Trong lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin nói riêng, yêu cầu quan trọng nhất của người học đó chính là thực hành. Có thực hành thì người học mới có thể tự mình lĩnh hội và hiểu biết sâu sắc với lý thuyết. Với ngành mạng máy tính, nhu cầu thực hành được đặt lên hàng đầu. Tuy nhiên, trong điều kiện còn thiếu thốn về trang bị như hiện nay, người học đặc biệt là sinh viên ít có điều kiện thực hành. Đặc biệt là với các thiết bị đắt tiền như Router, Switch chuyên dụng
CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Tổng quan HỆ VI XỬ LÍ CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Tổng quan HỆ VI XỬ LÍ Central Processing Unit CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Read Only Memory CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Random Access Memory CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Mạch điện giao tiếp CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Thiết bị ngoại vi (xuất/nhập) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Bus địa CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Bus liệu CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Bus điều khiển CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Bộ nhớ bán dẫn Hệ Vi Xử Lý Bộ nhớ đọc (ROM) – Chỉ cho phép đọc thông tin từ ROM – Lưu giữ chương trình điều khiển hoạt động hệ thống – Thông tin ROM không bị nguồn điện cung cấp khơng cịn Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) – Thông tin RAM bị nguồn điện cung cấp khơng cịn – Cho phép ghi thơng tin vào RAM đọc thông tin từ RAM – Lưu giữ liệu, phần chương trình điều khiển hệ thống, ứng dụng kết tính toán CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Cấu trúc phân loại ROM – RAM ROM RAM A0 – AN: chân địa (Address - N: số chân địa chỉ) D0 – DM: chân liệu (Data - M: số chân liệu) OE: ngõ vào cho phép xuất (Output Enable) CS: ngõ vào cho phép IC hoạt động (Chip Select) WR: ngõ vào cho phép ghi (Write) – có RAM CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG MROM (Mask ROM): ROM mặt nạ PROM (Programmable ROM): ROM khơng xóa EPROM (Eraseable PROM): ROM lập trình xóa UV-EPROM (Ultra Violet EPROM): ROM xóa tia cực tím EEPROM (Electric EPROM): ROM lập trình xóa tín hiệu điện Flash ROM: ROM lập trình xóa tín hiệu điện ROM CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG SRAM (Static RAM): RAM tĩnh DRAM (Dynamic RAM): RAM động RAM CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Cách xác định dung lượng nhớ bán dẫn bit a Căn vào số chân địa DUNG LƯỢNG = 2N x M (bit) – N: số chân (bit) địa – M: số chân (bit) liệu Ví dụ: Bộ nhớ bán dẫn bit có 15 đường địa Cho biết dung lượng nhớ bao nhiêu? Giải Số chân (bit) địa chỉ: 15 chân N = 15 Số chân (bit) liệu: chân M=8 Dung lượng = 215 x (bit) = 32.768 x (bit) = 32 (KB) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG b Căn vào mã số MÃ SỐ = XXYYYY – XX: xác định loại nhớ 27: UV-EPROM 28: EEPROM 61, 62: SRAM 40, 41: DRAM – YYYY: xác định dung lượng DUNG LƯỢNG = YYYY (Kbit) Ví dụ: Bộ nhớ bán dẫn bit có mã số 27256 Cho biết dung lượng nhớ bao nhiêu? Giải Bộ nhớ thuộc loại UV-EPROM XX = 27 Dung lượng = 256 (Kbit) = 32 (KB) CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG Phân biệt VI XỬ LÝ – VI ĐIỀU KHIỂN a Cấu trúc phần cứng (Hardware architecture) Vi xử lý (Microprocessor) – Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) Vi điều khiển (Microcontroller) – Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) – Bộ nhớ chương trình (ROM) – Bộ nhớ liệu (RAM) – Mạch giao tiếp nối tiếp – Mạch giao tiếp song song – Mạch điều khiển ngắt – Các mạch điều khiển khác CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG b Các ứng dụng (Applications) Vi xử lý (Microprocessor) – Ứng dụng lớn, tính tốn phức tạp Vi điều khiển (Microcontroller) – Ứng dụng nhỏ, tính tốn đơn giản CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG c Các đặc trưng tập lệnh (Instruction Set Feature) Vi xử lý (Microprocessor) – Có nhiều kiểu định địa – Độ dài từ liệu xử lý: Byte, Word, Double word, … Vi điều khiển (Microcontroller) – Có kiểu định địa – Độ dài từ liệu xử lý: Bit, Byte CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG Tiêu chí chọn loại VI ĐIỀU KHIỂN thiết kế Các loại Vi điều khiển thông dụng – – – – 68xxx Motorola 80xxx, AVR, ARM Intel Z8xx Zilog PIC16xxx, PIC18xxx Microchip Technology Các tiêu chí chọn Vi điều khiển – Đáp ứng u cầu tính tốn cách hiệu kinh tế – Có sẵn cơng cụ phát triển phần mềm (chương trình mơ phỏng, trình biên dịch, trình hợp dịch gỡ rối) – Khả đáp ứng số lượng tương lai CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG Các tham số kỹ thuật cần ý – Tốc độ – Kiểu IC: DIP, QFP,… (DIP: vỏ dạng hai hàng chân, QFP: vỏ vuông dẹt) – Công suất tiêu thụ – Dung lượng nhớ ROM RAM tích hợp sẵn chip – Số chân vào/ra định thời chip – Khả dễ dàng nâng cao hiệu suất giảm công suất tiêu thụ – Giá thành đơn vị mua số lượng lớn CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG Giới thiệu PIC - PIC (Programmable Intelligent Computer) nghĩa “Máy tính thơng minh khả trình” xuất phát từ Vi điều khiển PIC PIC1650, hãng General Instrument đặt tên - Sau hãng Microchip tiếp tục phát triển loại PIC cho đời gần 100 loại PIC đến - Các dịng PIC nay: + Dịng PIC 12Cxx có độ dài lệnh 12bit (Basic-line) + Dòng PIC 10F, 12F, 16F có độ dài lệnh 14bit (Mid-range) + Dịng PIC 18F có độ dài lệnh 16bit (High-End) + Dịng dsPIC dòng PIC CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG Kiến trúc PIC - Hai kiến trúc VĐK phổ biến Von Neumann Harvard + Von Neumann: nhớ liệu nhớ chương trình có cấu tạo chung nhau, sử dụng chung đường truyền bus, nên tốc độ xử lý liệu hạn chế + Harvard: nhớ có cấu tạo tách rời, xử lý nhớ lúc thời điểm, nên tốc độ xử lý cải thiện nhiều CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG - Ngoài ra, kiến trúc Harvard cấu trúc Tập lệnh tối ưu tùy theo dịng VĐK mà khơng phụ thuộc vào cấu trúc Bộ nhớ liệu Ví dụ: - Đối với kiến trúc Harvard: PIC 16F có độ dài lệnh ln 14bit ( cấu trúc nhớ liệu Byte) - Von Neumann: độ dài lệnh bội số Byte ( cấu trúc nhớ liệu chia theo Byte) CHƯƠNG 1: GiỚI THIỆU CHUNG RISC CISC - Tập lệnh PIC (kiến trúc Harvard) thiết kế cho mã lệnh với số lượng bit định, tạo lệnh hơn,lệnh đơn giản ngắn nhằm cải thiện thêm tốc độ - Do đó, VĐK tổ chức theo kiến trúc Harvard gọi Vi điều khiển RISC (Reduced Instruction Set Computer) hay VĐK có tập lệnh rút gọn - VĐK tổ chức theo kiến trúc Von Neumann gọi Vi điều khiển CISC (Complex Instruction Set Computer) với mã lệnh bội số Byte