Mikroprocesszor alkalmazási segédlet

Előszó

Részlet:
BEVEZETÉS
Az első szilícium alapú planáris integrált áramköröket 1959-ben dolgozták ki, de az integrált áramkörökben rejlő lehetőségeket még néhány évig nem ismerték fel és nem használták ki igazán. A 60-as évek elején - az áramkörelmélet (circuit theory) kifejlesztésével párhuzamosan került az érdeklődés előterébe a planáris tranzisztor és az integrált áramkör. Kimutatták, hogy igen jó közelítéssel — a tranzisztor méreteinek arányos kicsinyítése nemhogy rontaná, de javítja az eszköz minőségét. A feszültség-áram karakterisztika változatlan marad, a működési sebesség a kicsinyítéssel arányosan nő, a fogyasztás négyzetesen csökken. Az eszköz modelljének megalkotásánál figyelembe vett feltételek néhány tized mikronos vonalszélességig érvényesek, azaz a tranzisztor tranzisztor marad — elvileg. Ebben az időben a gyártástechnológia 25 mikronos felbontóképességű volt — az elvi korlátok elérése a 80-as évek végére várható. 1970-ben már gyártották az ezer tranzisztort tartalmazó kalkulátor-chipeket és 1972 körül megszületett a kb. négyezer tranzisztort tartalmazó, egy tized normál oldal szöveg tárolására alkalmas (1 kbites) memória áramkör is. Ez az egy chipen elérhető áramköri bonyolultsági szint a technológia oldaláról megalapozta annak a logikai tervezés részéről jelentkező igénynek a kielégítését, hogy olyan LSI technológiájú áramköri sorozatokat alakítsanak ki, amelyek segítségével bármilyen a működési sebességgel, ill. a címezhető memória kapacitással korlátozott logikai vezérlő vagy adatfeldolgozó berendezés előállítható. A széles körű felhasználhatóság hozzájárult a magas darabszámhoz, a technológiai eljárásból következően a gyártási volumen növekedése lehetővé tette az előállítási költség és az ár csökkenését. Az alacsonyabb árak egyre növekvő piaci igényt hoztak létre, és a két tényező egymást erősítve a termelés és az alkalmazás robbanásszerű növekedését eredményezte. Ezek az áramköri sorozatok olyan integrált áramkörökből állnak, amelyek a számítógépek funkcionális egységeihez hasonló feladatokat látnak el. Az áramköri családokon belül, összhangban a megvalósítandó funkciókkal a következő típuselemek alakultak ki.
Az általában egy chipen megvalósított mikroprocesszor a központi egység (CPU) funkciót látja el, feladatában és működésében a hagyományos számítógépek központi egységéhez hasonlít. A jelenleg gyártott típusok szóhosszúsága 4-től 32-bitig terjed, az utasításkészlethez (típustól függően) 40-300 utasítás tartozik. technológiai szempontból a mikroprocesszorok statikus vagy dinamikus tároló elerr;e'K felhasználásával hozhatók létre. A jelenleg gyártott mikroprocesszorok döntő többsége (a megvalósítható Kelső kapuk és tárolóelemek minél nagyobb száma miatt) dinamikus tárolóelemeket tartalmaz. Ennek következtében egy előírt minimális órajel frekvenciánál (amely néhányszor 100 kHz nagyságrendű) kisebb sebességgel ezek a mikroprocesszorok nem működtethetők.
Az Intel jelent meg 1972-ben elsőként a kb. ötezer tranzisztorból felépített i 4004 4-bites chippel.
A csak olvasható_ ROM (read only memory) memóriák feladata alapvetően a rendszerprogramok illetve már kifejlesztett alkalmazói programok tárolása, de felhasználhatók adattáblázatok, számítási konstansok, stb. tárolására is. Technológiai szempontból megkülönböztethetünk a gyártó cég által beírt maszk programozott ROI-i-okat (amelyek használata nagyobb sorozatban gyártott termékeknél előnyös) a felhasználó által egyszer programozható—EROM-okat famelyek használata kisebb sorozatban gyártott termékek esetén gazdaságos) valamint a fejlesztésekhez és egyedi berendezésekben használatos EPROH-okat és EAROM-okat, amelyeket a felhasználó (elvben) tetszőleges sokszor törölhet és újr'aprogra-mozhat.
Az EPROM-ok (erasable and programmable ROM) törlése ultraibolya fénnyel, az EAROM-ok (electrically alterable ROM) törlése villamos impulzusokkal történik. —
Az írható/olvasható memóriák feladata a feldolgozandó és a feldolgozott (ki- beviteli) adatok tárolása, ezen kívül program munkaterületként szolgálhatnak, de fejlesztési fázisban programokat is tárolhatnak. Szervezési szempontból megkülönböztethetünk ún. véletlen hozzáférésű RftM (randnm access memory) és_soros hozzáférésű SR (shift registe'r)" memóriákat. Technológiai szempontból megkülönböztethetünk statikus és dinamikus írható/olvasKató memóriákat.
A t A Vissza