лишь Временно сохраняют двоичную информацию, появляющуюся на выходах микропроцессора. Все это является основанием к применению такого мощного средства отладки аппаратных средств, как метод тестирования статическими сигналами.

Теперь рассмотрим характеристики основных блоков аппаратных средств. Все эти блоки имеют статическую природу, т. е. они не требуют периодического обновления в них информации с помощью специального механизма. Системные ОЗУ, которые предполагается использовать, являются статическими, а не динамическими. Во многих небольших микропроцессорных системах применяются статические ОЗУ.

Приведем здесь два положения, касающиеся аппаратных средств, которые полезно знать:

1. Все периферийные аппаратные средства, такие, как ПЗУ, ОЗУ и устройства ввода-вывода, управляются микропроцессором.

2. Природа всех управляемых блоков аппаратных средств статическая.

Рассмотрим, какую роль играют эти два положения при отладке аппаратных средств с помощью устройства тестирования статическими сигналами. В качестве примера разберем порядок выполнения операции чтения данных из ПЗУ. Чтобы прочитать данные из ПЗУ, микропроцессор должен выполнить следующие четыре действия:

1. Подать адрес на адресную шину.

2. Подготовить шину данных к приему данных.

3. Подать сигнал ЧТЕНИЕ и сигнал выбора кристалла.

4. Снять сигнал ЧТЕНИЕ и сигнал выбора кристалла.

Проведем подробный анализ каждого из перечисленных действий. В ходе анализа постараемся выявить, насколько оправдано использование тестирования статическими сигналами.

Выше указывалось, что, выполняя операцию чтения данных из ПЗУ, микропроцессор должен подать на адресную шину определенный адрес. Как используется этот адрес? Он служит и для выбора модуля ПЗУ, и для указания ячейки в выбранном модуле, в которой содержится нужное 8-разрядное слово данных. Как же выполняют аппаратные средства указанный процесс выборки? Некоторые адресные линии подключены к дешифратору адреса, который обеспечивает формирование сигнала выбора памяти. Другие адресные линии непосредственно связаны с линиями ввода адреса памяти ПЗУ.

Напомним, что выбор кристалла памяти в системе и выбор адреса ячейки в кристалле осуществляются дешифраторами, выполненными в виде комбинационных логических схем. На адресные линии можно подать некоторый адрес и оставить его неизменным в течение продолжительного периода времени. При этом дешифратор адреса будет всегда вырабатывать один и

ТОТ же ВЫХОДНОЙ сигнал. По существу дешифрирование адреса представляет собой не зависящую от времени функцию. Сигналы управления, используемые для подготовки шины данных к приему данных, применяются и для подачи сигнала чтения из памяти. И в этом случае сигналы шины управления образовываются с помощью дешифрирования определенных выходных сигналов микропроцессора. Здесь сигналы управления образовываются аналогично тому, как формируются сигналы выбор памяти, которые получались посредством дешифрирования кодов, поступающих по определенным адресным линиям. Сигналь* шины управления формируются путем дешифрирования определенных сигналов управления, вырабатываемых микропроцессором. Существенно, что сигналы управления на выходах микропроцессора можно сохранять в определенном состоянии в течение длительного промежутка времени, а сигналы шины управления при этом будут оставаться неизменно правильными.

Снятие сигнала ЧТЕНИЕ и сигнала выбора памяти - четвертое основное действие, которым завершается операция чтения-данных из ПЗУ. При выполнении его, так же иак и при выполнении 3-го действия, шина данных используется для передачи сигналов управления, генерируемых микропроцессором.

Из проведенного анализа следует, что микропроцессор действительно является контроллером системы, который способен очень быстро выполнять статические операции. Поскольку каждая статическая операция протекает очень быстро, мы обычно забываем о статической природе систем, управляемых микропроцессором. Благодаря статическому характеру систем для отладки аппаратных средств можно использовать очень эффективный метод - тестирование статическими сигналами.

5.2. Аппаратные средства устройства

тестирования статическими сигналами

В общем виде наши рассуждения подчинены схеме, выражаемой следующими словами: Если мы сделаем это в системе, то-произойдет следующее... Если мы подадим адреса и сигналы-управления на определенные схемы системы, то мьт сможем выполнить отладку системы. Рассмотрим подробно, какие аппаратные средства требуются для образования сигналов, необходимых для выполнения тестирования. Рассматриваемый здесь тип ввода сигналов подобен способу, который применяется при отладке аналоговых схем.

5.3.

Адаесные линии

Сначала обсудим, каким образом могут быть использованы адресные линии в системе. Если удалить микропроцессор из си стемы, то можно подключить кабель к разъему, предназначенио-

Микропроцессор отключается и подключается штепсельный разъем кабеля нет ройстаа тестирования

Тестируемая система

Это устройство заменяет микропроцессор

Устройство тестирования статическими сигналами

Рис. 5.1. С ма подключения устройсгва тестирования статическими сигнала-йи к проверяемой микропроцессорной системе.

l0 <

Н = П4,7кОм

7 / /

MJJMI

Рнс. 5.2. Схема включения адресных тумблеров устройства

тическими сигналами.

<

тестирования ста-

5.4.

Сигналы управления

Для имитации сигналов управления микропроцессора можно воспользоваться группой тумблеров, подобных тумблерам ад-))ссных линий. Таких тумблеров в группе должно быть ровно

Рис. 5.3. Схема генерации сигналов управления.

столько, сколько используется выходов микропроцессора для подачи сигналов управления. Все особенности данного вопроса будут раскрыты при проектировании устройства тестирования

му ДЛЯ подключения микропроцессора (рис. 5.1). Тогда к другому концу этого кабеля можно подключить-группу тумблеров. Каждый тумблер будет соответствовать определенной линии адреса микропроцессора. На рис. 5.2 представлена схема подключения тумблеров ко всем адресным линиям.

статическими сигналами, предназначенного для микропроцессоров 8080 и 8085. Схема генерации сигналов управления представлена на рис. 5.3.

5.5.

Линии шины данных

Задача формирования сигналов устройством тестирования статическими сигналами для шины данных отличается от задачи формирования сигналов для адресной шины и шины управления. Отличие обусловлено тем, что шина данных является двунаправленной, а не однонаправленной. Таким образом, необходимо иметь схему для генерации данных, подаваемых на шину данных, и, кроме того, следует предусмотреть дополнительную схему, обеспечивающую управление размещением данных на шине данных, которое осуществляется другим источником. Эти две различные функции точно соответствуют тем, которые присущи микропроцессору при взаимодействии с шиной данных.

В различных микропроцессорах для определения режима использования шины данных - ввод данных или вывод данных- применяются различные линии. Например, микропроцессорная система 8080 работает в режиме чтения данных, когда сигнал DBIN имеет логическое значение 1. В системе 8085 устанавливается режим чтения, когда сигнал RD принимает логическое значение 0. Таким образом, для различных типов микропроцессорных систем необходимо по-разному реализовывать аппаратные средства тестирования статическими сигналами. На рис. 5.4 приведены схемы, соответствующие различным режимам использования шины данных. На рис. 5.5 изображена схема аппаратной реализации функций двунаправленной шины данных в устройстве тестирования статическими сигналами. Поясним принцип действия этой схемы. Когда сигнал управления будет иметь логическое значение О, данные, определяемые положениями тумблеров и индицируемые светоизлучающими диодами, будут поданы на шину данных. В этом режиме устройство тестирования или микропроцессор выводят данные на шину данных микропроцессорной системы. Если на вход сигнала управления подается уровень логической 1, то данные, индицируемые светоизлучающими диодами, поступают на шину данных от какого-либо блока системы. В этом режиме устройство тестирования, имитирующее микропроцессор, вводит данные. Такой режим аналогичен рабочему режиму, в котором микропроцессор запрашивает данные из памяти или от устройств ввода-вывода. На рис. 5.6 представлена схема устройства тестирования статическими сигналами, предназначенного для проверки микропроцессорных систем 8080 и 8085. Она являет собой реальный пример аппаратуры, которая действительно необходима для реализации тестирования статическими сигналами.

Микропроцессор или

устройство Буфер данных

тестирования

Система

.Данные, поступающие в систему

Микропроцессор или

устройство Буфер данных

тестирования

Система

-Данные, поступающие из системы

Рис 5 4. Схема потоков данных, входящих в устройство тестирования и выходящих из него. Эта схема ничем не отличается от схемы потоков данных в снстеме, работающей под управлением микропроцессора.

1 = Запсрто>:

[Линия сигнала управления

r.0 Оэа-49=270 0м

-CZI-1 1-

1,15

1,15

LS367

°7

4ZZ1~

IC, 07

1сб L04

i-w-

R33 [

1С, 07

+

Рис 5 5 Схема реализации двунаправленных буферов данных в устройстве

тестирования.