Билет N1: Степен на интеграцяи. Поколения ис



страница1/5
Дата26.09.2016
Размер0.75 Mb.
  1   2   3   4   5
Билет N1:

  1. Степен на интеграцяи. Поколения ИС.

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

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

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

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



5-то поколение ULSI/SVLSI (ultra large-scale integration) – с повече от 1 000 000 милион електронни компонента на чип – съвременни DRAM памети, PLD структури, микропроцесори с общо предназначение, многоядрени процесори, схеми за обработка на изображения.

  1. Памети SRAM – блокова схема и особености.

SRAM означава Static Random Access Memory. Има с около 10 пъти по-ниска плътност на разполагане на чипа от DRAM. Има ниска статична консумация и високо бързодействие (малко време на достъп до 3К). Облекчен е достъпа (опростена схемотехника на схемите за достъп).



  1. Свързване „жично-ИЛИ”



  1. Памети тип EEPROM – изтриване, програмиране.

EEPROM означава Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Невъзможност за запис на порции от паметта, всичко се записва на веднъж. Невъзможност за on-board програмиране. Изтриването и презаписването се осъществява като върху стария байт се презаписва новата информация. При програмирене има само 1 захранващо напрежение – вътрешно генериран импулс.



  1. Прекъсване на HC11 – видове.

  • SWI (Software Interrupt) – софтуерно (програмно) прекъсване.

  • HWI (Hardware Interrupt) – хардуерно (апаратно) прекъсване /IRQ, XIRQ/

  1. Аналогов интерфейс на НС11 – брой канали, съхранение на данните.

  • Изполва се 8-канална система (съответно 8-канален мултиплексор). Така се постига 8-битова точност на резултата.

  • Използват се 4 броя 8-битови регистри ADR1-ADR4, в които се съхранява резултата от преобразуването. Всеки един от тях е достъпен за ЦП. Флагът (CCF) за край на преобразуванието указва валидността на данните в регистрите за сухранението на резултата.

  1. Особености на тип SCI – особености, задаване честотата на обмен.

  • Универсален UART-тип интерфейс;

  • Отделна подсистема в ЕМК 68НС11 Е серия;

  • Стандартен NRZ (non-return to zero) формат: 1 старт-бит, 8/9 бита данни, 1 стоп-бит;

  • Независими приемник и предавател, но една и съща скорост на предаване и общ формат на данните;

  • Поддържа различни скоростти на предаване;

Билет N2:

  1. DRAM памети – блокова схема, особености.

DRAM означава Dynamic Random Access Memory. Има висока плътност на разполагане на ЗК. Също схемотехниката е проста, използва само MOS технология (n-MOS) и е изцяло CMOS съвместима. Поради липсата на положителна обратна връзка се намалява бързодействието на паметта. Необходима е регенерация, като тя заедно с режимите на запис и четене са относително сложни операции. Това покачва изискванията към поддържащите системи. С цел да се увеличи капацитета на ЗК (запомнящата клетка) се увеличва площта на кондензатора, намалява се дебелината на окисния слой и се изполват материали с по-висока диелектрична константа.



  1. Високоимпедансно състояние – предназначение, реализация.

  2. Асоциативни памети – адресиране, приложение.

CAM (Content-Addressable Memory), още наричана и „асоциативна памет” се използва в някои продукти, в които се извършва търсене с висока скорост. Специфичен ЗЕ със допълнителни „И”, „ИЛИ” и др. Търсенето става по следния начин: когато думата съвпадаща с признака се открие, CAM връща адрес(и). Може да се връща стойност или част от самата дума. Хардуерен еквивалент на софтуерния термин „асоциативен масив”. Характерно за CAM е високата скорост (по-висока от тази на RAM), но има и относително висока цена (за всеки бит има асоциативна схема за сравнение).

  1. Reset вектори – разположение във векторното пространство. Смисъл.

  2. SPI интерфейс – особености, режим на работа.

Това е независима комуникационна подсистема в 68НС11 за последователен (сериен) синхронен обмен на данни с висока скорост между ЕМК и външни устройства (систерми АЦП, LCD дисплеи, други микропроцесрони системи). Използва се за осъществяване на вътрешен обмен в т.нар. Multiple master процесорни системи. SPI подсистема – Master и Slave. При Master скоростта е ½ Е-clock честотата на ЕМК, а при Slave e до пълната E-clock). Подсистемата се състои от преместващ регистър и буфер за четене на данни. Използват се 2 принципа за буфериране при обмен: единично буфериране (записът на нова порция става едва след прочитане на предходните от преместващия регистър) и двойно буфериране (данните при приемане са прехвърлят в отделен паралелен буфер за данни, с цел да се избегне презастъпване – „overrun”). Буферния регистър за данни в подсистемата SPI на НС11 има един адрес и при четене и при запис от него.

  1. Таймер система – IC функция.

IC – функцията записва (регистъра) момента на настъпване на външни събития от PA2, PA1, PA0 (PA3) – по фронт (преден или заден). Запомня се стойността на таймерния брояч в момента на събитието.

Таймерния брояч се синхронизира по PH2 на E-clock. На входа се приема асинхронен сигнал на ICx през 1-вата половина на PH2. През 2-рата половина се запомня стойността на брояча в D-тригерите (закъснение). Следва игнориране на закъснението.





  1. RTI – предназначение, специфика.

RTI означава Real-Time Interrupt или „подсистема за прекъсване в реално време”. Служи за генериране на хардуерно прекъсване през фиксиран интервал от време. Периода на RTI прекъсването се определя от битове [1:0] в регистъра PACTL (пулс-акумулатор контролен регистър). Има 4 възможни периода (интервала), определени от двоичните комбинации на битовеRTR[1:0]. RTI подсистемата се разрешава от бит RTII=”1” от регистъра TMSK2. Подсистемата не може да бъде спряна освен при RESET. Фиксираното време между 2 последователни RTI сработвания не зависи от софтуерни закъснения, свързани с нулиране на флагове (RTIF в случая )и др.

Билет N3:

  1. CISC, RISC – същност, предимства.

Това са видове архитектури според спецификата (броя инструкции) на микропроцесора.

CISC (Complex Instruction Set Computer) – по-голям брой инструкции. Редукция на програмния код по редове. Ангажира процесора в по-голяма степен. За първи път се рпилага в Digital Equipment Corp. във фамилията PDP11.

RISC (Reduced Instruction Set Computer) – с ограничен брой инструкции. Софтуерът е ангажиран с по-голямата част от работата, по-малка заетост на процесора. Архитектурата тип RISC се използва от Apple, Macintosh, IBM, Sun Microsystem.


  1. Шини в микропроцесорните системи – видове, предназначение, ограничения.

Архитектурата на микропроцесора е шинно ориентирана. Всички схеми, които се свързват към шините са: микропроцесор, памети и входно – изходни схеми. Те имат изход с три състояния. Адресните шини са еднопосочни и определят адресното пространство, в което се адресират паметта и регистрите на входно – изходните схеми. То е от 64 КВ до няколко МВ. Микропроцесорите 8086 а и по-късните от тази фамилия (80286 до Pentium) разделят паметта на сегменти (при 8086 един сегмент е 64КВ), за да увеличат адресното си пространство (което при 8086 е 64КВ). Всяка програма работи с няколко сегмента. За всеки сегмент се използва 16-разреден регистър (сегментен регистър), който задава старшите разреди на адреса. При формирането на адрес, за адресните шини, съдържанието на съответния сегментен регистър допълнено от дясно с четири младши нули се събира с адреса получен в програмата. Така се разширява разредността на адреса по адресните шини. Шините за данни са двупосочни. Тяхната разредност обикновено съответства на дължината на думата извън микропроцесора. Управляващите шини предават сигналите за четене – запис, за заявки за прекъсвания, за потвърждаване на прекъсване, за установяване на всички схеми, свързани с шината в началното състояние.


  1. Памети тип LIFO – същност, приложения в ЕМК.

LIFO означава last-in-first-out (последен влязъл, първи излязъл). При тези памети 1во се чете последния записан бит информация.

Поради бързия достъп до информацията се използват в Stack паметите.



  1. PROM – реализация.

PROM означава Programmable Read Only Memory. Те са еднократно програмируеми от потребителя в лабораторни условия. Те представляват матрична решетка от „бушони” – NiCr, poly-Si, W връзката с възможност за прегряване (Burning ROM).

Има 2 начина за програмиране – чрез програматорно устройство или като се пропусне ток с висока стойност. Записването става бавно, но за сметка на това имат високо бързодействие (до 1 ns). Имат висока консумация.



Използват се при реализация на сложни логически функции – кодови преобразуватели, времеви последователности, съхранение на програми в апаратура в големи серии. При кодовите преобразуватели се преобразува BCD->ASCII и после ASCII->7-сегментен код.





  1. Портове в НС11.

Има A, B, C, D и Е. Те се използват за паралелен интерфейс.

  1. Аналогов интерфейс в НС11 – режим на работа.

Аналогово-цифровия преобразувател (АЦП) преобразува сигнала на съответния аналогов вход, избран от мултиплексора (MUX). АЦП съдържа капацитивен масив (DAC – digital to analog capacitor), компаратор, регистър за последователна апроксимация (SAR – successive approximation register). Преобразуването представлява 8 операции сравнение, започващот от бита MSB. Всяко сравнение определя стойността на съответния бит в регистър SAR. DAC масива извършва 2 функции: действакато S/H верига, осигурява напрежението за сравнение по време на апроксимацията. Резултата от сравнението се съхранява в SAR и след приключване на процеса

  1. COP Watchdog система в НС11 – предназначения, задаване на timeout периода.

EMK включва СОР система за защита от софтуерни грешки. При включвна СОР софтуерът следи за препълване на таймера. При неизпълнение на софтуера в съответната последователност, се инициализира Reset (COP Reset). Тактова верига на СОР системата – част от общата таймерна верига. СОР watchdog тактовия вход се взима от веригата на общия брояч. СОР сработва автоматично, освен ако не му е зададено определено време посредством програмата за Reset. При сработване се генерира Reset, с което ниско ниво се рестартира ЕМК и външната система. Състоянието на NOCOP бита в регистъра CONFIG определя дали СОР е включена или не. При NOCOP=”0” – включена, при NOCOP=”1” – изключена. Битове CR[1:0] в OPTION регистъра определят timeout периода на таймера. След делене на системния тактов сигнал Е на 2^15, съответния делител се задава с CR[1:0]. Регистъра COPRST нулира COP watchdog системата.

Билет N4:

  1. ЕМК – структура, основни блокове.

Основните блокове на ЕМК са централен процесор CPU (ЦП – АЛУ, регистри, УУ), блок програмна памет (PROM) за разполагане на приложни програми, ROM за разполагане на адреси и данни при изпълнение на програмата, bus (магистрала – адресна, управляваща, за данни), интерфейсен блок (АЦП), допълнителни устройства (таймери, модеми и др.).



  1. Памети с непосредствен достъп – блокова схема, особености, достъп до ЗК.

Запомняща среда – на база тригери (SRAM) или други специфични транзисторни структори (DRAM).

RAM (random access memories) – енергозависими; за четене и запис. SRAM – биполярни; DRAM – MOS, CMOS, BiCMOS;

ROM (read-only memory) – енергозависими; само за четене.

Режими на работа при RAM паметите – неизбрана, четене, запис, standby.

Видове ЗК:





  1. Памети тип FIFO – същност, приложение.

FIFO означава First-In-First-Out. Използва се при мониторите за визуализация или за обработка (трансфер) на подредена информация между несинхронизирани шини и устройства.



  1. EEPROM – особености на ЗК, режим на работа.

Запомящата клетка е реализирана с MOS транзистори с плаваш гейт – NOR структура, микроелектронна реализация.

EEPROM означава Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Невъзможност за запис на порции от паметта, всичко се записва на веднъж. Невъзможност за on-board програмиране. Изтриването и презаписването се осъществява като върху стария байт се презаписва новата информация. При програмирене има само 1 захранващо напрежение – вътрешно генериран импулс.





  1. Режим WAIT в НС11 – регулиране на консумираната мощност.

Wait режим - спира обработката на данни и намалява консумацията на междинно ниво (до около 3-4 пъти). Консумацията в режим Wait зависи от конкретното приложение.

Wait – установяване – програмно с команда, в този режим се съхраняват съдържанието на регистрите и паметта. Има понижена консумация. Изход от режима – с прекъсване или Reset. При изход с прекъсване – продължава изпълнението на ОП;



  1. Таймер система – ОС функция.

ОС-функцията програмира действие, което да се изпълни в точно определен момент от време (достигане на определна стойност на таймерния брояч). ОС-функцията разполага с 16-битови регистри и 16-битови компаратори за всеки от 5-те ОС изхода. При съвпадение на състоянието на брояча с това на регистър, флагът се установява в „1”.

ОС-функцията се използва за задаване на времеви продължителности.



  1. Схеми за връзка по SPI интерфейс – особености, видове.

Това е независима комуникационна подсистема в 68НС11 за последователен (сериен) синхронен обмен на данни с висока скорост между ЕМК и външни устройства (систерми АЦП, LCD дисплеи, други микропроцесрони системи). Използва се за осъществяване на вътрешен обмен в т.нар. Multiple master процесорни системи. SPI подсистема – Master и Slave. При Master скоростта е ½ Е-clock честотата на ЕМК, а при Slave e до пълната E-clock). Подсистемата се състои от преместващ регистър и буфер за четене на данни. Използват се 2 принципа за буфериране при обмен: единично буфериране (записът на нова порция става едва след прочитане на предходните от преместващия регистър) и двойно буфериране (данните при приемане са прехвърлят в отделен паралелен буфер за данни, с цел да се избегне презастъпване – „overrun”). Буферния регистър за данни в подсистемата SPI на НС11 има един адрес и при четене и при запис от него.

-SPI – подсистема – блокова структура.



Предимства – висока скорост, простота на обмена. Предпочита се при: програмиране на EEPROM, Flash, връзка с LCD дисплеи, системи за събиране на данни от сензори.



Билет No A-5 MПT_2009



  1. Развитие на микропроцесора – етапи, видове, особености.

  • Първа структора на микропроцесор – INTEL4004 (ноември 1971 г.). Създава се след запитване на Busicom към Intel за производство на набор от високопроизводителни чипове за електронни калкулатори. Първоначално проектът съдържа 12 отделни custom ИС. Тед Хоф предлага общо single-chip решение. Ползва 4-битови данни/8-битови инструкции, общо 46 инструкции, отделна памет за данни и програмна памет (4К). Включва общо 2300 PMOS транзистора в 16-pin корпус. 60К операции за секунда (0.06 MIPS), 108-740KHz, 1W консумация;

  • 4040 (1972) – добавя още 16 инструкции, работи на 1MHz, разполага с 8К програмна памет;

  • 8008 (1972) – 2 пъти по ефективно от 4004;

  • 8080 (1974)/8085(1976) – добавени инструкции за прекъсване, 5V захр. напрежение. 8080 става основна част от първия персонален компютър Altair;

  • 6800 (1974) – Motorola, 78 инструкции; 6801;6803;

  • Z80 ZiLOG (1975) – разработен от бивши инженери на Intel. По-добра система за прекъсвания, нови инструкции и методи за адресация. 2MHz работна честота (в последствие на 4MHz и 6MHz), включва високопроизводителни периферни схеми;

  • 6502 (1975) – разработка на Чък Педъл – първоначално 6501 /изтеглен/, MOS Technologies (Commodore) и включен в първите Commodore, Apple, Ataris;

  • 8048 (1976) – MCS microcontroller. 8-битов, CHMOS технология, по-ниска консумация. Само за текущата година са продадени над 250 000 бр.

  • 1978,1979 – Intel 8086/8088, Motorola 68000, ZiLOG Z8000 – 16 битови структори. Intel ползва същата структора от регистри, но с увеличена разрядност;

  • 8088 (1979) – по-ниска цена. Използван от IBM за първия масов PC (1981). Използва 8088 (16/8 битов), по-лоши параметри;

  • Apple Macintosh персонален компютър използва 68000 (16 битов) в модела си от 1984г. Z8000 не успява да се утвърди на пазара въпреки добрата архитектура и качества на своя процесор;

  • 8051 (1980) – Intel предлага 8-bit микроконтролер с on-board EPROM памет. Продава над 91 млн. броя само през 1981г.

  • Intel 80286, Motorola 68010, 80286 се използват в модела IBM AT;

  • Motorola 68020 (1984) – 32 bit микропроцесор. Общо 200 000 транзистора, CMOS технология;

  • Intel 80386 (1985) – 275 000 транзистора. Използва се от Compaq в модела им от 1986г.

  • Intel 80486 (1986) – първия микропроцесор с вграден математически ко-процесор;

  • Pentium серия на Intel (1993) – лансира нова архитектура с повишени възможности за обработка на звук и изображения;

  • Pentium Pro (1995) – включва около 5.5 млн. транзистора;

  • Pentium II (1997) – прилага технологията MMX за работа с мултимедйни приложения;

  • Pentium III (1999) – 9.5 млн. транзистора. По-високи възможностиза работа с мултимедия и 3D приложения (SSE набор инструкции, Streaming SIMD Extension). Използва от 0.25µm до 0.13µm технология. Налага марките Celeron (за настолни конфигурации) и Xeon (за високопроизводителни машини – сървъри, работни станции);

  • Pentium IV (ноември 2000 до 08.08.2008) – такт. честота до 4GHz (SSE2,SSE3 набор инструкции), Бключва в себе си т.нар. Hyper – Threading технология;

  • Pentium D, Pentium Extreme Edition (двуядрени процесори);




  1. SRAM памети – особености, режим четене.

  • SRAM (static random access memories, статична RAM);

  • полупроводникови Si памети; статични RAM памети (John Schmidt, Fairchild, 1964 г. проектира 64-bit MOS p-канална статична RAM (SRAM));

  • с около 10 пъти по-ниска плътност на разполагане в чипа DRAM;

  • ниска статична консумация;

  • високо бързодействие (малко време за достъп до 3К);

  • облекчен достъп (опростена схемотехника на схемите за достъп);

-четене от паметта:









  1. FLASH памети – специфики на клетката, организация, типове.

Особености:

  • блоково програмиране/изтриване и индивидуален запис до конкретна ЗК;

  • изтриване чрез F-N тунелиране;

  • програмиране чрез F-N тунелиране или CHE механизъм.

Разлики в ЗЕ:

  • по тънък слой на SiO2 под FG (100А);

  • по-дълбока област на сорса – за ускоряване процеса на изтриване.

Опастност – евентуална промяна в дадена зона докато се записва в друга. Липсва селектиращ транзистор.

Предимство – изцяло CMOS технология с допълнителни процеси за FG – постига се висока степен на интеграция за цялата схема.

Реализация на структорно ниво:



  • Boot block (Sector erased) Flash – изтриване на сектори от 4KB до 128KB (16KB boot block - сигурност);

  • Bulk erased Flash – изтрива се целият Flash.

Операциите четене и запис – на принципа на непосредствен побайтов достъп.

Съвременни FLASH архитектури – имат вграден краен автомат (КА) за автоматизация на операциите WRITE и ERASE – по-високо бързодействие.



Запис: CHE – Vpp=12V към CG, образуване на инверсна зона в р-подложката, напр. на D се покачва до около 6V, S към маса. Електроните преодоляват бариерата на слоя SiO2 и се разполагат върху FG;

Изтриване: чрез F-N тунелиране се премахва заряда от FG.S – към високо напрежение (Vpp=12V), CG към маса, D – свободен.

Архитектури на FLASH памети


  • NOR-базирани – за приложения с големи масиви данни – при клетъчни телефони и мобилни PC (добра плътност, ниска консумация, бързодействие).

  • NAND-базирани – за масови приложни продукти и данни (memory cards, твърди дискове) – по-малка 3К малко време за достъп.





  1. ЕPROM – особености на запомнящата клетка, режими на работа.




  • EPROMелектрически програмируем ROM – енергозависима памет

  • представлява масив от MOS транзистори с плаващ гейт

  • Програмират се с по високо от захр. Напрежение

  • Изтриват се чрез облъчване с ултравиолетова UV светлина с определена дължина на вълната, за определено време

  • По-висока плътност на ЗЕ от PROM;

  • по високо бързодействие;

  • Недостатък – радиоактивно неустойчиви,

  • относително висока цена

  • невъзможност за селективно изтриване.

Особености:

  • При липса на електрони под гейта VTCGG=VTO(приблизително 1V),изтрита – логическа 1;

  • При наличие на електрони VTCGG=VTO-QF/CG (приблизително 8V),програмирана–логическа 0;

Режими на работа:

  • Нормални: неизбрана, четене, standby;

  • Изтриване (UV светлина);

  • Птограмиране (запис);




  1. Режим STOP в НС11 – същност, особености.

Stop режим - спира всички тактови източници и намалява консумираната мощност на възможно най-ниско ниво (съдържанието на RAM се съхранява).

Поставяне на ЕМК в режим Stop:

  • чрез команда Stop при бит S = “0” от CCR;

  • при S ≠ 0 -> Stop код се третира като безоператорен (NOP);

  • режим Stop осигурява възможно най-ниска консумация (всички тактови източници, вкл. тактовия генератор, са спрени)

Излизане от режим Stop – подаване на ниско ниво на един от входовете: (IRQ, XIRQ) или RESET. Опция – по фронт на сигнала IRQ.

При връщане към нормална работа (restart на системата) – ЦП възстановява обработката от позицията преди послтавяне в режим Stop.



Връщане към нормална работа (рестарт):

  • чрез reset – извършва се нормалната последователност (всички I/O шини и финкции – към техните начални състояния);

  • през вход IRQ (вход за немаскирано прекъсване) – трябва бит I = “0” от CCR.




  1. Прекъсване тип „неправилен КОД” – предназначение, тип.

Прекъсва при среща на несъществуващ код. ЕМК притежава хардуерна възможност за генериране на прекъсване при откриване на неправилен код. След откриване на несъществуващ код текущата стоиност на PC се прехвърля в стека. Изпълнява се процедурата по прекъсването, Реинициализира се действителен код.


  1. Пулс-акумулатор – предназначение. Режими на работа.

  • Отделна система, включваща 8-битов брояч за работа в 2 режима (в зависимост от стойността на бит PAMOD от регистър PACTL):

    • Обикновен броячен режим – увеличава се стойността на брояча при постъпване на сигнал на външния му извод (максимална честота:E-clock/2);

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

  • Четене/запис от Пулс-акумулаторът – по всяко време;

  • Контролни битове – в регистри PACTL, TMSK2 и TFLG2

  • Дефиниране на циклите на Пулс-акумулатора в двата възможни режима на работа




Билет No A-6 MПT_2009


  1. Развитие на микропроцесора – етапи, видове, особености.

  • Първа структора на микропроцесор – INTEL4004 (ноември 1971 г.). Създава се след запитване на Busicom към Intel за производство на набор от високопроизводителни чипове за електронни калкулатори. Първоначално проектът съдържа 12 отделни custom ИС. Тед Хоф предлага общо single-chip решение. Ползва 4-битови данни/8-битови инструкции, общо 46 инструкции, отделна памет за данни и програмна памет (4К). Включва общо 2300 PMOS транзистора в 16-pin корпус. 60К операции за секунда (0.06 MIPS), 108-740KHz, 1W консумация;

  • 4040 (1972) – добавя още 16 инструкции, работи на 1MHz, разполага с 8К програмна памет;

  • 8008 (1972) – 2 пъти по ефективно от 4004;

  • 8080 (1974)/8085(1976) – добавени инструкции за прекъсване, 5V захр. напрежение. 8080 става основна част от първия персонален компютър Altair;

  • 6800 (1974) – Motorola, 78 инструкции; 6801;6803;

  • Z80 ZiLOG (1975) – разработен от бивши инженери на Intel. По-добра система за прекъсвания, нови инструкции и методи за адресация. 2MHz работна честота (в последствие на 4MHz и 6MHz), включва високопроизводителни периферни схеми;

  • 6502 (1975) – разработка на Чък Педъл – първоначално 6501 /изтеглен/, MOS Technologies (Commodore) и включен в първите Commodore, Apple, Ataris;

  • 8048 (1976) – MCS microcontroller. 8-битов, CHMOS технология, по-ниска консумация. Само за текущата година са продадени над 250 000 бр.

  • 1978,1979 – Intel 8086/8088, Motorola 68000, ZiLOG Z8000 – 16 битови структори. Intel ползва същата структора от регистри, но с увеличена разрядност;

  • 8088 (1979) – по-ниска цена. Използван от IBM за първия масов PC (1981). Използва 8088 (16/8 битов), по-лоши параметри;

  • Apple Macintosh персонален компютър използва 68000 (16 битов) в модела си от 1984г. Z8000 не успява да се утвърди на пазара въпреки добрата архитектура и качества на своя процесор;

  • 8051 (1980) – Intel предлага 8-bit микроконтролер с on-board EPROM памет. Продава над 91 млн. броя само през 1981г.

  • Intel 80286, Motorola 68010, 80286 се използват в модела IBM AT;

  • Motorola 68020 (1984) – 32 bit микропроцесор. Общо 200 000 транзистора, CMOS технология;

  • Intel 80386 (1985) – 275 000 транзистора. Използва се от Compaq в модела им от 1986г.

  • Intel 80486 (1986) – първия микропроцесор с вграден математически ко-процесор;

  • Pentium серия на Intel (1993) – лансира нова архитектура с повишени възможности за обработка на звук и изображения;

  • Pentium Pro (1995) – включва около 5.5 млн. транзистора;

  • Pentium II (1997) – прилага технологията MMX за работа с мултимедйни приложения;

  • Pentium III (1999) – 9.5 млн. транзистора. По-високи възможностиза работа с мултимедия и 3D приложения (SSE набор инструкции, Streaming SIMD Extension). Използва от 0.25µm до 0.13µm технология. Налага марките Celeron (за настолни конфигурации) и Xeon (за високопроизводителни машини – сървъри, работни станции);

  • Pentium IV (ноември 2000 до 08.08.2008) – такт. честота до 4GHz (SSE2,SSE3 набор инструкции), Бключва в себе си т.нар. Hyper – Threading технология;

  • Pentium D, Pentium Extreme Edition (двуядрени процесори);



  1. DRAM памети – основни режими на работа.

DRAM означава Dynamic Random Access Memory. Има висока плътност на разполагане на ЗК. Също схемотехниката е проста, използва само MOS технология (n-MOS) и е изцяло CMOS съвместима. Поради липсата на положителна обратна връзка се намалява бързодействието на паметта. Необходима е регенерация, като тя заедно с режимите на запис и четене са относително сложни операции. Това покачва изискванията към поддържащите системи. С цел да се увеличи капацитета на ЗК (запомнящата клетка) се увеличва площта на кондензатора, намалява се дебелината на окисния слой и се изполват материали с по-висока диелектрична константа.








  1. PROM – структура, начини за програмиране. „Блуждаещ” ток.

Основни характеристики:

  • Еднократно програмируеми от потребителя в лабораторни условия.

  • Структура – матрична решетка (масив) от “бушони”(array of fuses) – NiCr, poly-Si, W връзка с възможност за прегаряне – т.нар. Burning Rom;

Процес на програмиране:

  • чрез устройство – програматор.

  • пропуска се ток с висока стойност при което се прегаря жичката между АШ и ШД (липса на връзка) или се оставя (наличие на връзка). Биполярни (TTL). Запис – бавен (5мин.). Високо бързодействие.

  • Програмиране – с ток;

  • Еднократно програмиране;

  • Биполярен PROM – защитени от радиоактивно въздействие;

  • Високо бързодействие (до 1ns);

  • Висока консумация;





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

FIFO (first-in first-out) – първи влязъл, първи излязъл. При тях се чете първият бит записана информация.

Приложение:



  • При монитори, за четене на информация в процеса на визуализация

  • За обработка (трансфер) на „подредена” информация между несинхронизирани шини и устройства.

LIFO (Last-In First-Out) – последен влязъл, първи излязъл. При тези памети първи се чете последния записан бит информация. Това са памети с последователен достъп.

Приложение: при Stack паметите (бърз достъп до данни).


  1. Енергоспестяващи режими в 68НС11 – специфики, разлики.

  • Wait режим - спира обработката на данни и намалява консумацията на междинно ниво (до около 3-4 пъти). Консумацията в режим Wait зависи от конкретното приложение.

  • Stop режим - спира всички тактови източници и намалява консумираната мощност на възможно най-ниско ниво (съдържанието на RAM се съхранява).




  1. Прекъсване тип IRQ – същност, реализация.

IRQ (Заявка за прекъсване, Interrupt Request) – вход за асинхронна заявка за прекъсване към ЕМК. Може да се укаже активиране по заден фронт или по ниво – регистър Option (по подразбиране – по ниво при Reset). При използване на IRQ по ниво в конфигурация “жично-или”, се свързва през резистор 4.7К към захранващия източник.

Прекъсване през вход IRQ:

- допълнително маскирано прекъсване през външен вход за ЕМК;

- задействане – по ниско ниво на сигнала от източника на прекъсване;

- свързване на няколко източника в схема “жично-или”;

- флагът I от контролния регистър CCR се установява в “1” (заявка за прекъсване) и може да се нулира SW след обслужване на прекъсването.





  1. Таймер-система в НС11 – структура, предназначение.

  • отделна система в ЕМК 68HC11 (към Порт А);

  • включва 5 отделни вериги за делене на честотата.

- предварителен делител на честотата от кварцовия осцилатор на 4;

- основна таймерна верига – 16-битов брояч с програмируем коефициент на броене (задаван чрез prescaler битове PR[1:0] – на 1, 4, 8, 16). От нея за:

- за SPI подсистемата на серийния интерфейс;

- за SCI подсистемата на серийния интерфейс;

- за Пулс-акумулатор подсистемата;

- за подсистемата за Прекъсване в реално време (RTI) / COP Watchdog подсистема .



Система броячи в HC11 (Timer)



  • Всички операции в таймерната система – съотнесени спрямо честотата на основния (таймерен) брояч.

    • начало на броене 0000 (след излизане от Reset) ;

    • край на броене FFFF. Флагът за препълване О (Overflow) в контролния регистър CCR се вдига в “1”. След това броене отново от 0000.

- При нормален режим на работа на ЕМК – НЕ Е ВЪЗМОЖНО СПИРАНЕ, нулиране или промяна състоянието на брояча.

Оценяване: Верният отговор на всеки въпрос носи 0.5 т. или 1 т.

Среден (3 т.), Добър (4 т.), Мн.добър (5 т.), Отличен (6+ т



Билет No A-7 MПT_2009

  1. Обща структура на ЕМК. Изграждащи блокове.

  • Централен Процесор (аритметично логическо устроиство, АЛУ) с възможност за работа с спецефична система от инструкции. Инструкциите се изпълняват за определено време в зависимост от тактовата честота и спецификацията им;

  • Оперативна (енергозависима) RAM памет;

  • Управляващо устройство (Control Unit);

  • Входно устройство (Input Unit);

  • Изходно устройство (Output Unit);



  • Шинна организация:

    • АШ (AB, AL, address bus) – адресна шина;

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

  • Блок за управление: управляващо устройство (control unit, CU); ROM за макрокода; стекова памет (STACK); указател на стека (SP, stack pointer); контрол на прекъсванията (IC, interrupt control);

  • Блок за обработка на командите: програмен брояч/брояч на командите (PC, program counter); регистър на командния код/код на инст. (IR, instruction register); дешифратор на кода на инструкцията (ID);

  • Блок за обработка на данните: АЛУ; Акумулатор (ACC, accumulator); регистри с общо предназначение (RB, registers block); флагов регистър (CC, code condition);



  1. Памети с последователен достъп. Видове. Параметри.

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

  • FIFO (first-in first-out) – първи влязъл, първи излязъл. При тях се чете първият бит записана информация.

Приложение:



  • При монитори, за четене на информация в процеса на визуализация

  • За обработка (трансфер) на „подредена” информация между несинхронизирани шини и устройства.




  • LIFO (Last-In First-Out) – последен влязъл, първи излязъл. При тези памети първи се чете последния записан бит информация. Това са памети с последователен достъп.

Приложение: при Stack паметите (бърз достъп до данни).


  1. ОTP-PROM – особености. Приложение.

OTP-EPROM (one-time programmable ROM) за еднократно програмиране – в апаратура произвеждана в малки серии. При нужда се изтриват с радиоактивни алфа лъчи.



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

FIFO (first-in first-out) – първи влязъл, първи излязъл. При тях се чете първият бит записана информация.

Приложение:



  • При монитори, за четене на информация в процеса на визуализация

  • За обработка (трансфер) на „подредена” информация между несинхронизирани шини и устройства.

LIFO (Last-In First-Out) – последен влязъл, първи излязъл. При тези памети първи се чете последния записан бит информация. Това са памети с последователен достъп.

Приложение: при Stack паметите (бърз достъп до данни).



  1. Видове адресации в ЕМК НС11. Индексна адресация - същност.

  • Индексен регистър IX – при индексна адресация осигурява 16-битова стойност (базов адрес), която да се добави към 8-битовото отместване от инструкцията за образуване на ефективен адрес (ЕА);

  • Индексен регистър IY – 16-битов. Подобно на IX участва в индексен адресен режим. Повечето инструкции, ползващи IY изискват допълнителен байт от кода/цикъл за изпълнение;




  1. „Плъзгане” на програма – предназначение.



  1. Таймер-система в НС11 – система броячи. Режими на работа Порт А.

  • Отделна система в ЕМК 68НС11 (към Порт А)

  • Включва 5 отделни вериги за делене на честотата.

  • Предварителен делител на честотата от кварцовия осцилатор на 4;

  • Основна таймерна верига – 16 битов брояч с програмируем коефициент на броене(задаван чрез prescaler битове PR[1:0] – на 1, 4, 8, 16). От нея са:

    • за SPI подсистемата на серийния интерфейс

    • за SCI подсистемата на серийния интерфейс

    • за пулс-акумулатор подсистемата

    • за подсистемата за прекъсване в реално време (RTI)/ COP Watchdog подсистема.

Паралелен интерфейс – Порт А: използва се от таймерната система, както и за общо предназначение: 3 входни извода; 3 изходни извода; 2 двупосочни I/O/ извода;



Билет No A-8 MПT_2009


  1. Микропроцесори – развитие. Типове според вида инструкции.

  • Първа структора на микропроцесор – INTEL4004 (ноември 1971 г.). Създава се след запитване на Busicom към Intel за производство на набор от високопроизводителни чипове за електронни калкулатори. Първоначално проектът съдържа 12 отделни custom ИС. Тед Хоф предлага общо single-chip решение. Ползва 4-битови данни/8-битови инструкции, общо 46 инструкции, отделна памет за данни и програмна памет (4К). Включва общо 2300 PMOS транзистора в 16-pin корпус. 60К операции за секунда (0.06 MIPS), 108-740KHz, 1W консумация;

  • 4040 (1972) – добавя още 16 инструкции, работи на 1MHz, разполага с 8К програмна памет;

  • 8008 (1972) – 2 пъти по ефективно от 4004;

  • 8080 (1974)/8085(1976) – добавени инструкции за прекъсване, 5V захр. напрежение. 8080 става основна част от първия персонален компютър Altair;

  • 6800 (1974) – Motorola, 78 инструкции; 6801;6803;

  • Z80 ZiLOG (1975) – разработен от бивши инженери на Intel. По-добра система за прекъсвания, нови инструкции и методи за адресация. 2MHz работна честота (в последствие на 4MHz и 6MHz), включва високопроизводителни периферни схеми;

  • 6502 (1975) – разработка на Чък Педъл – първоначално 6501 /изтеглен/, MOS Technologies (Commodore) и включен в първите Commodore, Apple, Ataris;

  • 8048 (1976) – MCS microcontroller. 8-битов, CHMOS технология, по-ниска консумация. Само за текущата година са продадени над 250 000 бр.

  • 1978,1979 – Intel 8086/8088, Motorola 68000, ZiLOG Z8000 – 16 битови структори. Intel ползва същата структора от регистри, но с увеличена разрядност;

  • 8088 (1979) – по-ниска цена. Използван от IBM за първия масов PC (1981). Използва 8088 (16/8 битов), по-лоши параметри;

  • Apple Macintosh персонален компютър използва 68000 (16 битов) в модела си от 1984г. Z8000 не успява да се утвърди на пазара въпреки добрата архитектура и качества на своя процесор;

  • 8051 (1980) – Intel предлага 8-bit микроконтролер с on-board EPROM памет. Продава над 91 млн. броя само през 1981г.

  • Intel 80286, Motorola 68010, 80286 се използват в модела IBM AT;

  • Motorola 68020 (1984) – 32 bit микропроцесор. Общо 200 000 транзистора, CMOS технология;

  • Intel 80386 (1985) – 275 000 транзистора. Използва се от Compaq в модела им от 1986г.

  • Intel 80486 (1986) – първия микропроцесор с вграден математически ко-процесор;

  • Pentium серия на Intel (1993) – лансира нова архитектура с повишени възможности за обработка на звук и изображения;

  • Pentium Pro (1995) – включва около 5.5 млн. транзистора;

  • Pentium II (1997) – прилага технологията MMX за работа с мултимедйни приложения;

  • Pentium III (1999) – 9.5 млн. транзистора. По-високи възможностиза работа с мултимедия и 3D приложения (SSE набор инструкции, Streaming SIMD Extension). Използва от 0.25µm до 0.13µm технология. Налага марките Celeron (за настолни конфигурации) и Xeon (за високопроизводителни машини – сървъри, работни станции);

  • Pentium IV (ноември 2000 до 08.08.2008) – такт. честота до 4GHz (SSE2,SSE3 набор инструкции), Бключва в себе си т.нар. Hyper – Threading технология;

  • Pentium D, Pentium Extreme Edition (двуядрени процесори);


  1. Памети с непосредствен достъп. Параметри.

  • Запомняща среда – на база тригери (SRAM) или други специфични транзисторни структори (DRAM).

  • RAM (random access memories) – енергозависими; за четене и запис. SRAM – биполярни; DRAM – MOS, CMOS, BiCMOS;

  • ROM (read-only memory) – енергозависими; само за четене.

  • Режими на работа при RAM паметите – неизбрана, четене, запис, standby.

  • Видове ЗК:






  1. ЕPROM – запомняща клетка, режими на работа. Приложение.

  • EPROMелектрически програмируем ROM – енергозависима памет

  • представлява масив от MOS транзистори с плаващ гейт

  • Програмират се с по високо от захр. Напрежение

  • Изтриват се чрез облъчване с ултравиолетова UV светлина с определена дължина на вълната, за определено време

  • По-висока плътност на ЗЕ от PROM;

  • по високо бързодействие;

  • Недостатък – радиоактивно неустойчиви,

  • относително висока цена

  • невъзможност за селективно изтриване.

Особености:

  • При липса на електрони под гейта VTCGG=VTO(приблизително 1V),изтрита – логическа 1;

  • При наличие на електрони VTCGG=VTO-QF/CG (приблизително 8V),програмирана–логическа 0;

Режими на работа:

  • Нормални: неизбрана, четене, standby;

  • Изтриване (UV светлина);

  • Птограмиране (запис);


  1. Програмен модел на ЕМК 68НС11 – регистри, описание.

Лекция 7, слайдове 2-10



  1. КОД. PRE Byte - същност. Относителна адресация.



  1. Интерфейс RS485 – особености, предназначение.

  • RS485 e подходящ при връзка между много устройства.

  • -липса на обща маса и необходимост от презапасяване за избягване на шума по линията.

  • Характеристики:

  • -дифренциален тип връзка;

  • -използва предаване тип „half-duplex” за разлика от RS232 (full-duplex);

  • -многовъзлов (multinode,за разлика от RS232-node to node)

  • интерфейс-възмоност за връзка на много DE заедно(до 35,za RS422,RS423-до 10);

  • -висока скорост на предаване:35Mbs(12м) dдо 100kbs(1200м);

  • -висока чуствителност на приемната част (около 200mV)

  • поради диференциалната структура;

  • -използват се съпротивления за избягване отразяване(рефлекция) на сигнала.

  • -мрежова структура с RS484(съгл.съпротивление от 100ома);

  • -сигналите по RS485 са ‘плващи’-всеки сигнал се предава спрямо линиите Sig+ и Sig-,съответно.

  • -приемната част на RS485 сравнява разликата между напрежението между линиите,вместо абсолютната стойност на сигнала.

  • -най-добро подтискане на шума-при усукана двойка на линиите и екраниране на кабела(STP,FTP)-до 1200м разтояние.

  • Добро приложение за разлика от RS232 има при

  • -директна връзка между DTE устройства(без модеми);

  • -връзка между DTE в мрежа;

  • -комуникация на по-големи разтояния;

  • -обмен на данни с по-висока скорост.


  1. Таймер-система в НС11 – схема на един извод в режим IC.




Оценяване: Верният отговор на всеки въпрос носи 0.5 т. или 1 т.

Среден (3 т.), Добър (4 т.), Мн.добър (5 т.), Отличен (6+ т.



Билет No A-9

  1. Динамични памети – структура. Особености на ЗК.



Каталог: KST all -> Semesters -> semestar%204
semestar%204 -> Билет No a-6 1
semestar%204 -> 1. Развитие на микропроцесора етапи, видове, особености
semestar%204 -> Микропроцесори – развитие. Типове според вида инструкции
semestar%204 -> Спектрален анализ на сигналите
semestar%204 -> Видове памети с непосредствен достъп. Структура. Параметри. Особености
semestar%204 -> Корелационен анализ на сигналите
semestar%204 -> 1. Основни понятия. Варианти на алгоритми. Влияние върху производителността. Въведение в анализа Алгоритъм


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница