ΗΥ-120: Ψηφιακή Σχεδίαση
Φθινόπωρο 2003		 Τμ. Επ. Υπολογιστών
© Πανεπιστήμιο Κρήτης

Εργαστήριο 9:
Τρικατάστατοι Οδηγητές, Λεωφόροι, Μνήμες SRAM

15 - 18 Δεκεμβρίου 2003
[printer version, in PDF]
[Βιβλίο: πρέπει να διαβάσετε τις παραγράφους 7.7, 7.8 (σελ. 363-375)].
Tri-state driver: switch model, CMOS implementation

9.1   Πολύπλεξη μέσω Τρικατάστατων Οδηγητών:

Στο εργαστήριο 2 είδαμε ότι οι πολυπλέκτες αποτελούν βασικότατο δομικό λίθο των ψηφιακών συστημάτων. Στην §4.9 είδαμε πώς φτιάχνεται ένας πολυπλέκτης από πύλες, ενώ στο πείραμα 2.1 είχαμε δεί έναν πολυπλέκτη φτιαγμένο με διακόπτες. Στο σχήμα δεξιά φαίνεται μιά άλλη υλοποίηση πολυπλέκτη με διακόπτες· η διαφορά έχει ως εξής. Γιά έναν πολυπλέκτη n-σε-1, το κύκλωμα του πειράματος 2.1 δέχεται logn εισόδους επιλογής, τις οποίες και αποκωδικοποιεί στους n συνδυασμούς τους προκειμένου να αποκαταστήσει έναν αγώγιμο δρόμο μεταξύ της εξόδου και μίας και μόνο εισόδου. Γιά έναν ίδιο πολυπλέκτη n-σε-1, το κύκλωμα δεξιά δέχεται n εισόδους επιλογής, en0, ..., en(n-1), οι οποίες πρέπει να είναι ήδη αποκωδικοποιημένες, δηλαδή ακριβώς μία από αυτές πρέπει να είναι ενεργή (1) και οι υπόλοιπες αδρανείς (0).

Όταν οι πηγές πληροφοριών, data0, data1, κλπ, βρίσκονται σχετικά μακρυά η μία από την άλλη, ή όταν είναι επιθυμητή η προσθαφαίρεση πηγών κατά τη λειτουργία του συστήματος (π.χ. προσθήκη νέας κάρτας σε υπολογιστή), τότε η υλοποίηση του πολυπλέκτη μέσω διακοπτών είναι προτιμότερη της υλοποίησης μέσω πυλών. Η πρώτη αιτία είναι το πλήθος και το κόστος των απαιτούμενων συρμάτων: το κύκλωμα με πύλη OR απαιτεί να συλλεγούν οι πληροφορίες από όλες τις πηγές σε ένα κεντρικό σημείο, πράγμα που χρειάζεται τόσα σύρματα όσες και οι πηγές· αντίθετα, το κύκλωμα με διακόπτες λειτουργεί με ένα μόνο σύρμα που διατρέχει το σύστημα απ' άκρη σ' άκρη μεταφέροντας κάθε φορά την πληροφορία της όποιας πηγής μας ενδιαφέρει τη στιγμή εκείνη. (Ο αποκωδικοποιητής και τα σύρματα επιλογής είναι ένα επιπλέον κόστος, αλλά όταν υπάρχουν πολλαπλά σύρματα (bits) δεδομένων το κόστος της επιλογής αποσβένυται μεταξύ όλων αυτών· επίσης, υπάρχει πλήθος εφαρμογών όπου η επιλογή γίνεται με άλλους, κατανεμημένους τρόπους). Το δεύτερο πλεονέκτημα της πολύπλεξης μέσω διακοπτών είναι η ευκολία προσθήκης νέων πηγών πληροφορίας: εάν κάθε πηγή έχει ενσωματωμένο και το δικό της διακόπτη εξόδου, τότε η προσθήκη αυτή γίνεται μέσω απλής σύνδεσης συρμάτων --π.χ. με την εισαγωγή μιάς κάρτας σε μιάν υποδοχή-πρίζα.

Η παραπάνω λογική συμπεριφορά της πηγής πληροφορίας με τον διακόπτη στην έξοδο υλοποιείται στην τεχνολογία CMOS με το κύκλωμα που φαίνεται στο κάτω μέρος του σχήματος. Το κύκλωμα αυτό μπορεί να φέρει την έξοδο out σε μία από τρείς διαφορετικές καταστάσεις: μηδέν (0), ένα (1), ή "υψηλή αντίσταση" (HiZ - high impedance - υψηλή εμπέδηση). Λόγω των τριών καταστάσεων της εξόδου του, το κύκλωμα αυτό ονομάζεται τρικατάστατος οδηγητής (tri-state driver). Η κατάσταση 0 αντιστοιχεί σε ενεργοποιημένο διακόπτη (en=1) και σε πληροφορία 0, οπότε η έξοδος πρέπει να οδηγηθεί σε χαμηλή τάση, ανάβοντας το transistor NMOS. Η κατάσταση 1 αντιστοιχεί σε ενεργοποιημένο διακόπτη (en=1) και σε πληροφορία 1, οπότε η έξοδος πρέπει να οδηγηθεί σε ψηλή τάση, ανάβοντας το transistor PMOS. Η κατάσταση HiZ αντιστοιχεί σε αδρανή (σβηστό) διακόπτη (en=0), οπότε η έξοδος πρέπει να μείνει ασύνδετη --να μην τοποθετηθεί καμία πληρόφορία σε αυτήν, αφήνοντας άλλες πηγές να την οδηγήσουν· σε αυτή την περίπτωση πρέπει και τα δύο transistors, NMOS και PMOS, να παραμείνουν σβηστά. Οι πύλες NAND, NOT, και AND που φαίνονται στο σχήμα προφανώς επιτυγχάνουν ακριβώς τη λειτουργία αυτή· επίσης εξασφαλίζουν ότι σε καμία περίπτωση δεν ανάβουν ταυτόχρονα και τα δύο transistors, NMOS και PMOS, αφού κάτι τέτοιο και απροσδιόριστη τάση εξόδου θα έδινε, και υπερβολικό ρεύμα τροφοδοσίας θα ξόδευε, και υπερθέρμανση των transistors θα προκαλούσε.

Ένα σύρμα στο οποίο συνδέονται πολλαπλοί τρικατάστατοι οδηγητές προκειμένου να υλοποιηθεί πολύπλεξη των αντίστοιχων δεδομένων εισόδου ονομάζεται "λεωφόρος" (bus), ή "αρτηρία" ή "διάδρομος" (ή καμιά φορά "δίαυλος"). Ο κανόνας λειτουργίας μιάς λεωφόρου είναι ότι, ανά πάσα στιγμή, το πολύ ένας από τους οδηγητές που συνδέονται σε αυτήν επιτρέπεται να είναι ενεργοποιημένος· ο οδηγητής αυτός προσδιορίζει την τάση (λογική τιμή) της λεωφόρου. Όποτε δεν υπάρχει κανείς ενεργοποιημένος οδηγητής, η λογική τιμή της λεωφόρου είναι απροσδιόριστη, δηλαδή η πληροφορία πάνω της είναι "σκουπίδια" ή "θόρυβος" (σε ειδικές περιπτώσεις τεχνολογιών μπορεί να είναι προβλέψιμη η τιμή αυτή, όπως συμβαίνει με την "δυναμική αποθήκευση πληροφορίας" (δυναμική μνήμη) μέσα σε chips τεχνολογίας CMOS, όμως αυτά δεν αφορούν το παρόν μάθημα). Μία υδραυλική αναλογία της λεωφόρου είναι ένας σωλήνας που διατρέχει πολλά διαμερίσματα, και τον οποίο μπορούν να τροφοδοτούν βρύσες από κάθε διαμέρισμα. Ένας τρικατάστατος οδηγητής είναι μιά από αυτές τις βρύσες, αλλά με χωριστό ρομπινέτο ζεστού και κρύου νερού. Γιά να μεταδώσουμε πληροφορία "0" ανοίγουμε το κρύο ρομπινέτο· γιά να μεταδώσουμε "1" ανοίγουμε το ζεστό· γιά να μη μεταδώσουμε τίποτα, αφήνοντας κάποιον άλλον να μεταδώσει, κλείνουμε εντελώς και τα δύο ρομπινέτα μας. Εάν μεταδίδω ταυτόχρονα κι εγώ (π.χ. "1") και κάποιος άλλος (π.χ. "0"), τότε ο σωλήνας θα έχει "χλιαρό" νερό, που δεν είναι ούτε 0 ούτε 1· όποτε δεν μεταδίδει κανείς πληροφορία, η θερμοκρασία του σωλήνα είναι τυχαία, εξαρτόμενη από άλλους παράγοντες (π.χ. χειμώνας/καλοκαίρι).

Η "αρχιτεκτονική λεωφόρου" (bus) αποτελεί την απλούστερη μορφή δικτύου επικοινωνίας (communication network), και χρησιμοποιείται ευρύτατα όποτε η επικοινωνία γίνεται με ένα "κοινόχρηστο" μέσο (shared medium). Τέτοιο κοινόχρηστο μέσο μπορεί να είναι ένα σύρμα (όπως στην "κλασσική" μορφή του δικτύου "Ethernet" --όχι "switched ethernet"), μία ραδιοσυχνότητα σε δεδομένη περιοχή (π.χ. τα ραδιοταξί μιάς πόλης ή συνοικίας, ή μία από τις ραδιοσυχνότητες της κινητής τηλεφωνίας), ή παραδοσιακότερα μέσα όπως τα ηχητικά κύματα σε μιάν αίθουσα συνεδρίασης. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις υπάρχουν ειδικοί κανόνες ("πρωτόκολο επικοινωνίας") γιά το ποιός και πότε μπορεί να "πάρει το λόγο", δηλαδή με ποιόν τρόπο θα εξασφαλιστεί η τήρηση του κανόνα ότι το πολύ ένας οδηγητής (ομιλητής) μπορεί να είναι ενεργός κάθε φορά.
Multi-bit multiplexer and equivalent multi-bit bus

9.2   Πολύμπιτες Τρικατάστατες Λεωφόροι (Buses):

Λεωφόροι (buses) του ενός bit (ένα σύρμα) είναι κοινές όταν η απόσταση επικοινωνίας είναι σημαντική. Γιά μικρότερες αποστάσεις, π.χ. μέσα σε ένα κουτί ή πάνω σε μία πλακέτα ή μέσα σε ένα chip, συνήθως χρησιμοποιούμε λεωφόρους πολλαπλών bits, δηλαδή λεωφόρους που μεταφέρουν, κάθε φορά, μιάν ολόκληρη λέξη πληροφορίας αποτελούμενη από πολλά bits· όλα τα bits της λέξης αυτής προέρχονται από την ίδια πηγή. Το διπλανό σχήμα (φανταστείτε το σαν τριδιάστατο), δείχνει ένα παράδειγμα τριών πηγών (τρείς πλακέτες), καθεμία από τις οποίες έχει μιά τετράμπιτη λέξη πληροφορίας να στείλει. Στο επάνω μέρος του σχήματος, η λέξη εξόδου, OUT, προκύπτει από έναν τετράμπιτο πολυπλέκτη 3-σε-1· αυτός αποτελείται, όπως είδαμε στην §8.1, από τέσσερεις βασικούς (μονόμπιτους) πολυπλέκτες 3-σε-1, όπου όλοι τους έχουν κοινά σήματα επιλογής, sel. Στη μέση του σχήματος φαίνεται η υλοποίηση του ίδιου συστήματος με τρικατάστατους οδηγητές· η λέξη εξόδου εμφανίζεται πάνω στην τετράμπιτη λεωφόρο BUS. Όλοι οι τρικατάστατοι οδηγητές της κάθε μιάς πηγής ελέγχονται (ενεργοποιούνται) από ένα κοινό σήμα ελέγχου, en0, en1, en2. Στο κάτω μέρος του σχήματος φαίνονται τα συνεπτυγμένα σύμβολα των δύο υλοποιήσεων: κάθε τετράδα συρμάτων που μεταφέρει τα 4 bits της ίδιας λέξης παριστάνεται με ένα σύρμα και μιά πλάγια γραμμή που υποδεικνύει το πλάτος της λέξης· το "πλάτος" του πολυπλέκτη ή των τρικατάστατων οδηγητών προκύπτει εμμέσως από το πλάτος των λέξεων που αυτοί χειρίζονται.

9.3   Εσωτερική Οργάνωση Μνημών SRAM και Μνήμες Πολλαπλών Chips:

Παρακαλείσθε να διαβάσετε γιά το θέμα αυτό τις παραγράφους 7.7 και 7.8 (σελίδες 363-375) του βιβλίου (M. Mano: "Ψηφιακή Σχεδίαση", 2η έκδοση, Ελληνική μετάφραση). Οι σελίδες αυτές του βιβλίου περιλαμβάνονται στην εξεταστέα ύλη του μαθήματος. Παρακαλώ, λάβετε υπ' όψη τις εξής σημειώσεις:

9.4   SRAM με Αμφίδρομα Pins Δεδομένων (Τρικατάστατη Λεωφόρος):

Τα σύρματα που οδηγούνται από κλασσικές (όχι τρικατάστατες) πύλες έχουν μονόδρομη φορά ροής της πληροφορίας (unidirectional wire), από την έξοδο της οδηγήτριας πύλης προς τις εισόδους που συνδέονται στο σύρμα (§3.3). Αντίθετα, οι τρικατάστατες λεωφόροι επιτρέπουν αμφίδρομη (bidirectional) μεταφορά πληροφορίας: η κατεύθυνση μπορεί να αλλάζει κάθε φορά που αλλάζει ο ενεργός οδηγητής. Την ιδιότητα αυτή την εκμεταλλεύονται οι συσκευές που επιθυμούν να επικοινωνούν αμφίδρομα (άλλοτε αποστολή και άλλοτε λήψη πληροφοριών) με άλλες συσκευές μέσω πολυπλέκτη-λεωφόρου. Εάν η επικοινωνία γίνει με κλασσικές πύλες, χρειάζονται χωριστά σύρματα εισόδου και χωριστά σύρματα εξόδου, όπως στη μνήμη του σχήματος 7-27 του βιβλίου (σελ. 370)· αν όμως η επικοινωνία γίνει μέσω τρικατάστατης λεωφόρου, τότε αρκεί ή συσκευή να επικοινωνεί με τον έξω κόσμο μέσω του ενός, μοναδικού σύρματος ανά bit της λεωφόρου. Ως αμφίδρομα, τα σύρματα αυτά συχνά ονομάζονται σύρματα "εισόδου/εξόδου" (input/output - I/O).
SRAM chip with 3-state data I/O: PD43256B 32Kx8 SRAM

Ας χρησιμοποιήσουμε σαν παράδειγμα το chip στατικής RAM (SRAM) του παρόντος εργαστηρίου: πρόκειται γιά το chip "PD43256BCZ" (της εταιρείας NEC) που είναι μία SRAM μεγέθους 32Kx8· ένα λογικό διάγραμμα υψηλού επιπέδου του chip φαίνεται στο σχήμα δίπλα, και περισσότερες πληροφορίες γι' αυτό μπορείτε να βρείτε στο: http://www.necel.com/memory/pdfs/M10770EJCV0DS00.pdf . Το chip αυτό έχει μία μονόδρομη, δεκαπεντάμπιτη είσοδο διεύθυνσης, τρείς μονόδρομες εισόδους ελέγχου, και μία αμφίδρομη, οκτάμπιτη είσοδο/έξοδο δεδομένων. Τα τελευταία αυτά 8 σύρματα προορίζονται να συνδεθούν σε μία λεωφόρο δεδομένων. Όταν θέλουμε να γράψουμε στη μνήμη, πρέπει κάποια άλλη συσκευή να οδηγήσει τη λεωφόρο, βάζοντας εκεί τα δεδομένα που θέλουμε να εγγραφούν· η μνήμη διαβάζει τα δεδομένα από τα σύρματα αυτά, και τα αποθηκεύει στην επιθυμητή λέξη. Όταν θέλουμε να διαβάσουμε από τη μνήμη, ενεργοποιούμε τους τρικατάστατους οδηγητές που έχει μέσα του το chip, οπότε αυτό γίνεται ο οδηγητής της λεωφόρου και τοποθετεί εκεί τη λέξη που του ζητήσαμε να διαβάσει· από εκεί, τη λέξη αυτή θα την πάρουν οι άλλοι "ακροατές" που συνδέονται πάνω στη λεωφόρο.

Από άποψη χρονισμού, η λειτουργία του PD43256B έχει ως εξής. Η ανάγνωση από το chip μπορεί να θεωρηθεί σαν καθαρά συνδυαστική πράξη: μπορούμε να φανταστούμε ότι ένας μεγάλος, οκτάμπιτος πολυπλέκτης 32Κ-σε-1 φέρνει στον εσωτερικό κόμβο "dataOut" το περιεχόμενο της λέξης εκείνης την οποία επιλέγουν τα 15 bits της διεύθυνσης· μόλις αλλάξει η διεύθυνση, μετά από λίγο (καθυστέρηση ανάγνωσης) αλλάζουν και τα dataOut και γίνονται ίσα με τα περιεχόμενα της νέας θέσης μνήμης (η πραγματική εσωτερική λειτουργία δεν είναι έτσι, αλλά αυτό δεν μας αφορά εδώ). Η εγγραφή, από την άλλη μεριά, πρέπει να γίνει προσεκτικότερα: πρώτα πρέπει να τοποθετηθεί η επιθυμητή διεύθυνση εγγραφής στην είσοδο διέύθυνσης, και μετά από αυτό και μόνο πρέπει να ανάψει το έσωτερικό σήμα "write". Όση ώρα είναι αναμένο το σήμα write πρέπει η διεύθυνση να παραμένει σταθερή· καθ' όλη αυτή την ώρα, η επιλεγόμενη λέξη μνήμης λειτουργεί σαν μανταλωτής: ό,τι δεδομένα υπάρχουν πάνω στις εισόδους "dataIn" εγγράφονται στη λέξη --προφανώς, τα τελευταία τέτοια δεδομένα πριν σβήσει το σήμα write θα παραμείνουν στην επιλεγμένη λέξη μνήμης. Η είσοδος διεύθυνσης επιτρέπεται να αλλάξει μόνον αφού σβήσει το σήμα write.

Η εξωτερική συμπεριφορά του chip προσδιορίζεται από τους παραπάνω κανόνες και από τα τρία σήματα ελέγχου, WE', CS', και OE', σύμφωνα με το λογικό διάγραμμα που φαίνεται στο σχήμα. Και τα τρία σήματα ελέγχου έχουν αρνητική πολικότητα: ενεργοποιούν τη λειτουργία τους, το καθένα, όταν είναι μηδέν (0). Το σήμα CS' (αρνητικό Chip Select) ενεργοποιεί ή αδρανοποιεί ολόκληρο το chip· προορίζεται γιά χρήση όταν φτιάχνουμε μιά μεγάλη μνήμη από πολλά chips, γιά να επιλέγουμε σε ποιό chip απευθυνόμαστε κάθε φορά. Όταν CS'=0 (ενεργό chip), το σήμα WE' (αρνητικό Write Enable) ενεργοποιεί την εγγραφή, δηλαδή ανάβει το write, όποτε γίνεται μηδέν (0). Τέλος, όταν CS'=0 (ενεργό chip), το σήμα OE' (αρνητικό Output Enable) ανάβει τους τρικατάστατους οδηγητές της λεωφόρου εξόδου, όταν WE'=1 δηλαδή όταν δεν κάνουμε εγγραφή (άρα κάνουμε ανάγνωση), με άλλα λόγια όταν θέλουμε η λέξη που διαβάζουμε να βγεί έξω από το chip, στη λεωφόρο δεδομένων.

Πείραμα 9.5:   Τρικατάστατη Λεωφόρος με Μνήμες SRAM

Κατασκευάστε και ελέγξτε το κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα. Είναι οργανωμένο γύρω από μιά τετράμπιτη λεωφόρο, BUS. Σ' αυτήν συνδέονται τρείς πηγές πληροφορίας: δύο SRAM chips (μέσον) σαν αυτά που μελετήσαμε παραπάνω, και μία πηγή τετράμπιτων αριθμών (επάνω) που προορίζονται σαν δεδομένα εγγραφής στις μνήμες. Παρ' ότι οι μνήμες μπορούν να αποθηκεύουν οκτάμπιτα δεδομένα, εμείς, γιά περιορισμό της πολυπλοκότητας, θα χρησιμοποιήσουμε μόνο τα 4 από τα 8 bits τους. Επίσης, στη λεωφόρο συνδέεται και ένας ακροατής: 4 ενδεικτικές λυχνίες LED γιά να παρακολουθούμε τη λογική τιμή της λεωφόρου. Επειδή οι μνήμες δεν έχουν αρκετή "ισχύ" (ρεύμα εξόδου) γιά να οδηγήσουν τις LED's, θα παρεμβάλετε έναν "ενισχυτή" γιά την οδήγηση αυτή (κάτω δεξιά στο σχήμα). Κάθε μνήμη έχει 32K λέξεις· λόγω περιορισμών στα σύρματα και στους διακόπτες διεύθυνσης, όμως, εμείς θα χρησιμοποιήσουμε μόνο 4 λέξεις στο κάθε SRAM chip, μεταβάλοντας μόνο δύο από τα 15 bits διεύθυνσης, και κρατόντας τα υπόλοιπα όλα σταθερά στο 0.
Lab set-up: 2 SRAM chips and a dataIn source on a bus

Η λειτουργία του κυκλώματος έχει ως εξής. Επιλέγουμε μιά διεύθυνση μέσω των δύο μεταγωγών διακοπτών στο μέσον, και επιλέγουμε μία λέξη δεδομένων μέσω των τεσσάρων μεταγωγών διακοπτών επάνω. Στη συνέχεια, πατάμε τον επάνω διακόπτη τύπου κουμπιού γιά να ενεργοποιήσουμε τον επάνω τρικατάστατο οδηγητή· η λέξη δεδομένων πρέπει να εμφανιστεί πάνω στη λεωφόρο και στις LED's. Με πατημένο τον τελευταίο διακόπτη, πατάμε στιγμιαία έναν από τους διακόπτες WE' μιάς από τις δύο μνήμες· εάν το κύκλωμα λειτουργεί σωστά, τα δεδομένα από τη λεωφόρο θα πρέπει τώρα να έχουν γραφτεί στην επιλεγμένη διεύθυνση της μνήμης αυτής (γράψτε σ' ένα χαρτί τη διεύθυνση και τα δεδομένα γιά επαλήθευση αργότερα). Αλλάζουμε τα δεδομένα και πατάμε το WE' της άλλης μνήμης· τα νέα δεδομένα θα πρέπει να γράφτηκαν στην επιλεγμένη διεύθυνση εκείνης της μνήμης. Αλλάζουμε τη διεύθυνση και τα δεδομένα, και επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία ούτως ώστε να γράψουμε προκαθορισμένες (και διαφορετικές!) λέξεις σε κάθεμιά από τις 4 προσπελάσιμες λέξεις καθεμιάς από τις δύο μνήμες. Προσοχή: τη στιγμή της αλλαγής της διεύθυνσης να μην είναι πατημένος κανένας διακόπτης WE'. Στη συνέχεια, αφού "γεμίσαμε" (αρχικοποιήσαμε) τις μνήμες, διαβάζουμε τα περιεχόμενά τους γιά να διαπιστώσουμε αν είναι τα σωστά: πατάμε το OE' της πρώτης μνήμης (με κανέναν άλλο διακόπτη πατημένο), αλλάζουμε τη διεύθυνση, περνόντας διαδοχικά από το 00, 01, 10, και 11, και παρακολουθούμε (μέσω των LED's) την τιμή στη λεωφόρο γιά να δούμε αν αντιστοιχεί κάθε φορά στα δεδομένα που είχαμε γράψει στην αντίστοιχη διεύθυνση εκείνης της μνήμης. Επαναλαμβάνουμε μετά με την άλλη μνήμη. Προσοχή: μεταξύ των 3 διακοπτών κουμπιού που ενεργοποιούν τις 3 τετράδες τρικατάστατων οδηγητών (οδηγητής δεδομένων εισόδου επάνω, OE' πρώτης μνήμης, OE' δεύτερης μνήμης), το πολύ ένας επιτρέπεται να είναι πατημένος κάθε στιγμή! Τι δείχνουν οι LED's όταν κανείς τους δεν είναι πατημένος;

Τα pins του SRAM chip φαίνονται στο επόμενο σχήμα. Τα pins διεύθυνσης που θα χρησιμοποιήσουμε εμείς είναι μόνο τα 9 και 10: A1 και A0. Τα υπόλοιπα 13 pins διεύθυνσης δεν τα χρησιμοποιούμε, και πρέπει να γειωθούν (λογικό 0): pins 1 έως και 8, 21, και 23 έως και 27. Τα pins δεδομένων (εισόδου/εξόδου) είναι τα 11, 12, 13, και 15 έως και 19· εμείς θα χρησιμοποιήσουμε μόνο 4 (οιαδήποτε) από αυτά --π.χ. τα 15 έως και 18.
SRAM chip pin-out (also: latch-and-driver pin-out) Τέλος, οι 3 είσοδοι ελέγχου βρίσκονται στα pins 20, 22, και 27, όπως φαίνεται δίπλα. Σαν τρικατάστατους οδηγητές γιά τα δεδομένα εγγραφής (προηγούμενο σχήμα, επάνω μέρος), χρησιμοποιήστε 4 από τα 8 bits ενός chip μανταλωτών "74573" όπως αυτά που χρησιμοποιήσατε στα 2 τελευταία εργαστήρια. Όπως είχαμε πεί, τα chips αυτά έχουν τρικατάστατες εξόδους. Γιά να χρησιμοποιήσουμε μόνο τους οδηγητές, χωρίς τους μανταλωτές, αρκεί να συνδέσουμε μονίμως στο 1 το σήμα φόρτωσης (pin 11): τότε, ό,τι υπάρχει στις εισόδους "εγγράφεται" συνεχώς και αμέσως και εμφανίζεται στις εξόδους. Η είσοδος ενεργοποίησης των τρικατάσταων οδηγητών είναι το pin 1, και είναι αρνητικής λογικής: ενεργοποιεί τους οδηγητές με 0, και τους αδρανοποιεί με 1. Σαν ενισχυτές γιά την οδήγηση των LED's (προηγούμενο σχήμα, κάτω δεξιά), χρησιμοποιήστε πάλι 4 από τα 8 bits ενός άλλου chip μανταλωτών "74573". Αυτή τη φορά, συνδέστε το σήμα φόρτωσης (pin 11) μονίμως στο 1 (ούτως ώστε ότι δεδομένο υπάρχει στην είσοδο να περναέι συνεχώς στην έξοδο), και επίσης συνδέστε το σήμα ενεργοποίησης των οδηγητών (pin 1) μονίμως στο 0, ούτως ώστε οι οδηγητές να είναι συνεχώς αναμένοι.

Πριν φτάσετε στο εργαστήριο κάντε ένα πλήρες σχεδιάγραμμα συνδεσμολογίας, δείχνοντας ακριβώς ποιό pin τίνος chip πρέπει να συνδεθεί πού, περιλαμβανομένων των τροφοδοσιών, διακοπτών, αντιστάσεων, και LED's. Στο εργαστήριο, κατασκευάστε το κύκλωμα, πρώτα με το ένα chip μνήμης και τους σχετικούς διακόπτες μόνο, ελέγξτε τη σωστή λειτουργία του, και μετά προσθέστε και το άλλο chip μνήμης και ελέγξτε τη λειτουργία του συνόλου. Όταν σβήνετε την τάση τροφοδοσίας, τι γίνονται τα περιεχόμενα της μνήμης; Προσοχή: αυτά τα chips μνήμης είναι σημαντικά ακριβότερα από τα άλλα chips του εργαστηρίου· προστατέψτε τα όσο καλύτερα μπορείτε! Φροντίστε επίσης να τα προστατέψτε από το στατικό ηλεκτρισμό του σώματός σας (που αναπτύσεται από μάλλινα ρούχα, κλπ): αγγίξτε τη γείωση της τροφοδοσίας πριν αγγίξτε τα chips και πριν αρχίστε τις συνδέσεις, και ξανα-αγγίζετε τη γείωση συχνά κατά τη διάρκεια εργασίας σας.

Up to the Home Page of CS-120
 		 © copyright University of Crete, Greece.
Last updated: 7 Dec. 2003, by M. Katevenis.