Protoboard

Estructura y Tecnología de Computadores Curso 2004/2005

PRÁCTICA DE LABORATORIO
Realización de una ampliación de memoria para el bus ISA

Material:
-Placa de expansión del Bus ISA PCL-750 (8 bits).
-Ordenador con slots de expansión ISA.
-Analizador Lógico
-Protoboard.
-Dos Módulos de memoria SRAM 2Kx8 (HM6116, DS2016 o equivalente) de 150ns de tiempo de ciclo
- Una Cuádruple puertaNAND de dos entradas 7400

Introducción y Objetivos

En esta práctica se pretende realizar la conexión de una pequeña memoria formada por dos módulos de memoria estática (SRAM) de 2Kx8 bits al bus ISA (Industry Standard Architecture) de un PC. Para simplificar, la memoria se tratará como un dispositivo de 8 bits, es decir, las señales relevantes a utilizar del bus ISA corresponden alsubconjunto del IBM PC-XT, en lugar de las más complejas del bus completo ISA del PC-AT. Esto reduce las líneas de direcciones a 20 (SA19-SA0) y las líneas del bus de datos a 8 bits (SD7-SD0). El espacio de direccionamiento posible va desde la dirección 00000H hasta la FFFFFH. Deseamos ubicar nuestra memoria de tamaño total 4Kx8 a partir de la posición D0000H, lo que implica que ocuparemos direcciones desdeD0000H hasta D0FFFH. Esto significa que cualquier dirección que aparezca en el bus de direcciones que comience por D0H será para nuestra memoria y deberemos utilizar el resto de bits para activar uno de los módulos y la dirección particular dentro del módulo a la que se accede. La mitad de ese rango de direcciones corresponderá a cada módulo, sólo un módulo debe estar activado en cada posibledirección del rango.
El objetivo de la práctica será elaborar el circuito de interface con nuestra memoria de forma que se cumplan los requerimientos anteriores contando con la decodificación de instrucciones que ya realiza en parte la tarjeta de prototipos PCL-750.

Placa de prototipos PCL-750

En esta tarjeta se encuentran las señales del bus ISA de 8 bits adecuadamente amplificadas junto conla lógica necesaria para llevar a cabo la decodificación de las líneas de dirección. La placa nos ofrece la señal MEMS y su complemento MEMS (activa a baja) que se activan cuando en las 8 líneas más significativas (SA19-SA12) del bus de direcciones aparece la configuración D0H. Esta señal se implementa en la placa mediante un comparador de ocho bits, que compara una configuración ajustable en unbanco de ocho microinterruptores con los ocho bits más significativos de las direcciones. La configuración por defecto del banco de interruptores es D0H.

Funcionamiento del módulo de memoria estática (SRAM)

Un módulo de memoria posee cierto número de bits de direcciones, datos, una entrada de habilitación que activa el chip y entradas de comando que indican que se realiza una lectura o unaescritura en el módulo. En este caso particular la especificación de tamaño del módulo es de 2K x 8 bits. Esto significa que en el módulo tendremos 2x1024 palabras de 8 bits cada una. Para direccionar ese número de palabras son necesarias 11 líneas de direcciones (211=2K). Cada palabra posee 8 bits, lo que hace que el número de bits de datos sea 8.
El patillaje de cada módulo es el siguienteA10-A0: Once líneas de direcciones para barrer las 2K palabras (Entradas)
DQ7-DQ0: Ocho líneas de datos (Entradas/Salidas)
CE#: Chip Enable, Habilitación del chip (Entrada activa a baja)
OE#: Output Enable, Habilitación de las salidas (Entrada activa a baja)
WE#: Write Enable, Habilitación de escritura (Entrada activa a baja)
Vcc: Tensión de alimentación de 5V
GND: Tierra
Modo de operación
Latabla indica la lógica de operación de la memoria. H: estado alto (5V), L: estado bajo (0V), X: Don´t Care y HIGH-Z: Estado de alta impedancia (desconexión lógica de las líneas de datos del bus al que estén conectadas)

El funcionamiento dinámico del módulo se ilustra mediante el diagrama de tiempos siguiente, que representa una operación de lectura (ciclo de lectura)

Diagrama de tiempos de...