- •Микропроцессоры и микропроцессорные системы
- •Содержание
- •Введение
- •Успехи интегральной технологии и предпосылки появления микропроцессоров
- •Основные схемотехнологические направления производства микропроцессоров
- •Характеристики микропроцессоров
- •Поколения микропроцессоров.
- •Машина пользователя и система команд
- •Архитектура 16-разрядного микропроцессора
- •Система команд i8086
- •Общая структура мпс
- •Структура микропроцессора и интерфейсные операции
- •Внутренняя структура
- •Командный цикл микропроцессора.
- •Машинные циклы и их идентификация.
- •Реализация микропроцессорных модулей и состав линий системного интерфейса
- •Внутренняя структура
- •Машинные циклы i8086 в минимальном и максимальном режимах
- •Структура микропроцессорных модулей на базе микропроцессора i8086
- •Подсистема памяти мпс
- •Распределение адресного пространства
- •Регенерация динамической памяти
- •Подсистема ввода/вывода мпс
- •Подсистема параллельного обмена на базе буферных регистров
- •Контроллер параллельного обмена к580вв55
- •Последовательный обмен в мпс
- •Универсальныйпоследовательный приемопередатчик кр580вв51
- •Подсистема прерываний мпс
- •Внутренние и внешние прерывания
- •Функции подсистемы прерываний и их реализация
- •Контроллеры прерываний
- •Подсистема прямого доступа в память мпс
- •Контроллер прямого доступа в память к580вт57
- •Высокопроизводительный 32-разрядный контроллер пдп 82380
- •Архитектура контроллера 82380
- •Интерфейс с главным процессором.
- •Функции контроллера пдп
- •Программируемый контроллер прерываний
- •Программируемые интервальные таймеры
- •Контроллер регенерации динамического озу
- •Генератор с состоянием ожидания
- •Сброс центрального процессора
- •Размещение карты регистров
- •Интерфейс с микропроцессором
- •Сигналы сопряжения с микропроцессором 80386
- •Синхронизация шины контроллера 82380
- •Конвейеризация адресов
- •Организация мпс на базе секционированных бис
- •Арифметико-логические секции
- •Секции управления и устройства управления
- •Эволюция структур сфам.
- •Секции управления адресом микрокоманд серии к1804.
- •Организация управляющего автомата
- •Структура устройств обработки данных
- •Мпс с одно- и двухуровневым управлением
- •Расширение архитектурыAm2900
- •Базовый процессорный элемент к1804вм1
- •Организация основных блоков
- •Система инструкций
- •Однокристальные микроЭвм
- •Однокристальные микро-эвм к1816ве48/49/35
- •Структура омэвм
- •Элементы архитектуры омэвм
- •Порты ввода/вывода
- •Система команд омэвм
- •Расширение ресурсов омэвм
- •Однокристальная микроЭвм к1816ве51
- •Семейство однокристальных эвмmcs-51
- •Структура микро-эвм к1816ве51
- •Архитектурные особенности микро-эвм
- •Организация внутренней памяти данных.
- •Машинные циклы и синхронизация микро-эвм
- •Внешние устройства микро-эвм
- •Описание последовательного порта.
- •Таймеры-счетчики
- •Подсистема прерываний
- •Система команд
- •Системы проектирования и отладки мпс
- •Проблемы и особенности отладки мпс
- •Особенности отладки мпс на разных этапах ее существования.
- •Статические отладчики
- •Логические анализаторы
- •Сигнатурные анализаторы
- •Идея сигнатурного анализа
- •Оборудование сигнатурного анализа и требования к проверяемой схеме
- •Системы проектирования мпс
- •Внутрисхемные эмуляторы
- •Литература
Особенности отладки мпс на разных этапах ее существования.
Существенно отличаются по сложности поиска и характеру неисправностей процедуры отладки МПС на различных этапах ее существования. Можно выделить три типа процедур отладки МПС:
отладка опытного образца (макета);
отладка в процессе серийного производства;
отладка в процессе эксплуатации.
В процессе отладки опытного образцавыявляются и устраняются следующие типы ошибок:
ошибки разработчика (в том числе ошибки документации);
ошибки соединений (дефекты печатных плат, ошибки монтажа);
ошибки программного (микропрограммного) обеспечения, в том числе ошибки тестовых процедур. Отсутствие отлаженных непосредственно на этой МПС тестовых процедур создает неопределенность при поиске источника ошибок программа или аппаратура? Отладка опытного образца ведется при помощи сложной, разнообразной и дорогостоящей аппаратуры (запоминающие многолучевые высокочастотные осциллографы, логические анализаторы, комплексы развития и др.) персоналом высокой квалификации - чаще всего самими разработчиками.
На этапе отладки серийного изделияпредполагается, что ошибки разработчика (в аппаратуре и программах) устранены. Производственный контроль осуществляется путем функциональных испытаний МПС-плат на мощных установках промышленного контроля, снабженных хорошо разработанной системой тестов. Реакция проверяемой платы сравнивается с эталоном (физическим, вычисляемым или хранимым в памяти). По результатам сравнений выдается сообщение "Годен" - "Не годен"; локализация неисправностей осуществляется только до уровня ТЭЗа или не проводится вовсе. Для осуществления такого контроля можно привлекать персонал невысокой квалификации. Неисправные изделия возвращаются на участки, где их отладка проводится на специализированных стендах квалифицированными регулировщиками.
Поиск неисправностей в МПС на этапе эксплуатацииосуществляется в основном средствами самодиагностики или специальной, но достаточно простой аппаратурой (например, сигнатурными анализаторами).
Статические отладчики
Работа однопроцессорных МПС сводится к последовательности машинных циклов, в каждом из которых МП формирует адрес на шине адреса, управляющие сигналы на соответствующих линиях управления и выдает или принимает данные по шине данных. Простейшим отладочным средством - статическим отладчиком (Рис. 12 .109) - можно сымитировать действия МП в машинном цикле.
Рис.12.109. Устройство тестирования статическими сигналами
Действительно, установив на шинах адреса и данных определенные коды, а на управляющих линиях - комбинацию, соответствующую, например, записи в память, можно убедиться в правильности прохождения сигналов (потенциалов) адресной селекции блоков памяти или УВВ, управляющих сигналов. В режимах чтения можно наблюдать на индикаторах шины данных содержимое ячеек ПЗУ, ОЗУ или ВУ.
Такой метод проверки не требует сложного контрольного оборудования. Отметим, что устройство тестирования статическими сигналами (УТСС) может осуществлять управление системой точно так же, как и микропроцессор - естественно, с другими временными характеристиками. Средствами УТСС можно даже выполнить небольшую программу, при этом интерпретировать коды команд должен оператор.
Однако, УТСС не позволяет отладить систему в режиме реального времени, оценить временные характеристики и соотношения сигналов. Для этих целей служат другие, значительно более сложные приборы.