198256. lajstromszámú szabadalom • Áramköri elrendezés mikroprocesszoros rendszerhez csatlakozó nagy szóhosszúságú programozható szinkron számlánc megvalósítására
1 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés mikroprocesszoros rendszerhez csatlakozó nagy szóhosszúságú programozható szinkron számlánc megvalósítására. A találmány szerinti áramköri elrendezés elsősorban olyan mikroprocesszoros rendszerben kerül alkalmazásra, amelynél több különböző forrásból származó impulzus sorozat számlálására van igény, és a szükséges szóhossz meghaladja a 16 bitet. Ugyanakkor igény a számlálás megkezdése előtt a számlánc mikroprocesszor által történő tetszőleges értékre (felprogramozás) bármely időpontban az aktuális tartalom mikroprocesszor által történő kiolvasása és a végállapot elérésekor a kimenő impulzus generálása. Példaként említjük a nagyteljesítményű sokcsatornás analizátor rendszereket, ahol 15-20 impulzussorozat 32 biten történő számlálására van szükség. Az eddig ismert megoldások 4 bites általános célú számláló áramkörök kas^.kádosításával hoznak létre hosszabb számláncokat. Így 15 db 32 bites számlánc megvalósításához 8x15=120 db 4 bites számláló áramkör szükséges. Mivel ezeket az áramköröket alapvetően nem mikroprocesszoros rendszerben történő felhasználásra tervezték, a számláncok pillanatnyi tartalmának mikroprocesszor által történő kiolvasásához további 4x15=60 db integrált áramkör szükséges. A feladat tehát - a címdekóder áramkört is figyelembe véve - kb. 200 db integrált áramkör felhasználásával valósítható meg. Az ingegrált áramkörök nagy száma azt eredményezné, hogy a készülék ára, mérete és áramfelvétele jelentősen növekedne, ugyanakkor megbízhatósága csökkenne. A technikai szintet képviselő ismert megoldás 4 bites szinkron számlálókat, élvezérelt tárolót, kapuáramkört, címdekóder áramkört, címsínt, vezérlősínt, adatsínt tartalmaz. Ezzel a megoldással KX8 bit szóhosszúságú számlánc valósítható meg, ahol „K” a helyiértékek száma és egy helyiértéken 28 különböző szám ábrázolható. A számlánc tetszőleges értékre történő felprogramozását a mikroproceszszor helyiértékeként végzi, egy-egy írási művelet végrehajtásával. A számlánc pillanatnyi tartalmának kiolvasását a mikroprocesszor két lépésben hajtja végre. Először a tartalomnak az élvezérelt tárolókba történő átírását valósítja meg, majd helyiértékenként egy-egy olvasási művelet végrehajtásával az élvezérelt tároló tartalmának beolvasására kerül sor. A 4 bites szinkron számlálók kaszkádosítása az órajel bemenetek számláncléptető jellel történő vezérlésével és a megfelelő engedélyező bemenetek vezérlésével történik. Az ismert megoldás hátrányai a következők: — A számlánc kialakításához sok integrált áramkör felhasználása szükséges, ami a berendezés árát, méretét és áramfelvételét jelentősen növeli, ugyanakkor pedig a megbízhatóságát csökkenti,- a számlánc pillanatnyi tartalmának az élvezérelt tárolóba történő beírása alatt nem érkezhet számláncléptető jel, aminek pedig az a következménye, hogy a kiolvasás korrekt megvalósításához további kiegészítő áramkörök szükségesek. A találmány célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan áramköri elrendezés létrehozását, amely kevés integrált áramkör felhasználásával mikroprocesszoros rendszerhez csatlakozó nagy szóhosszúságú programozható szinkron számláncot valósít meg, valamint a számlánc tetszőleges értékre történő felprogramozását és pillanatnyi tartalmának tetszőleges időpontban történő kiolvasását teszi lehetővé. A talámány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy ha kis bitszámú szinkron számlánc helyett programozható LSI számlálókat használunk, amelyeket kapuáramkörökkel, megfelelő órajelekkel vezéreljük, továbbá olyan címdekóder áramkört alkalmazunk, amelynek plusz 1 pulzus kimenetét minden helyiérték kapuáramkörének megfelelő plusz 1 pulzus bemenetére vezetjük, valamint a chip select kimeneteket egy speciális címkombinációval egyidejűleg aktívvá tesszük, akkor egyrészt nagy szóhosszúságú, programozható szinkron számlánc valósítható meg, amely tetszőleges értékre felprogramozható, valamint pillanatnyi tartalma tetszőleges időpontban kiolvasható, másrészt a programozható LSI számláncok közvetlenül kaszkádosíthatók. A találmány tárgya tehát áramköri elrendezés mikroprocesszoros rendszerhez csatlakozó nagy szóhosszúságú programozható szinkron számlánc megvalósítására. Az áramköri elrendezés tartalmaz szükséges szóhosszúságnak megfelelő „N” számú helyiértékeket, az egyes helyiértékeket realizáló kapuáramköröket és programozható LSI számlálókat, valamint kimeneti impulzust realizáló kapuáramkört. A Jcapuáramköröknek első és második engedélyező bemenetéi, órajelbemenetei vannak, amelyek egyben az áramköri elrendezés órajelbemenetét képezik. Az első „N-l” számú helyiértéket ■ realizáló kapuáramkör engedélyező kimeneté a következő helyiérték kapuáramkörének első engedélyező bemenetére, a kimeneti impulzust realizáló kapuáramkör első engedélyező bemenete az N-edik kapuáramkör engedélyező kimenetére csatlakozik. A kimeneti impulzust realizáló kapuáramkör órajel kimenete egyben az áramköri elrendezés órajel kimenetét képezi. A programozható LSI számlálók adatsin ki/bemeneteire adatsin, vezérlősin bemenetéire vezérlősin, számláló kijelölő címsin bemenetéire számláló kijelölő címsín van kötve. Az áramköri elrendezésre jellemző, hogy tartalmaz továbbá címdekóder áramkört, amelynek címbenete címsínre, chip-select kimenetei a programozható LSI számlálók chip-select bemenetéire, plusz 1 pulzus kimenete a helyiértékeket realizáló kapuáramkörök plusz 1 pulzus bemenetére, a helyiértékeket realizáló kapuáramkörök órajel kimenete a programozható LSI számlálók órajel bemenetére van kötve. Az első „N-l” számú programozható LSI számláló órajel kimenete a következő helyiérték kapuáramkörének második engedélyező bemenetére, a kimeneti impulzust realizáló kapuáramkör második engedélyező bemenete az N-edik programozható LSI számláló órajel kimenetére, plusz 1 pulzus bemenete pedig logikai ,4” szintre csatlakozik. Az ismert és a találmány szerinti megoldást részletesebben rajzok alapján ismertetjük, amelyek a következők: az 1. ábra az ismert megoldás blokkvázlatát, a 2. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés blokkvázlatát ábrázolja. Az 1. ábrán látható ismert megoldás tartalmaz 198.256 5 10 15 20 25 33 35 40 45 50 55 60 3
