Эмулятор ПЗУ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Описываемый в статье эмулятор вместе с компьютером может на время отладки программного обеспечения микропроцессорного устройства заменить его ПЗУ. Это позволит оперативно корректировать программу, экономя время, которое иначе было бы потрачено на перепрограммирование РПЗУ. Эмулятор работает сравнительно медленно, так как в нем нет собственной оперативной памяти. Но по той же причине он прост и дешев.

Одна из проблем, возникающих при разработке микропроцессорной аппаратуры - отладка записываемой в ПЗУ программы. Обычно для этой цели используют так называемые репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) со стиранием информации ультрафиолетовым облучением. Поскольку любое изменение программы приводит к необходимости стирать РПЗУ и заново записывать в него информацию, отладка отнимает много времени. К тому же после 10 - 25 циклов, с каждым из которых надежность хранения данных уменьшается, микросхему приходится заменять. Таким образом, творческая работа омрачается нудным механическим процессом перезаписи, не говоря уже о финансовой стороне вопроса - РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием недешевы.

Решить проблему поможет эмулятор, принципиальная схема которого показана на рис. 1. Вместо микросхемы ПЗУ емкостью до 64 Кбайт в предназначенную для нее панель отлаживаемого устройства вставляют вилку ХР1. В зависимости от типа ПЗУ может измениться только порядок подключения проводов эмулятора к контактам вилки (приведенный на схеме соответствует микросхеме 27512 емкостью 64 Кбайт).

(нажмите для увеличения)

Вилку ХР2 соединяют с розеткой параллельного порта LPT1 любого IBM-совместимого персонального компьютера (ПК). Так как порт предназначен в основном для передачи данных внешнему устройству (принтеру), он имеет 12 выходных и всего пять входных линий. Это вынуждает мультиплексировать принимаемый компьютером 16-разрядный адрес ПЗУ, что, конечно, сказывается на скорости эмуляции.

Эмулятор состоит из следующих функциональных блоков: тактового генератора (DD1.1-DD1.2), синхронизатора тактовых импульсов (DD2.2, DD3.1), устройства запуска (DD2.1), счетчика импульсов (DD4), формирователя импульсов записи блоков адреса (DD1.5, DD3.3), регистра данных (DD5) и мультиплексора адреса (DD6, DD7).

Работа начинается с приходом от микропроцессорного устройства низкого уровня сигнала CS на вход S (вывод 4) триггера DD2.1 (временные диаграммы сигналов изображены на рис. 2).

Последний переходит в состояние, соответствующее логической 1 на прямом выходе (вывод 5), соединенном с входом D (вывод 12) триггера DD2.2. По спаду тактового импульса (это обеспечивает инвертор DD1.4) логическая 1 появляется и на выходе (вывод 9) DD2.2, разрешая прохождение тактовых импульсов на выход элемента DD3.1. Их подсчитывает счетчик DD4, выходные сигналы двух младших разрядов которого управляют мультиплексорами адреса DD6 и DD7. Адрес ПЗУ передается в ПК четырьмя четырехразрядными группами: А0 - A3, А4 - А7, А8 - А11, А12 - А15. Для его приема служат входы ERROR. SLCT, АСК, РЕ параллельного порта.

Счетчик DD4 охвачен обратными связями таким образом, что его коэффициент пересчета равен 5. Именно столько периодов тактовых импульсов занимает цикл эмуляции. В первых четырех импульсы с выхода элемента DD3.4, поступая на вход BUSY порта LPT одновременно с переключением мультиплексоров. синхронизируют процедуру чтения адреса компьютером. В пятом периоде компьютер выдает на выходы DATA1 -DATA8 байт данных, который должен находиться в эмулируемом ПЗУ по заданному адресу. Этот байт заносится в регистр DD5. По окончании периода триггер DD2.1 возвращается в исходное состояние. Правда, последнее произойдет лишь при условии, что сигнал CS к этому моменту закончился. В противном случае описанный цикл повторится.

Эмулятор собран на двусторонней печатной плате, чертеж которой показан на рис. 3. На плате предусмотрены группы контактных площадок X1-Х4, к которым припаивают провода, идущие к вилкам ХР1 и ХР2.

(нажмите для увеличения)

Вместо микросхем, указанных на принципиальной схеме, допустимо использовать их функциональные аналоги из любых серий ТТЛ или ТТЛШ (К155. К555. КР1533. КР531). При замене микросхемы DD1 может потребоваться подборка элементов тактового генератора (R1, R3,С2), от частоты повторения импульсов которого зависит скорость эмуляции. Устанавливать частоту выше 100 кГц не рекомендуется, так как это может привести к сбоям.

Вилку ХР1 можно изготовить из неисправного РПЗУ со стиранием ультрафиолетовым облучением. Разбив прозрачное окно, следует удалить тонкие проводники, соединяющие кристалл с контактными площадками корпуса. Провода кабеля припаивают к внешней части выводов с таким расчетом, чтобы они не мешали вставлять бывшую микросхему в панель.

Описанный выше алгоритм работы эмулятора требует перевода микропроцессорного устройства в пошаговый режим. Он удобен для первого "прогона" программы и начальных этапов ее отладки. Чтобы работать в непрерывном режиме, необходимо дополнить эмулятор устройством синхронизации, собрав его по схеме, показанной на рис. 4. Оно предназначено для микропроцессора КР580ВМ80А с тактовым генератором КР580ГФ24 и было испытано на компьютере "Радио-86РК". Для микропроцессоров других типов в синхронизатор возможно потребуется внести изменения.

В таблице приведена процедура эмуляции ПЗУ компьютером с максимальной скоростью. Она написана на языке АССЕМБЛЕРа, встроенного в систему программирования Borland Pascal, и предназначена для использования в программах, разрабатываемых с помощью этой системы. Глобальной переменной pDATA типа pointer в главной программе должно быть присвоено значение адреса первого элемента массива байтов, содержащего образ эмулируемого ПЗУ. Обмен данными идет с максимальной скоростью за счет минимизации числа обращений к памяти ПК и использования для временного хранения данных регистров процессора (обращение к памяти занимает в несколько раз больше времени, чем операция регистр-регистр).

(нажмите для увеличения)

Особенность описываемой процедуры в том, что она представляет собой бесконечный цикл и ради ускорения работы запрещает все прерывания, в том числе от клавиатуры. Таким образом, прекратить эмуляцию можно только, нажав на кнопку "RESET" ПК или выключив его питание. Исключен и вывод на экран монитора ПК какой-либо информации о работе отлаживаемого устройства. Устранить эти недостатки под силу программисту средней квалификации, но лишь ценой замедления работы процедуры.

Ключами, заданными в командной строке или в конфигурационном файле, устанавливают режим эмуляции, выбирают файл с образом эмулируемого ПЗУ. Приоритет командной строки выше, чем конфигурационного файла.

Предусмотрены следующие ключи:

-sf - самая быстрая эмуляция (используется рассмотренная выше процедура);

-sns - режим, несколько медленнее предыдущего, так как предусмотрен опрос клавиатуры и выход нажатием клавиши [Esc];

-sp - самый медленный режим. На экран монитора выводится адрес каждой ячейки ПЗУ, к которой обращается отлаживаемое устройство, и данные из нее. Отображается также процесс чтения четвертей адреса. Это удобно на начальных этапах отладки микропроцессорного устройства, поскольку позволяет следить за ходом выполнения его программы;

-f имя_файла - задает имя файла с образом ПЗУ:

/у - отключает контроль равенства длины файла образа ПЗУ информационной емкости последнего;

/? - выводит на экран справку о режимах работы эмулятора.

Нажатие клавиши [F2] останавливает текущий процесс считывания адреса и переводит программу в режим ожидания нового.

Образ ПЗУ представляет собой двоичный файл, в котором последовательно, в порядке возрастания адресов, начиная с нулевого, записаны все байты, хранимые в эмулируемом ПЗУ. - коды команд и данных отлаживаемого микропроцессорного устройства. Учтите, что пропуски в последовательности адресов недопустимы. В файл должны быть записаны и значения, находящиеся в неиспользуемых ячейках.

Такой файл может быть создан с помощью кроссассемблера TASM, если вызвать его командной строкой

TASM.EXE -85 -g3 PROG.ASM

Здесь ключ -85 устанавливает тип процессора (8085), для которого предназначена транслируемая программа PROG.ASM, a -g3 задает вывод результата в двоичном виде. Полученный в результате трансляции файл PROG.OBJ может служить образом ПЗУ для эмулятора.

Авторы: С.Беляев, Д.Черных, г.Тамбов

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Hyperloop разогнан до 1019 км/ч 06.11.2020 Четвертая промышленная революция потребует не только роботизации производства, но и новых видов общественного транспорта для "гиперсвязанного" общества. Такой транспорт должен сочетать низкие затраты, малые выбросы и быть очень быстрым. В качестве рабочего варианта рассматривается транспортировка людей в "гипертрубах" с откачанным воздухом Hyperloop, скорость передвижения в которых превысит 1000 км/ч. Корейцы доказали, что все это возможно, правда, только на макете. Корейский научно-исследовательский институт железных дорог успешно преодолел скоростную отметку в 1019 км/ч на макете Hypertube. Утверждается, что это мировой рекорд в исследовании перспективного вида общественного транспорта. Макет "гипертрубы" в масштабе 1:17 воссоздает установку для разгона, вакуумную трубу для движения, транспортную капсулу и систему торможения. Каждая часть макета дает возможность испытать методы, технологии и элементы конструкции перед тем, как строить полномасштабное решение. Скорость в 1019 км/ч была достигнута при давлении в трубе 0,001 от атмосферного. Макет позволяет устанавливать произвольное давление в трубе, что дает возможность проводить эксперименты с целью найти оптимальное по затратам решение. Параллельно в институте ведутся работы по созданию сверхпроводящих магнитов, которые должны стать элементом системы перемещения транспортных капсул. Исследователи надеются, что со временем транспортная система на основе "гипертруб" станет обычным явлением для страны и будет способствовать развитию ее экономики.

Другие интересные новости:

▪ AMD прекращает выпуск процессоров Athlon 500 мГц

▪ Домашний помощник Alibaba Tmall Genie

▪ Бесшумная субмарина

▪ Начат серийный выпуск фазовой памяти

▪ Вакуумный лифт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Льва узнают по его когтям. Крылатое выражение

▪ статья Отчего кровь свертывается? Подробный ответ

▪ статья Крановщик (машинист) челюстного лесопогрузчика. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Анилиновые протравы для дерева. Простые рецепты и советы

▪ статья При дыхание появляются отпечатки на стекле. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026