• 2. Arvuti mälu hierarhia.
  • 3. Analoog info, ADC, DAC ja helikaart.
  • 1. LCD, LED OLED ja plasma kuvarid. LCD
  • 3. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm.
  • 1. Konveier protsessoris ja mälus.
  • 1. Printerid ja värviline trükk.
  • 2. Andmevahetus mikroarvutis: erinevad siinid (AB, DB, CB) ja nende osa andmevahetuses.
  • 3. Optilised mäluseadmed.
  • 2. Enamkasutatavad kombinatsioonskeemid.
  • 3. Pinumälu
  • 1. Paralleelarvutid (SISD, SIMD, MIMD, MISD).
  • 3. Magnetmäluseadmed (info salvestamine ja lugemine).
  • 1. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad
  • 2. Erinevate pöördumisviisidega mälud: LIFO, FIFO, assotsiatiivmälu ja kahe pordiga mälu.
  • 3. Spetsiaalse riistvara realiseerimine.
  • 1. Klaviatuur (skaneerimine).
  • 3. Arvutite veakindlus, veakindlad koodid.
  • 1. Enamkasutatavad järjestikskeemid.
  • 1. Käsu täitmine protsessoris (käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, operatsioon automaat ja juhtautomaat)




    Download 129.17 Kb.
    bet1/3
    Sana21.03.2017
    Hajmi129.17 Kb.
      1   2   3

    1. Käsu täitmine protsessoris (käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, operatsioon automaat ja juhtautomaat).

    Et käsku täita, peab protsessor

    1) pöörduma mälu poole

    2) Lugema sealt käsukoodi

    3) dekodeerima selle

    4) võtma vastu käsu sisule vastavad loogilised otsused

    5) väljastama juhtsignaali kõigile komponentidele arvutis.

    6) leidma uue käsuaadressi ning salvestama ta käsuregistrisse. Ühe käsu täitmiseks kuluvat aega nimetatakse käsutsükliks


    VON NEUMANNI TSUKKEL

    1) Käsu lugemine

    2) Käsu modifitseerimine

    3) Käsu dešifreerimine

    4) Käsutäitmise mikroprogramm käivitatakse (juhtautomaat)

    5) Resultaadi säilitamine registris



    2. Arvuti mälu hierarhia. Arvutisüsteemis on tavaliselt mitut tüüpi mälusid, mis moodustavad omamoodi mälude hierarhia.Seda võiks ette kujutada püramiidina. Kõrgema taseme mälud on kiiremad, väiksemad ja kallimad. Alamate tasemete mälud on aeglasemad, suuremad ja odavamad. Alama taseme mäludeks on suure mahuga mälud, mida kasutatakse andmekogumite püsivaks salvestamiseks.

    http://www.e-uni.ee/e-kursused/eucip/haldus/image12.png

    Kõrgema taseme mälud on registrid, protsessori vahemälu ja täiendav vahemälu ja alama taseme mäludeks on põhimälu ja massmälu. Kõrgema taseme mälus tuleb hoida andmeid, mis on vajalikud jooksva töö tegemiseks ja ülejäänud andmed püütakse hoida alama taseme mälus.





    3. Analoog info, ADC, DAC ja helikaart.

    Analooginfo – on pidev signaal, millel on lõpmatu arv olekuid ning mida saab igal ajahetkel mõõta. Enamik looduslikke ja tehislikke protsesse on pidevatoimelised.

    ADC – Analoog info digitaalinfoks muutmine või muundur. Tegemist on seadmega mis muudab pideva signaali digitaalsignaaliks (numbriteks, tavaliselt binaarkoodi),

    DAC – Tegemist on seadmega, mis muudab digitaalsignaali (tavaliselt binaarkood) analooginfoks (pinge, elekter). Vastupidine tegevus analooginfo digitaalingoks muundamisel.

    Helikaart – On seade, mille abil arvuti võtab vastu või väljastab helisignaale. Helikaardil on vähemalt 1 väljundi pesa ja tihti on ka sisendi pesa (mikrofoni pesa). Helikaarte on kahte eri tüüpi: FM Synthesis ja Wavetable. Vahe seisneb selles, millise meetodiga nad muusikat sünteesivad. Enamus helikaarte on 16 või 24 bitised. See tähendab, et 16 bitine kaart käsitleb 16 andmebitti ühe korraga. Mida rohkem andmebitte helikaart korraga käsitleda suudab, seda parem on heli kvaliteet. Samuti on enamikul helikaartidel olemas analoog-digitaalmuundur, mis muudab sissetuleva helisignaali diskreetsignaaliks, võttes väikeste ajavahemike (tuhandeid kordi sekundis) tagant analoog-helisignaalist hetkväärtusi (sample). Saadud hetkväärtused viiakse digitaalsele kujule ning salvestatakse arvuti mällu, kus neid hiljem vajadusel muudetakse.

    1. LCD, LED OLED ja plasma kuvarid.

    LCD ehk vedelkristallkuvar (liquid-crystal display). Vedelkristallid, mida LCD-ekraanides kasutatakse, muudavad polariseeritud valguse võnkesuunda 90° võrra, kuna molekulid on vedelkristallis teineteise suhtes väändunud. Kui vedelkristalli läbib elektrivool, joonduvad selle molekulid ühises suunas ning ei polariseeri enam valgust. Kui pikslit läbib vool, on selles asuvad vedelkristalli molekulid ühes suunas joondunud ja valgus läbi seda polarisatsioonisuunda muutmata. Sellisel juhul jõuab vertikaalselt polariseeritud valgus horisontaalse polarisaatorini ning ei saa seda läbida ja piksel paistab tume. Taustvalgustusega süsteem toimib samal põhimõttel; valguse teekond saab lihtsalt alguse ekraani tagumisest osast, kus horisontaalne polarisaator ta polariseerib. Enamus tänapäeval kasutatavaid ekraane on taustvalgustusega, ilma taustvalgustuseta on näiteks käekellade ja kalkulaatorite ekraanid.

    LCD kuvarid kasutavad vedelkristall plaati, mis polariseerib valgust vastavalt ridade ja veergude kaupa(pikslid). Seda plaati valgustatakse tagant polariseerimata valgusega.

    TFT erineb tavalisest LCDst selle poolest, et iga piksel säilitab oma värvi niikaua, kuni antakse ette uus värv, mida kuvada, seega kasutab voolu ainult värvi muutmisel ja on seetõttu säästlikum.
    Plasma kuvarites kasutatakse ühe piksli jaoks kolme üliväikest plasmakambrikest(RGB), mis helendavad etteantud värvikoodile erineva intensiivsusega voolu toimel. Asja tuum ongi helendav gaaslahendus.

    LED ehk valgusdioodkuvar. Valgusdiood on elektroonikas kasutatav pooljuhtdiood, mis kiirgab valgust. Valgusdioodi tähistamiseks kasutatakse ka lühivormi LED (inglise keelest Light-Emitting Diode 'valgust kiirgav diood'). Õige suurusega päripinge rakendamisel elektroodidele hakkab valgusdiood kiirgama kindla lainepikkusega valgust, mis sõltub kestast ja teistest koostiselementidest, mida diood sisaldab. Valgusdioodil on nagu tavalisel dioodilgi kaks kontakti – anood ja katood. Varasemad LED-id kiirgasid madala intensiivsusega punast valgust, kuid tänapäeva valgusdioodid on saadaval juba erinevates lainepikkustes, mis kiirgavad infrapunavalgusest ultraviolettvalguseni, omades sealjuures väga kõrget eredusastet.

    OLED ehk orgaaniline valgusdiood. Orgaaniline valgusdiood ehk OLED (inglise keeles organic light-emitting diode) on valgusdiood, milles kiirgavaks elektroluminestsentseks kihiks on orgaaniline ühend, mis kiirgab valgust elektri toimel. See orgaanilise pooljuhi kiht asub kahe elektroodi vahel. Üldjuhul on vähemalt üks elektrood läbipaistev. OLED-e kasutatakse enamasti televiisorite ekraanides, arvutite monitorides, väikestes portatiivsetes seadmetes nagu näiteks mobiiltelefonid ja pihuarvutid. Samuti kasutatakse neid valgusallikatena, ent oma varajase arengufaasi tõttu kiirgavad nad tavaliselt vähem valgust pindühiku kohta kui mitteorgaanilised LED valgustid. OLED ekraanil puudub taustvalgustus ning seetõttu suudab kuvada palju sügavamaid musti värve ning võib olla ka palju õhem ja kergem kui hetkel turul olevad LCD ekraanid. Sarnaselt võivad OLED ekraanid hämarates ruumides saavutada kõrgema kontrastsuse kui tavapärased LCD ekraanid.

    2. Pooljuhtmälud.

    Pooljuhtmälud on kiired mälud, mis on realiseeritud transistoride baasil. Pooljuhtmälusid on kahte sorti: staatilised ja dünaamilised. Pooljuhtmälu on see, mida kasutatakse arvuti operatiivmäluna (RAM, protsessori registrid, cache...). Pooljuhtmälud on palju kiiremad kui magnetilised/optilised mälud, aga nad on ka tunduvalt kallimad.



    Staatilised pooljuhtmälud on põhimõtteliselt trigerid ja need on kõige kiiremad mälud ja ka kõige kallimad (kasutatakse protsessori registrites ja puhvrites).

    Dünaamilised pooljuhtmälud kaotavad info, kui seda ei uuendata piisavalt tihti. Need on tehtud mahtuvuse baasil. Dünaamiline mälu on odavam ja tihedam, kui staatiline, aga aeglasem.

    Pooljuhtmälud on ka FLASH ja (E)EPROM mälud. Need mälud töötavad „ujuva värava“ põhimõttel. Kui kirjutusväravas on piisavalt suur potentsiaal, siis ta muudab ujuva värava olekut, mis omakorda kontrollib paisu ja lätte vahelist takistust.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_memory

    3. RISC ja CISC protsessorid, mikroprogramm.

    Protsessorid jagunevad kaheks: RISC ja CISC. Nende erinevus seisneb selles, et CISCis on palju keerukaid käske, samas RISCis on vähe ja lihtsad käsud, samas kulub sellel ühe operatsiooni täitmiseks rohkem käske. Ajaliselt vaadates, kui CISC täidab mingi operatsiooni 1 käsuga, milleks kulub 10 ajaühikut, siis RISC kasutaks 5 käsku, mis võtavad aega 1 ajaühiku, kokkuvõttes on siis kiirem RISC.

    Tänapäeval kasutatakse enamasti protsessoreid, mis koosnevad neist mõlemaist. Näiteks tuum on RISC protsessor ja tema ümber on konstrueeritud CISC protsessor.

    RISC protsessori omadusi: vähe käske, vähe adresseerimise viise, mälu poole pöörduvad ainult LOAD ja STORE käsud, kiire registermälu, operatsioonid teostatakse kohe riistvaras.

    Risc:


    • suhetliselt vähe käske (eelistatavalt alla 100) ja vältida tuleb keerulisi käske

    • vähe adresseerimise viise (eelistatavalt üks või kaks)

    • vähe erinevaid käsu formaate (eelistatavalt üks või kaks), et kiiredada dekodeerimist

    • kõik käsud tuleb täita otse riistvaras ühe taktiga, ilma mikroprogrammita

    • maksimaalne käskude täitmise kiirus, mis viib paralleelsuseni

    • ainult LOAD ja STORE käsud pöörduvad mälu poole

    • võimas register mälu (ulatudes32 kuni 132-ni), et võimalikult palju oleks register-register tüüpi käske ja vähe pöördumisi mälu poole

    • jäiga loogikaga (hardwired) juhtautomaat, mis võib ka tehnoloogia arenedes asenduda mikroprogrammeeritavaga

    • efektiivne andmevahetus alamprogrammidega

    • effektiivne käskude järjekorra juhtimine (siirded ja alamprogrammid)



    1. Konveier protsessoris ja mälus.

    Konveier kiirendab protsessori tööd, kuna võimaldav mitut käsku täita paralleelselt. Ta ei suurenda üksiku käsu täitmise kiirust. Ilma konveierita protsessori töös täidetakse käske jadamisi. Konveier täidab paralleelselt, kui ühe käsu käsuloendur on saatnud käsu aadressi mälu poole, et saada käsukood, siis ta laeb endasse järgmise käsu ja saadab ka selle teele. Samal ajal toimub juba esimese käsu salvestamine käsuregistrisse ja sellele järgneb käsu dekodeerimine.

    An instruction pipeline is a technique used in the design of computers to increase their instruction throughput (the number of instructions that can be executed in a unit of time). The basic instruction cycle is broken up into a series called a pipeline. Rather than processing each instruction sequentially (one at a time, finishing one instruction before starting the next), each instruction is split up into a sequence of steps so different steps can be executed concurrently (by different circuitry) and in parallel (at the same time).
    Pipelining increases instruction throughput by performing multiple operations at the same time (in parallel), but does not reduce instruction latency (the time to complete a single instruction from start to finish) as it still must go through all steps. Indeed, it may increase latency due to additional overhead from breaking the computation into separate steps and worse, the pipeline may stall (or even need to be flushed), further increasing latency. Pipelining thus increases throughput at the cost of latency, and is frequently used in CPUs, but avoided in realtime systems, where latency is a hard constraint.
    Each instruction is split into a sequence of dependent steps. The first step is always to fetch the instruction from memory; the final step is usually writing the results of the instruction to processor registers or to memory. Pipelining seeks to let the processor work on as many instructions as there are dependent steps, just as an assembly line builds many vehicles at once, rather than waiting until one vehicle has passed through the line before admitting the next one. Just as the goal of the assembly line is to keep each assembler productive at all times, pipelining seeks to keep every portion of the processor busy with some instruction. Pipelining lets the computer's cycle time be the time of the slowest step, and ideally lets one instruction complete in every cycle.
    The term pipeline is an analogy to the fact that there is fluid in each link of a pipeline, as each part of the processor is occupied with work.



    2. Virtuaalmälu ( lehekülgedeks jagamine, segmenteerimine).

    Virtuaalmälu on mäluhaldustehnoloogia, mis kasutab nii arvuti riistvara kui ka tarkvara. Virtuaalmälu eesmärgiks on laiendada aadressiruumi ehk mäluaadresside hulka, mida programmid kasutada saavad. Kui virtuaalmälu ei kasutataks, ei pruugiks programm, mis kasutab rohkem mälu, kui arvutil füüsiliselt olemas on, üldse töötada. Seevastu, kui kasutada virtuaalmälu, kopeeritakse põhimällu ainult need programmi osad, mida antud ajahetkel programmi tööks vajatakse. Seeläbi ei tule programmil töö käigus mälust puudust.

    Virtuaalmälu füüsilisse mällu kopeerimise hõlbustamiseks jagab operatsioonisüsteem virtuaalmälu lehekülgedeks. Iga lehekülg koosneb eelsätestatud hulgast mäluaadressidest ning salvestatakse kettale, et sellele hiljem ligi pääseda. Kui mõni programm salvestatud mälulehekülge vajab, kopeerib operatsioonisüsteem selle kettalt põhimällu ja tõlgib virtuaalsed aadressid füüsilise mälu aadressideks. Virtuaalsete aadresside füüsilisteks aadressideks tõlkimist nimetatakse vastendamiseks (mapping). Lehekülgede kettalt põhimällu kopeerimist nimetatakse lehekülgede saalimiseks.



    1. Printerid ja värviline trükk.

    Printerid liigitatakse löögita ja löögiga printeriteks.



    Löögiga printerite hulka liigitatakse näiteks õisprinter ja maatriksprinter.

    Maatriksprinter: printimispeas asub nõeltest maatriks, iga nõela taga on solenoid, millesse voolu laskmisel magnetväli tõukab nõela peast välja. Paberi ja nõela vahel on trükilint, mis jätab paberile täpi. Täppidest moodustub kujund.

    Õisprinter: ümmargune printpea, mille küljes ASCII märgid, pea pööratakse õigesse asendisse ning antakse impulss vastavale märgile, mis lööb läbi trükilindi jälje paberile.

    Pallprinter: sfääriline printpea, mis pööratakse ümber rotating telje ja tilting telje vastava märgiga kohani ja lüüakse siis läbi trükilindi paberile.

    Teine tüüp printereid on siis löögita printerid. Sinna kuulub näiteks termoprinter, mida kasutatakse pangaautomaatides. Selle printeri pluss on trükkimise kiirus, puudus aga see, et paber peab olema kvaliteetne ning aastate mõõdudes kipub prinditud tekst loetamatuks muutuma. Kasutatakse ka faksides.

    Tindiprits (juga printer): tindianumast pumbatakse tint peenesse torusse, kust lennutatakse see tilkade kaupa välja. Lennutajaks on piesokristall, mis elektriimpulsile reageerib deformatsiooniga. Väljalennanud tindtilk juhtakse horisontaalsete ning vertikaalsete laetud plaatidega õige kohani paberil.

    Laserprinter: Laser muudab prinditava kujundi valgustäpikesteks, mille abil muudetakse laengut valgustundlikul trumlil. Trummel paigutatakse tahmaanuma lähedale. Anumast lendunud tahmaosakesed tõmmatakse trumli laetud piirkondadele. Tahmane trummel surutakse vastu paberilehte ning tahm kuumutatakse laseriga paberile kinni.

    Plotter: printer, milles ei liigu mitte paber vaid printimispea, milleks on enamasti mingi kirjapulk. Võimaldab suure täpsusega teha tehnilisi jooniseid.



    2. Andmevahetus mikroarvutis: erinevad siinid (AB, DB, CB) ja nende osa andmevahetuses.

    ANDMEVAHETUS MIKROPROTSESSORSÜSTEEMIS (mikroarvutis): Siinitsükkel v. Masinatsükkel - iga siini poole pöördumine. I/O READ - lugemine, I/O WRITE - kirjutamine. Olekusõna - kood, mis siini kaudu väljastatakse. Siinikontroller - register, kus säilitatakse infot siinitsükli kohta. Pöördumine mälu ja välisseadmete poole - siinitsükli kaudu. Andmevahetus katkestustega - antakse aktiivsus sisend-väljund seadmetele Ilma katkestuseta andmevahetus - kõik väljundseadmed on passiivsed ja protsessor määrab ära pöördumise ja lahendab prioriteedi probleemi. Otsepöördusreziim e. DMA - korraldab ise andmevahetuse. Haarab juhtsiinid enda alla. Andmevahetus läbi DMA kontrolleri.

    Siinidraiver - element, mis eraldab mingi seadme siinist.

    Aadressi- ja andmesiinid on tavaliselt 8- või 16- soonelised, nende kaudu edastakse korraga ühe- või kahebaidiline sõna. Aadressisiini 8 biti abil saab edastada aadresse 0.. 255, mis sobib väga väikse mälu või näiteks sisend- ja väljundliideste adresseerimiseks. Kõik sisend- ja väljundliidesed ning mälu on ühendatud siiniga, millele protsessor väljastab aadressi.

    Juhtsiini kaudu edastatakse signaale, mida kasut. arvuti töö juhtimiseks ja kontrolliks. Näiteks määravad juhtsiini kaudu edastatavad signaalid R (read) ja WR(write), kas mälu poole pöördutakse info lugemiseks või kirjutamiseks.

    3. Optilised mäluseadmed.

    Valgust läbilaskval alusmaterjalil peegelduv kiht, mille sisse kõrvetatakse laseriga „bitt“. Tavaolukorras alust nimetatakse „land“. Lugemisel arvestatakse peegeldunud valguse intensiivsuse jms-ga. Tavaliselt peegeldub valgusest 75% tagasi, üleminekul 10%.

    CD-R – aluse ja peegelduva kihi vahel on orgaanilisest materjalist kiht, mille kuumutamine muudab seda läbipaistvaks. Laser peab seda lohuks.

    CD-RW – orgaanilise kihi kuumutamisel 300C-ni see kristalliseerub (erase), 600C-ni aga muutub amorfseks (write).



    2. Enamkasutatavad kombinatsioonskeemid.

    Kombinatsioonskeemid on sellised skeemid, milles andes kindla sisendväärtuse on võimalik välja arvutada väljundväärtus.st määrata üheselt. Enim kasutatavad skeemid võivad olla näiteks SUMMAATORID; VÕRDLUSSKEEMID; KOODIMUUNDRID; MUXID; DEKOODRID; ALU. Teades sisendite loogilisi väärtusi antud ajahetkel saame vastava Boole`i funktsiooni kaudu arvutada väljundi väärtuse. Puudub sõltuvus eelmistest sisendite väärtustest.



    3. Pinumälu (Stack) - realiseerimine ja kasutamine

    Stacks in computing architectures are regions of memory where data is added or removed in a last-in-first-out manner. In most modern computer systems, each thread has a reserved region of memory referred to as its stack. When a function executes, it may add some of its state data to the top of the stack; when the function exits it is responsible for removing that data from the stack. Because the data is added and removed in a last-in-first-out manner, stack-based memory allocation is very simple and typically faster than heap-based memory allocation (also known as dynamic memory allocation). Another feature is that memory on the stack is automatically, and very efficiently, reclaimed when the function exits, which can be convenient for the programmer if the data is no longer required. If however, the data needs to be kept in some form, then it must be copied from the stack before the function exits. Therefore, stack based allocation is suitable for temporary data or data which is no longer required after the creating function exits.

    Pinumällu kirjutamisel näitab pinumälu osuti alati viimasele sinna kirjutatud sõnale. Seega saab lugeda esimesena ainult sinna viimasena salvestatud sõna ja sõna mis kirjutati mällu esimesena loetakse välja viimasena (LIFO). Realiseeritakse protsessoris kas programselt - st pinumälule eraldatakse teatud mälu piirkond ja SP (stack pointer ehk pinuviit) on salvestatud spetsiaalsesse registrisse. Alati kui toimub kirjutamine siis modifitseerikatse Spväärtust, et ta näitaks esimesele vabale pesale ja siis salvestatakse sõna. Lugemisel vastupidi - alguses loetakse sõna ja seejärel moodustatakse SP, et ta osutaks järgmisele varem salvestatud sõnale pinumälus. Riistvaralise realisatsiooni korral on pinumälu põhimõtteliselt rida ühise juhtimisega nihkeregisterid kui infot saab nihutada. Igale sõna bitile vastam oma nihkeregister. Kiiremat riistvaralist realisatsiooni kasutatakse spetsiaalsetes kohtades, üldotstarbelistes protsessorites on tavaliselt programne realisatsioon. Pinumälu kasutatakse alamprogrammide poole pöördumisel tagasipöörde aadressi salvestamiseks, samuti katkestuste korral.

    http://en.wikipedia.org/wiki/Stack-based_memory_allocation



    1. Paralleelarvutid (SISD, SIMD, MIMD, MISD).

    Käsu taseme paralleelsus – konveier (mitme aluga).

    Protsessori taseme paralleelsus – maatriksprotsessor, vektorprotsessor

    Arvutite taseme paralleelsus – multiprotsessor, multiarvuti

    Arvutid ( SISD;SIMD;MIMD;MISD): http://en.wikipedia.org/wiki/SIMD

    3. Magnetmäluseadmed (info salvestamine ja lugemine).

    Magnetmäluseadmed kuuluvad mälude hierarhias madalaimale astmele. Nad on küll suure mahuga, kuid nad on samas küllaltki aeglased. Magnetmäluseadmed kuuluvad jadapöördusmälude hulka, s.t. aeg erinevate mäluosade poole pöördumiseks on erinev. Magnetmälude hulka kuuluvad näiteks kõvaketas, floppy, magnetlindid, magnetoptilised kettad, ZIP-seadmed. Kõik magnetmälud töötavad sarnasel põhimõttel: mälupinna lähedale tuuakse alla lastud lugemis/kirjutuspea. Voolu toimel pöörduvad osakesed vastavalt voolu suunale. Kui voolu suunda muuta, siis pöörduvad ka osakesed ja loetav info on erinev eelnevast.

    See ongi kood, mida lugemis/kirjutamispea ära tunneb ja arvutile arusaadavaks kahendkoodiks teisendab.

    Magnetmäluseadmed pole eriti vastupidavad päiksele ja kuumusele. Nende tingimuste mõjul kipuvad osakesed endi asendeid iseseisvalt muutma. Mahud jäävad vahemikku mõnest MB-st sadade GB-deni. Magnetmäluseadmed on mugavad info säilitamiseks, kuid vajavad hoolikat ümberkäimist.



    1. Mikroskeemide valmistamise tehnoloogiad

    Oksüdeerimine – on räni-oksiidi kihi tekitamine räni kristalli pinnale. Oksüdeerimine toimub termiliselt temperatuuril 1000-1300C. Kõigepealt juhitakse lahtise otsaga kvartstoru lämmastikku, millega välditakse räniplaatide kokkupuudet õhuga ja võimalikku saastumist. Seejärel minnakse üle töörežiimile, milleks avatakse üks kraanidest. Kuivhapnik, märghapnik või veeaur. Ränioksiidi kihi paksus on tavaliselt 0,5-1um.

    Difusioon – on protsess, millega viiakse pooljuhi kristalli lisandid, vajaliku juhitavusega tsoonide tekitamiseks. Difusiooni nähtus põhineb aine osakeste tungimisel teise ainesse kõrgel temperatuuril (1100-1300C). Difusandid on tavaliselt kas doonor- või akseptorlisandid. Difusiooni puudusteks on: 1) Lisandite sisaldus ei ole ühtlane vaid väheneb pinnast eemaldumisel. 2) Ei saa teostada üle kolme järjestikuse difusiooni.

    Epitaksia – on pooljuhtkristalli kasvatamine keemilise reaktsiooni tulemusena. Eelised on: 1) saadakse väga täpselt orienteeritud kristallstruktuur. 2) Samaaegselt kristalli kasvatamisega on võimalik sisse viia lisandeid, et nende sisaldus on ühtlane. 3) ON võimalik saada üle kolme erineva juhitavusega kihi.

    Metalliseerimine – nimetatakse metallikihi pealekandmist pärast seda, kui kõik struktuurid on loodud, sellest kihist moodustatakse elementidevaheline juhtmestik.

    2. Erinevate pöördumisviisidega mälud: LIFO, FIFO, assotsiatiivmälu ja kahe pordiga mälu.

    Pinumälu - LIFO e. “last in, first out”, on mälu poole pöördumis viis, registrisse viimasena kantud andmed saab esimesena välja võtta. Tegemis on protseduuriga, mis tegeleb andmestruktuuride loeteluga, kus järjest kantakse andmeid registrisse, mis uuesti pealt järjest vastavalt vajadusele välja võetakse. Andmete lugemiseks või kirjutamiseks läheb vaja vaid ühte binaarkujul olevat viita arvuti mälupiirkonnale, kust register algab.

    Piltlikult võib kujutada seda kui protseduuri, kus pabereid lisatakse ühekaupa üksteise otsa ja vastavalt vajadusele võetakse neid sealt ühekaupa.

    Kui läheb vaja võtta välje 5 element pealt, tuleb esmalt ära tõsta tema peal olnud 4 elementi, ning alles siis pääseb soovitud elemendile ligi.

    FIFO - FIFO is an acronym for First In, First Out. This expression describes the principle of a queue or first-come, first-served (FCFS) behaviour: what comes in first is handled first, what comes in next waits until the first is finished, etc. Thus it is analogous to the behaviour of persons queueing (or "standing in line", in common American parlance), where the persons leave the queue in the order they arrive. FCFS is also the other name for the FIFO operating system scheduling algorithm, which gives every process CPU time in the order they come.

    Assotiatsiiv mälu - mille erinevus tavapärasest aadressmälust seisneb selles, et tema poole pöördutakse sisu, mitte aadressi järgi. Kui assotsiatiivmälu sisendisse antav võrdluskood ühtib mõne tema pesa sisuga, siis tekitatakse tema väljundis ühtivussignaal ja antakse välja vastav aadressisignaal. Selle signaali abil pöördutakse seejärel peitmälu RAM-I poole ja toimub kiire andmete lugemine ja ülekanne protsessorile andmesiini kaudu. Kui aga ühtivust ei teki, siis tuleb lugeda palju aeglasemast põhimälust.

    VRAM=video RAM

    videomuutmälu, tugineb kahe pordiga varustatud DRAM-mälulülitustele. Üks portidest on kahesuunaline asünkroonselt talitlev rööpport, teine ühesuunaline sünkroonne jadaport. Rööpordi kaudu salvestatakse kuvatav info videomällu, jadapordi kaudu väljastatakse kuvaseadmele.



    3. Spetsiaalse riistvara realiseerimine.

    Riistvaraline realisatsioon

    Alati võib algoritmi realiseerida riistvaras nagu juhtautomaadi protsessoris. See tähendab, et algoritm realiseeritakse loogikaskeemina. Edasi loogikaskeemi realiseerimine võib toimuda trükkplaadina komponentidest (mikroskeemidest) koostatud loogikaskeemiga või kristalli pinnal ühe mikroskeemina (ASIC ? application specific integrated circuit). Erinevus on siin vaid tehnoloogilist laadi. ASIC-u valmistamine eeldab terve rea etappide läbimist enne kui meil on valmis oma loogikaskeemi prototüüp katsetusteks. Kogu disain nõuab suhteliselt kalli spetsiaalse tarkvara (CAD ? computer aided design) olemasolu. Kõigi realisatsioonide puhul ei ole sellise tarkvara hankimine võimalik. Selleks, et saada esimene prototüüp on vaja teha kõik maskid ja valmistada mikroskeem. Suurte partiide korral on selliste maskide tegemine ja siis nende abil paljude mikroskeemide valmistamine otstarbekas. Alguses katsetamise ajal on ka suhteliselt aeganõudev, kallis ja tülikas teha muudatusi mida siiski ilmselt vältida ei saa. Muudatused võivad olla tingitud nii disaini vigadest kui ka tellija poolsest nõudmiste muutustest, mis kerkivad esile katsetamise faasis.

    1. Klaviatuur (skaneerimine).

    Kui klaviatuuril toimub mingisugune klahvivajutus (scan kood), saadetakse signaal kahendsüsteemis järjestikkujul mööda siini CPUsse. Klaviatuurist „väljub“ kahendsüsteemis olev ASCII-kood. Igal klahvil on omaette ASCII-kood. Kombineerides erinevaid modifikaatorklahve (CTRL, ALT, Shift), saab ühest klahvist esile kutsuda alternatiivse koodi.

    Kui on vaja sisestada märke, mida klaviatuur ei sisalda, muudab arvuti ASCII-koodi vastavalt teiseks koodiks. Näiteks täpitähed. Klaviatuurilt saadetud signaali saab jälgida digiossiga, mille sisendisse on ühendatud arvuti COM-port, kuhu omakorda terminalist saadetakse täht. Siis jälgime RS232 standardipõhist koodi/signaali.

    Klaviaturi põhiosadeks on lülitid ja kontroller. Lülitid on kas mehhaanilised või mittemehhaanilised. Kontroller skaneerib klahvimaatriksit ja viib tulemuse jadakujule.



    3. Arvutite veakindlus, veakindlad koodid.

    Rikked arvuti riistvaras.



    • Püsivad rikked (Permanent Faults)

      • ühenduste rikked

      • purunenud komponendid

      • tootmisel tekkivad rikked

      • kasutamisel tekkivad rikked

      • projekteerimise vead

    • Mittepüsivad rikked (Nonpermanent Faults)

      • keskond (temperatuur, niiskus, rõhk, ...)

      • vibratsioon ja müra

      • toide

      • magnetväli ja staatiline elekter

      • halvad ühendused

      • takistuse ja mahtuvuse muutused

      • vananemine

    Veakindlad koodid (Error-detecting Codes)

    • vigu avastavad koodid

    • vigu parandavad koodid

    Rikked arvuti riistvaras.

    Püsivad rikked:1.Ühenduste rikked;2.Purunenud komponendid;3.Tootmisel tekkivad rikked;4.Disaini vead.

    Mitepüsivad rikked:1.Keskond (temp. Niiskus, rõhk ...);2.Vibratsioon;3.Toide;4.El. magn väli, staatiline elekter, maandus;5.Halvad ühendused;6.Kriitilised ajad (timing);7.Takistuse ja mahtuvuse muutused, 8.Müra;9.Vananemine.

    Millal testitakse:*Normaalses tööreziimiz. (Online testing,Concurrent testing)*Spetsiaalses testimise reziimis. (Off-line testing).

    Kus on stiimulid: *Süsteemi sees (Self-testing)*Eraldi testri mälus (External testing).

    Milliseid rikkeid testitakse: *Projekteerimise vigu. (Design verification)*Tootmise vigu*Tootmise praaki*Rikkeid (Field testing, Mintenance testing) .

    Milline on testimise objekt: *Mikroskeem IC (Component level testing)*Plaat (Board level testing)*Süsteem (System-level testing).

    Kuidas saadakse testid/oodatavad reakstsioonid: *Mälust. (Stored pattern tetsing)*Genereeritakse testimise ajal. (Algorithmik testing).

    Millises järjekorras antakse teste objektile: *Fikseeritud jäjekorras. *Sõltuvalt eelmise testi tulemustest (Adaptive testing).

    Milline on testimise kiirus: *Normaalsest tööökiirusest aeglasemalt (Static testing)*Töökiirusel (At-speed testing).

    Mida jälgitakse: *Kõiki väljundkombinatsioone *Funktsiooni väljundkombinatsioonidest (Compakt tetsing).

    Milistele objekti punktidele on ligipääs: *Ainult sisenditele/väljunditele. (Edge-pin testing)*Sisenditele/väljunditele lisaks ka sisemistele punktidele. (In-circuit tetsing, Bed-of-nails testing, …)

    Kes kontrollib tetsimise tulemusi: *Süsteem ise (Self-testing, Self-cheking)*Väline seade-tester. (External testing).objekt, test ja etalon.testinfo esitus.rikkemudelid. konstant 0 ja konstant 1 rike ( stuck-at-0 and stuck-at-1 faults, s-a-0 and s-a-1), lühised (Bridges),ühekordsed ja mitmekordsed rikked,testide genereerimine (Test Pattern Generation),kattev testimine (Exhaustive Testing),juhuslik testimine (Random Testing), pseude juhuslik testimine (Pseudo Random Testing),testide genereerimine determineeritud meetodil.

    1. Enamkasutatavad järjestikskeemid.
      1   2   3


    Download 129.17 Kb.

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa


    1. Käsu täitmine protsessoris (käsuloendur, käsuregister, käsu dekooder, operatsioon automaat ja juhtautomaat)

    Download 129.17 Kb.