в този режим – чрез команда STOP при S=0 от ССR.За излизане от режима се подава най-ниското ниво на един от вх-вете.



6. Прекъсване тип „неправилен код” – предназначение, тип

При откриване на неправилен код, ЕМК хардуерно може да прекъсне инструкцията. След това откриване, текущата стойност на PC се прехвърля в стека – изпълнява се процедура по прекъсване.



7. Пулс – акумулатор – предназначение, режими на работа

Отделна подсистема включваща 8-битов брояч за работа в 2 режима:

> обикновен броячен режим – увеличава се стойността на брояча при постъпване на сигнал на външния му извод.

> разрешителен акумулиращ режим – в този случай Е clock/64 тактува 8-битовия брояч, но само докато външният извод PAI е активен.

- Контролни битове- в регистри PACTL, TMSK2 и TFLG2.

Билет 6.

1. Развитие на МП

1. Първа структура на МП – Интел4004 (1971г.108-740KHz, 1W); 2. 4040 (1972г. – 2ри МП 1MHz); 3. 8008 (1972г.) – 2х по-ефективен от 4004; 4. 8080 (1974г. –инструкции за прекъсване, най-разпространен); 5. 8048 (1976г. – 8 битов, CHMOS технология); 6. Intel 8086 (16 bit, PC); 7. 68000 (Моторола за Mac); 8. Интел 80386; 9. 486 (вграден мат. копроцесор); 10. Pentium I (нова технология), Pro, II(MMX техн), III, IV (4GHz), D, Extreme edition (2ядра);





2. DRAM – основни режими на работа

Видове: четене- стандартно, четене – по страници (Fast Page Mode), запис, четене-запис;

3. PROM структура, начини на програмиране. „Блуждаещ” ток

Структора: матрична решетка от „бушони” – NiCr, poly-Si, W връзка с възможност за прегряване (Burning Rom).

Програмиране:

-чрез устрйство програматор

- пуска се ток с висока стойност при което се прогаря жичката между АШ и ШД (липса на връзка) или се оставя (наличие на връзка). Запис- бавен.





4. Памети тип LIFO,FIFO

БезадреснаПо-бързи от с непосредствен достъп.



FIFO- чете се първия бит записана инф. първо.

приложение – при мониторите, за четене на инф. в процеса на визуализация, за обработка на опр. инф.

L
IFO
– последен влязъл, пръв излязъл; приложение при стек паметите.

5. Енергоспестяващи режими в 68HC11,специфики,разлики – работата на ЦП се прекратява до постъпване на RESET или друго прекъсване.

- WAIT режим – спира обработката на данни и намалява консумацията на междинно ниво (до 3-4 пъти); Спира се работата на ЦП до пристигане на ресет или друго прекъсване (външно IRQ, XIRQ или вътрешно генерирано – от таймер-системата, SCI, SPI); кварцовият осцилатор остава включен;

- STOP режим – спира вс. тактови източници и намалява консумираната мощтност на възможно най-ниско ниво – 100nA (RAM се съхранява).


- режим STANDBY – при изключване на захранването. Изход от режима – включване на захранването. (RAM се захранва от VSTBY извод).

6. Прекъсване тип IRQ(с черта) – същност реализация
- допълнително маскирано прекъсване през вход за ЕМК

- Задействане- по-ниско ниво на сигнала от източника на прекъсване

- Свързване на няколко източника в схема „жично ИЛИ”

- Флагът I от контролният регистър CCR се установява в 1 (заявка за прекъсване) и може да се нулира SW след обслужването на прекъсването.



7. Таймер система в HC11 – структура, предназначение.

Таймера представлява брояч. В HC11 таимера се вклщчва на вход А който може да се ползва по различни начини.

Отделна система в ЕМК НС11; Включва пет отделни вериги за делене на честотата: Предварителен делител на честотата от кварцовият осцилатор на 4, Основна таймерна верига –16 битов брояч с програмируем коефициент на броене, задаван чрез prescaler битове PR[1:0]

Предназначение: 1) Като основен брояч (таймер на сумиране); 2) RTI (Real Time Interrupt); 3) База за Watchdog COP системата; 4) Пулс-акумулатор (броене на импулси и броене по разрешение); 5) Входна функция; 6) Изходна функция;

Билет 7

1.Обща структура на ЕМК. Изграждащи блокове.

Класическа структура:Централен процесор (аритметично-логическо устройство, АЛУ) с възможност за работа със специфична система от инструкции. Инструкциите се изпълняват за определено време в зависимост от тактовата честота и спецификата им; оперативна (енергозависима) RAM (Random Access Memory) памет; Управляващо устройство (УУ), Control Unit; Входно устройство (Input Unit); Изходно устройство (Output Unit);



2.Памети с последователен достъп. Видове. Параметри.

П
аметите биват още: адресни и безадресни.



Безадресни – конкретен механизъм (FIFO, UFO) или признак (асоциативни)за достъп без конкретен адрес;

БезадреснаПо-бързи от с непосредствен достъп.

-FIFO (First-ln First-Out) – При първи се чете първия бит записана информация. „Кюнец”.

-
LIFO (Last-In First-Out) – При тези памети първи се чете последния записан бит информация. „Кофа”.


3.OTP-PROM – особености. Приложение.

- OTP-EPROM (one-time programmable ROM) за еднократно програмиране – в апаратура, произвеждана в малки серии (без прозорче – в пластмасов корпус). При нужда се изтриват с радиоактивни α-лъчи).



Може би е само PROM:

- Еднократно програмируеми от потребителя в лабораторни условия;

- Структура – матрична решетка (масив) от „бушони „ (array of fuses) – NiCr, poly-Si, W връзка c възможност за прегаряне – т.нар. Burning ROM;

- Биполяони (TTL)

-Запис-бавен(5мин.).Високо бързодействие.

-програмиране – с ток;

-еднократно програмиране;

-биполярни PROM – защитени от радиоактивно

въздействие;

-високо бързодействие (до 1 ns); висока консумация.



Приложение на PROM

– при реализация на сложни логически функции –пример: Кодови Преобразуватели (КП): BCD ASCII, BCD -> 7-сегментен код и др.;

-за реализация на времеви последователности;

съхранение на програми, в апаратура в големи серии.






4.Памети тип LIFO, FIFO – същност, приложения.

По-бързи от памети с непосредствен достъп.

БезадреснаПо-бързи от с непосредствен достъп.




Сподели с приятели:
  1   2   3   4




©obuch.info 2022
отнасят до администрацията

    Начална страница