Interfacing i8088 dengan Memori

Transkripsi

1 Interfacing i8088 dengan Memori Memori harus tersedia pada suatu sistem mikroprosesor, baik untuk menyimpan program maupun untuk menyimpan data. Tergantung dari kebutuhan, memori yg dapat digunakan oleh µp Intel 8088 berbeda-beda berdasarkan ukurannya. Ada yg hanya ¼ KByte (256 Byte) sampai 128 KByte per kepingnya (per IC = Integrated Circuit). Memory Size Memory Map Address line used 256 Byte 00 FF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A Byte 000 1FF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 1 Kbyte 000 3FF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 2 Kbyte 000 7FF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 4 Kbyte 000 FFF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 8 Kbyte FFF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A Kbyte FFF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 A Kbyte FFF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 A 13 A Kbyte 0000 FFFF A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 ROM vs. RAM Data di ROM hanya dapat dibaca saja sedangkan data di RAM dapat dibaca dan juga ditulis. Hal ini menyebabkan secara hardware mereka berbeda. Contoh : Sebuah keping memori ROM dengan kapasitas 2 KByte Sebuah keping memori RAM dengan kapasitas 2 KByte A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 GND 1 24 Vcc 2 23 A A Vpp A PGM 8 2 Kbyte 17 D7 9 PROM 16 D D A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 GND 1 24 Vcc 2 23 A A A Kbyte 17 D7 9 SRAM 16 D D Nama Fungsi Tipe D 0 D 7 Chip Select (Active Low) digunakan untuk mengaktifkan memori. Untuk dapat diakses datanya, dari suatu memori (baik ROM maupun RAM) harus diaktifkan terlebih dahulu Data bus 8 jalur (8 bit) sebagai saluran data antara isi memori dgn data bus eksternal, untuk mengambil data dari memori atau menuliskan data ke memori In Out (ROM) In+Out (RAM)

2 A 0 A 10 Address bus (A 0 A 10 ) digunakan untuk mengaktifkan salah satu set data-8-bit dari total kapasitasnya = 2 11 x 8 bit = 2048 byte (lihat tabel) Nama Fungsi Tipe Output Enable (Active Low) jika diaktifkan maka salah satu set data-8-bit dalam RAM dapat dibaca In Write Enable (Active Low) jika diaktifkan maka salah satu set data-8-bit dalam RAM dapat ditulis In PGM Program (Active +18 Volt) digunakan untuk menulis ke dalam ROM In Pada kasus RAM, struktur internal pengaksesannya adalah sebagai berikut : In DATA ARRAY D5 D6 D7 Sinyal dan akan mengaktifkan salah satu set dari 3-state buffer (jika diaktifkan! arah data masuk ke dalam memori, jika diaktifkan! arah data keluar dari memori). Untuk menyambungkan suatu keping memori dengan µp Intel 8088 dibutuhkan 3 penyambungan yaitu sambungan untuk data, alamat, dan kontrol. Sambungan data adalah secara langsung karena lebarnya sama-sama 8 bit (D 0 D 7 ) baik dari sisi µp Intel 8088 maupun dari sisi memori. Sambungan alamat tergantung dari kapasitas memori yg digunakan (lihat tabel). Misalnya memori yg digunakan berkapasitas 2 Kbyte, berarti address line yg digunakan untuk mengakses suatu data pada memori tersebut adalah A 0 A 10. Maka yang diambil dari µp Intel 8088 adalah address line yg bersesuaian yaitu A 0 A 10, dimana :

3 Pin A 0 dari µp Intel 8088 disambungkan pada masukan A 0 RAM/ROM, Pin A 1 dari µp Intel 8088 disambungkan pada masukan A 1 RAM/ROM, Pin A 2 dari µp Intel 8088 disambungkan pada masukan A 2 RAM/ROM, Pin A 3 dari µp Intel 8088 disambungkan pada masukan A 3 RAM/ROM, dst sampai Pin A 10 dari µp Intel 8088 disambungkan pada masukan A 10 RAM/ROM Sambungan kontrol yg diperlukan adalah : 8088 RD IO /M WR signal signal Mem READ to pin Mem WRITE to pin untuk kasus RAM, sinyal Memory Read digunakan untuk memberitahu keping memori yg telah diaktifkan pin -nya bahwa jenis akses adalah READ. Untuk itu digunakan sebuah gerbang OR untuk menggabungkan sinyal RD dan IO/M dari µp Intel Sinyal Memory READ yang active-low ini akan disambungkan pada pin yang juga active-low. sinyal Memory Write digunakan untuk memberitahu keping memori yg telah diaktifkan pin -nya bahwa jenis akses adalah WRITE. Untuk itu digunakan sebuah gerbang OR untuk menggabungkan sinyal WR dan IO/M dari µp Intel Sinyal Memory WRITE yang active-low ini akan disambungkan pada pin yang juga active-low. sinyal : untuk mengaktifkan suatu keping memori. Sisa dari Address line yg tidak digunakan (A 12 A 19 ) akan dipakai untuk mengaktifkan memori tersebut (masukan Chip Select).

4 Contoh sambungan 8088 dengan sebuah ROM (gambar atas) dan sebuah RAM (gambar bawah) D5 D6 D7 D5 D6 D7 8 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 11 (a) (b) (c) D5 D6 D7 D5 D6 D7 8 RD IO /M WR RD IO / M WR RD IO /M WR A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 11 (a) (b) (c) Pada gambar di atas dapat diperhatikan : 1. sambungan untuk data adalah langsung (direct connection) tanpa perantara. Dimana D n dari i8088 disambungkan dengan D n yg bersesuaian (n = 0..7)

5 2. sambungan untuk alamat tergantung pada Address Line yg dibutuhkan untuk mengaktifkan salah satu set flip-flop di dalam memori. Untuk kasus diatas: salah satu dari 2048 (2 11 )set flip-flop akan diaktifkan dgn A 0 A 10 dari i sambungan bus kontrol adalah untuk memberikan sinyal RD atau WR dari 8088 ke untuk menandakan jenis akses data (apakah READ! membaca data dari memori, ataukah WRITE! menulis data ke memori). Dan untuk sinyal, karena hanya ada satu keping memori yg digunakan, maka pengaksesan memori hanya terjadi pada /. Sehingga / tersebut selalu dalam keadaan aktif. Gambar (b) dan (c) merupakan cara lain (yg lebih sederhana) untuk menggambarkan interkoneksi (bus data dan bus alamat) antara 8088 dgn memori. Interfacing µp Intel 8088 dengan 2 buah keping memory Jika digunakan dua buah, akan timbul masalah ketika µp Intel 8088 akan mengakses data pada alamat dimana akan ada suatu data dari yg pertama dan ada data lainnya dari yang kedua. Untuk menghindarinya, diperlukan suatu mekanisme pemilihan (selector) yang akan memilih salah satu. Jadi dalam suatu saat hanya ada satu yang aktif. Untuk hal ini, disediakan sebuah masukan pada yang disebut dgn (Chip Select) yang aktif Low. Jika diaktifkan (diberikan Low Voltage) maka data didalam akan dapat diakses oleh i8088. Sebaliknya jika tidak diaktifkan (diberikan High Voltage) maka data didalam tidak akan dapat diakses. Karena hanya ada 2 pilihan (2 buah ) maka dapat digunakan sebuah gerbang inverter dimana untuk mengaktifkannya kita gunakan A 19. Hal yang sama juga berlaku untuk ROM A B (a)

6 WR RD 8088 A B IO/M Mem READ Mem WRITE (b) Peta memori untuk sistem diatas adalah sebagai berikut : A = FFFFF = = 807FF = = 7FFFF = = 007FF = KByte berisi pengulangan content B (atau B) 2 KByte dari B (atau B) 510 KByte berisi pengulangan content A (atau A) 2 KByte dari A (atau A) second half 512 K Byte selected when = 1 first half 512 K Byte selected when = 0 Terjadinya pengulangan content memori karena tidak semua Address Line sisa (A 11 A 19 ) digunakan untuk menghasilkan sinyal. Perhatikan bahwa pada saat Address Bus berisi 00000H dan 00800H, memori A (atau A) tetap diaktifkan. Dan pada kedua kondisi tersebut, set flip-flop yg sama (yg pertama) yg akan diakses. Untuk menghindari terjadinya pengulangan isi memori, maka seluruh sisa Address Line yg tidak tersambung ke memori, harus di-kode-kan untuk menghasilkan sinyal. Pada

7 kasus diatas, untuk menghasilkan sinyal, maka seluruh A 11 A 19 harus di-kode-kan (tidak hanya A 19 saja). Masalah akan menjadi besar jika kita akan menggunakan lebih dari dua buah, dimana harus ada suatu sistem selektor untuk mengaktifkan salah satu memori. Disini kita akan mendesainnya dengan gerbang logika. N1 A N2 B i8088 N3 C A18 N4 D RD Mem READ IO / M WR Mem WRITE Peta memori untuk sistem diatas adalah sebagai berikut : A = FFFFF = C = C07FF = C = BFFFF 254 KByte berisi pengulangan content D 2 KByte dari D 254 KByte berisi pengulangan content C = = 807FF 2 KByte fourth quarter 256 KByte selected when = 1 & A18 = 1 third quarter 256 KByte selected when = 1 & A18 = 0

8 = dari C

9 = 7FFFF = = 407FF = = 3FFFF = = 007FF = KByte berisi pengulangan content B 2 KByte dari B 254 KByte berisi pengulangan content A 2 KByte dari A second quarter 256 KByte selected when = 0 & A18 = 1 first quarter 256 KByte selected when = 0 & A18 = 0 Untuk menghindari terjadinya pengulangan isi memori, maka seluruh sisa Address Line yg tidak tersambung ke IC memori tersebut harus di-kode-kan untuk menghasilkan sinyal. Sebagai contoh, kita akan membuat Address Decoder yg akan mengaktifkan salah satu dari 4 IC memori yg berbeda-beda kapasitasnya. Karena sambungan data dan kontrol selalu tetap, maka yg perlu diperhatikan hanya sambungan alamatnya saja (disesuaikan dengan tabel). Interface ke 2708 = 1 Kbyte untuk aktivasi dari 2708 untuk mengakses memori 2708 address line : A 19 A 18 A 17 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Interface ke = 2 Kbyte untuk aktivasi dari untuk mengakses memori address line : A 19 A 18 A 17 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Interface ke 2732 = 4 Kbyte untuk aktivasi dari 2732 untuk mengakses memori 2732 address line : A 19 A 18 A 17 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Interface ke 2764 = 8 Kbyte untuk aktivasi dari 2764 untuk mengakses memori 2764 address line : A 19 A 18 A 17 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11 A 10 A 9 A 8 A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 Kita akan menggunakan 4 buah gerbang OR yg berbeda untuk mengaktifkan masingmasing memori. untuk 2708 kita membutuhkan gerbang logika OR 10 input (A10 ), untuk kita membutuhkan gerbang logika OR 9 input (A11 ), untuk 2732 kita membutuhkan gerbang logika OR 8 input (A12 ), dan untuk 2764 kita membutuhkan gerbang logika OR 7 input (A13 ).

10 A18 A18 Peta memori untuk sistem diatas adalah sebagai berikut : = FFFFF A13 A14 A15 A16 A17 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 Address Decoder Address Decoder Address Decoder Address Decoder to of 2764 to of 2732 to of to of = C = C1FFF = C = BFFFF = = 80FFF = = 7FFFF = = 407FF = = 3FFFF = = 003FF = KByte empty 8 KByte dari KByte empty 4 KByte dari KByte empty 2 KByte dari 255 KByte empty 1 KByte dari 2708

11 Alternatif lain (dan juga yg paling banyak diterapkan) untuk mengaktifkan salah satu keping memori adalah dengan menggunakan address decoder. Decoder adalah suatu alat yang akan menterjemahkan kondisi input dengan mengaktifkan salah satu outputnya. Setiap output dari decoder akan dihubungkan ke masukan dari salah satu keping memori. Karena hanya ada satu output yg aktif, maka hanya ada satu keping memory yg diaktifkan. Pada contoh diatas (4 buah ), karena ada 4 buah keping yang akan diaktifkan, maka dibutuhkan decoder 2-to-4 yang memiliki 4 buah output dan salah satu output akan mengaktifkan salah satu keping memori yang bersesuaian. A18 ENABLE 2 - to - 4 Decoder Y0 Y1 Y2 Y3 ENABLE A 19 A 18 Y 3 Y 2 Y 1 Y A B C D 1 X X Mengacu pada tabel operasi diatas, kita dapat menggunakan : output Y0 untuk mengaktifkan -A dimana ini terjadi pada saat = 0 & A18 = 0. output Y1 untuk mengaktifkan -B dimana ini terjadi pada saat = 0 & A18 = 1. output Y2 untuk mengaktifkan -C dimana ini terjadi pada saat = 1 & A18 = 0. output Y3 untuk mengaktifkan -D dimana ini terjadi pada saat = 1 & A18 = 1. Sedangkan untuk menyeleksi 8 keping memori, kita dapat menggunakan 3-to-8 Decoder yang akan menterjemahkan sinyal A17, A18, dan untuk mengaktifkan salah satu dari 8 keping memori.

12 Rangkaian lengkap dari sistem µp Intel 8088 dengan 4 keping memori ada pada gambar berikut ini : A i8088 B C A18 2 to 4 Decoder D

13