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:

Бобры как природные хранилища углерода 15.05.2026

Бобры, которых часто воспринимают лишь как строителей плотин и создателей живописных ландшафтов, могут оказывать гораздо более значительное влияние на климат планеты, чем считалось ранее. Международная группа ученых во главе со специалистами из Университета Бирмингема обнаружила, что деятельность этих животных превращает речные экосистемы в мощные природные поглотители углекислого газа, существенно ускоряя накопление углерода в водно-болотных угодьях. Исследование проводилось на севере Швейцарии, где бобры обитают уже более десяти лет. Ученые из университетов Бирмингема, Вагенингена и Берна впервые комплексно оценили как выбросы, так и накопление углерода в экосистемах, измененных бобрами. Они использовали гидрологические измерения, химический анализ воды, мониторинг парниковых газов и компьютерное моделирование, что позволило составить один из самых детальных углеродных балансов для подобных территорий. Результаты оказались впечатляющими. Созданные бобрами водно-болотные угодья ...>>

Лазер доводит атомы почти до абсолютного нуля 15.05.2026

Ученые научились охлаждать атомы лазером до температур, составляющих миллионные доли градуса выше абсолютного нуля. Это открывает путь к созданию особого состояния материи - конденсата Бозе-Эйнштейна, где огромное количество атомов ведут себя как единое квантовое целое. Такое достижение позволило физикам изучать квантовые явления на макроскопическом уровне и заложило основу для новых технологий. При температуре, близкой к абсолютному нулю, движение атомов практически замирает, а их кинетическая энергия становится минимальной. Лазерное охлаждение работает за счет того, что атомы поглощают фотоны света, летящие им навстречу. Каждый поглощенный фотон отбирает у атома часть импульса, замедляя его движение. Постепенно атомный газ остывает до рекордно низких температур, что невозможно достичь обычными холодильными методами. Для эффективного охлаждения используют сразу несколько лазерных пучков, направленных с разных сторон. Это позволяет тормозить атомы независимо от направления их дви ...>>

Притягательность историй о настоящих преступлениях 14.05.2026

Документальные истории о реальных преступлениях - давно превратились в один из самых популярных культурных феноменов современности. Подкасты о серийных убийцах, похищениях и громких ограблениях стабильно занимают верхние строчки чартов, собирая вокруг себя большую и лояльную аудиторию, преимущественно женскую. В обществе часто звучит мнение, что интерес к таким материалам говорит о нездоровом любопытстве или даже скрытой жестокости. Однако новое исследование Калифорнийского университета в Дэвисе полностью опровергает эти стереотипы. Ученые опросили 300 активных слушателей true crime и применили искусственный интеллект для глубокого анализа их ответов. Результаты показали, что подавляющее большинство людей обращается к этому жанру не ради сенсаций и крови, а ради получения полезной информации. Они стремятся понять мотивы преступников, разобраться в работе судебной системы и извлечь практические уроки. Для многих это своеобразная "культура выживания": слушатели анализируют ошибки жерт ...>>

Случайная новость из Архива Видеозапись предметов поможет подслушать разговор 15.08.2014 Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали метод подслушивания разговоров при помощи съемки на видеокамеры объектов, расположенных по соседству с разговаривающими людьми и анализа вибрации этих объектов. Метод работает в несколько этапов. Сначала фиксируется частота и давление звуковых волн, которые достигают объекта (к примеру, бумажный стаканчик). Затем видеокамера записывает вибрации объекта, преобразуя их в движения пикселей. После чего специальная программа преобразует сдвиги пикселей в звуки. "Нам удалось расшифровать слова песенки на расстоянии 4,5 м по вибрациям пачки чипсов, находящейся за специальным звукозащитным стеклом", - говорит Эйб Дэвис (Abe Davis), руководитель исследования. Затем удалось распознать песню группы Queen Under Pressure, играющую в наушниках, по вибрациям их шнура. Более того, получилось даже воссоздать исходные звуки по видеозаписи коробки с конфетами, которая находилась рядом с напевающим человеком. Новая технология также дает возможность определить пол говорящего. Впрочем, разобрать обычную речь она пока не позволяет. Авторы статьи справедливо замечают, что в разведке уже применяются лазерные микрофоны для прослушивания путем считывания информации с вибрирующих поверхностей. Но для успешной работы им необходимо подслушивать разговоры за стеклом, причем прозрачным и чистым. Благодаря новому методу можно "снимать" вибрации практически с любого объекта. Как отмечает Дэвис, измерение физических свойств удаленных объектов с использованием новой технологии для него более интересное занятие, чем разведывательная деятельность. "Реакция объектов на звук говорит об их неожиданных структурных свойства", - указывает ученый.

Другие интересные новости:

▪ Коворкинги могут негативно влиять на творчество

▪ Универсальная молекула против всех видов простуды

▪ Светящиеся биоразлагаемые полимеры

▪ Новые драйверы светодиодов от RECOM

▪ Зима - сезон вулканов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Советы радиолюбителям. Подборка статей

▪ статья Бумажный голубь. Советы моделисту

▪ статья Что такое плазма? Подробный ответ

▪ статья Работа с обеспечиваемыми психоневрологического интерната. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронный курвиметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Q-умножитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026