Problema de Ingeniería 1 - Electronica Digital III

O,
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
Digital III
Problema de Ingeniería Nº 1
Sistema Mínimo con 80C86 y VHDL
Autor/es:
Grupo Nº
Nombre y Apellido
Corrigió
Marzo / 2015
Nº de Legajo
Calificación
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
1. Índice
1. Índice....................................................................................................................2
2. Introducción..........................................................................................................2
3. Objetivos..............................................................................................................2
4. Problema de Hardware.........................................................................................3
5. Requisitos del Informe.........................................................................................5
6. Solución /es propuesta / s......................................................................................5
7. Conclusiones.........................................................................................................5
8. Bibliografía............................................................................................................5
9. ANEXO I: Mapas de Memoria.............................................................................6
2. Introducción
El presente Problema de Ingeniería aborda las primeras etapas del diseño de hardware de un
sistema de microcómputo, es decir, las conexiones entre los componentes principales del sistema:
microprocesador, memoria, unidades de entrada salida y los circuitos auxiliares necesarios para que el
sistema sea funcional.
El problema se plantea en base a un microprocesador 80C86-2 de Intel abordando los aspectos
lógicos del sistema implementado.
3. Objetivos
El objetivo principal de este problema es lograr que el alumno adquiera la capacidad de describir
el hardware de un sistema de microcómputo, como así también que logre versatilidad en la elección,
utilización y crítica de diversas herramientas destinadas a resolver el problema (Bibliografía, Hojas de
datos, Información disponible en Internet, consultas, etc.)
Página 2 de 6
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
4. Problema de Hardware
1. Describir en VHDL el circuito de reloj necesario para el microprocesador 80C86-2 (8 MHz)
suponiendo un reloj externo de 25 MHz con ciclo de trabajo del 50%. Realizar la simulación de
funcionamiento.
2. Describir en VHDL el circuito de acerrojado de direcciones y estados. Realizar la simulación de
funcionamiento.
3. Describir en VHDL el circuito de selección del mapa de memoria detallado en el anexo 1. Las
paginas de memoria “visibles” deben ser seleccionables en tiempo de ejecución mediante la
escritura en un latch mapeado en el espacio de entrada / salida (Registro de Selección de
Paginas). Realizar la simulación de funcionamiento.
4. Describir en VHDL un circuito Controlador de Interrupciones (CTRL_IRQ.vhd) de 8 entradas de
pedido de interrupción (IRQ[0] – IRQ[7] ), con la posibilidad de enmascarlas individualmente y que
al ser procesada, produzcan un tipo correlativo.
Caracteristicas:
▪ Entradas:
 IRQ[0] – IRQ[7] :
Entradas de Interrupciones
Activas por Nivel Alto – Generacion asincronica
Tipo Asignado según: IRQ[n] → IRQ_TIPO + n
▪ Interfase al Microprocesador:
 CLK: Reloj Principal
 IRQR: IRQ Request compatible con microprocesador
 IRQA: IRQ Acknowledge compatible con microprocesador
 D0-D7: Bus de datos - I/O Tri-state
 RD: Read – Activo en bajo
 WR: Write – Activo en bajo
 CS: Chip Select – Activo en bajo
 A0: Selector de registro interno
▪
Registros Internos:
 IRQE: IRQ Enable: Mascara de Interrupciones. El bit de mascara en alto inhibe la
atencion de la IRQ correspondiente.
Despues del reset, TODAS las interrupciones estaran ENMASCARADAS
(IRQE[RESET]: 0xFF).
IRQE[n] –> Mascara de Interrupcion para Entrada IRQ[n] , bit n: [0,7]
 IRQ_TIPO: Permite fijar el tipo base de las interrupciones. Todas las IRQs
produciran un tipo correlativo a su respectiva entrada. (desde 0x00 a 0xF7)
Página 3 de 6
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
5. Implementar los siguientes Testbenchs que permitan verificar el correcto funcionamiento del
Controlador de Interrupciones (CTRL_IRQ):
a) TEST1_TB
Este Tesbench funcionará con todos los pedidos de interrupciones desenmascarados y
deberá generar pedidos por dos entradas consecutivas (IRQ[n] e IRQ[n+1], n: [0 , 6] ) de
manera SIMULTANEA permitiendo evaluar el correcto funcionamiento del controlador.
b) TEST2_TB
Este Tesbench funcionará con todos los pedidos de interrupciones desenmascarados y
deberá generar pedidos por dos entradas consecutivas (IRQ[n] e IRQ[n+1], n: [0 , 6] ) de
manera SIMULTANEA permitiendo evaluar el correcto funcionamiento del controlador.
c) (OPCIONAL) Otros testbenchs que puedan resultar de utilidad quedan a voluntad del grupo.
6. Realizar un diagrama general de conexionado de todos los bloques intervinientes junto al
microprocesador y los bancos de memoria de manera que sea interpretable por terceros.
Los dispositivos que intervienen en el mapa son los siguientes:
 2 memorias Flash 29F040 de 512Kb x 8 bits
 4 RAM K6T1008 de 128 Kb x 8 bits
Página 4 de 6
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
5. Requisitos del Informe

Mantener el formato de este enunciado en el informe.

Entregar las hojas numeradas, y los anexos correspondientes.

Todos los cálculos, razonamientos, y justificaciones deben quedar registrados en este
informe.

Se deberán simular cada uno de los módulos en VHDL y Adjuntar la simulación
(Testbenchs y Gráfico de simulación).

No es necesario incluir introducciones teóricas

En caso de utilizar circuitos o resultados preexistentes, declarar su origen, analizar y
contrastar los resultados.

Se permite la realización de circuitos o diagramas dibujados a mano, siempre que sean
claramente interpretables y estén presentados de forma prolija, acorde a la presentación
de un informe de nivel universitario.
6.Solución /es propuesta / s
7.Conclusiones
8.Bibliografía
Se sugiere la utilización de la siguiente bibliografía:
- Hojas de datos del: 80C86-2, AM29F040, K6T1008.
- Los microprocesadores Intel, Barry Brey, Tercera Edicion.
Página 5 de 6
Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura
Escuela de Ingeniería Electrónica
9.ANEXO I: Mapas de Memoria
MAPA de MEMORIA
Direccion
es
Tamaño
Dispositivos Mapeados
(8 bits)
0xFFFFF
...
0x80000
0x7FFFF
…
0x40000
0x3FFFF
...
0x00000
512Kb
Memoria FLASH Fija 256K de Flash1 y 256K de Flash2
256Kb
Memoria RAM Fija
128K de RAM3 y 128K de RAM4
256Kb
Memoria paginada 256K de Flash1, 256K de Flash2,
128K de RAM1 y 128K de RAM2
MAPA de Entrada / Salida
Direcciones
Tamaño
Dispositivo
0x0000
1 byte
(Espejado)
Registro de Paginación
Selección de mapa de memoria
0x3FFF
0x4000
0x7FFF
0x8000
Controlador de
Interrupciones
Dispositivo IO 1
0xBFFF
0xC000
0xFFFF
Dispositivo IO 2
Registro de Paginación
Bit 7
Bit 6
--
--
Bit 5
Bit 4
Bit 3
Bits de Paginación
PAG_2
-PAG_1
Bit 2
Bit 1
Bit 0
-PAG_0
Página 6 de 6