دانلود مقاله طراحی و ساخت كارت صوت ISA

همراه با پيشرفت سيستم‌هاي كامپيوتري و ظهور CPU هاي قويتر، باسهاي ارتباطي اجزاء كامپيوتري نيز، دچار تغيير و تحول شده‌اند. باس اولين كامپيوترهاي IBM ، باس XT ي 8 بيتي بود. با ظهور CPU هاي 16 بيتي اين باس جاي خود را به باس AT يا ISA ي 16 بيتي با فركانس كاري 8 مگاهرتز داد… پیشنهاد می کنیم ادامه این مطلب مفید و ارزشمند را در مقاله طراحی و ساخت كارت صوت ISA دنبال نمایید. این فایل شامل 80 صفحه و در قالب word ارائه شده است.

مشخصات فایل طراحی و ساخت كارت صوت ISA

عنوان: طراحی و ساخت كارت صوت ISA
فرمت فایل : word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 80
حجم فایل : 1,20 مگابایت

بخشی از  مقاله طراحی و ساخت كارت صوت ISA را در ادامه مشاهده خواهید نمود.

مقدمه‌اي بر باس ISA

همراه با پيشرفت سيستم‌هاي كامپيوتري و ظهور CPU هاي قويتر، باسهاي ارتباطي اجزاء كامپيوتري نيز، دچار تغيير و تحول شده‌اند. باس اولين كامپيوترهاي IBM ، باس XT ي 8 بيتي بود. با ظهور CPU هاي 16 بيتي اين باس جاي خود را به باس AT يا ISA ي 16 بيتي با فركانس كاري 8 مگاهرتز داد. ظهور CPU هاي 32 بيتي و كاربردهاي سريع گرافيكي از يك طرف و مشكلات باس ISA از طرف ديگر، سازندگان كامپيوتر را بر آن داشت كه به فكر ايجاد يك باس جديد و سريع باشند. بدين ترتيب باسهايي نظير IBM Micro Channel و EISA معرفي شدند كه 32 بيتي بودند. اين باسها داراي سرعت بيشتري نسبت به ISA بودند و بسياري از مشكلات آن را برطرف كرده بودند ولي باز داراي مشكلاتي بودند. مثلا         IBM Micro Channel با ISA سازگار نبود و EISA داراي سازگاري الكترومغناطيسي خوبي نبود.

براي افزايش سرعت مخصوصا براي كارتهاي گرافيكي يك روش اين است كه به جاي اينكه كارتها از طريق اسلاتهاي توسعه نظير ISA به كامپيوتر وصل شوند بطور مستقيم به باس محلي كامپيوتر وصل گردند و بدين ترتيب چندين باس محلي بوجود آمد كه از جمله مهمترين آنها  مي‌توان به باس VESA يا VLBUS اشاره نمود. بوسيله اين باس مي‌توان حداكثر 3 كارت را به باس محلي CPU وصل نمود.

با روي كار آمدن پردازنده پنتيوم و مشكلات موجود در گذرگاههاي قبلي، شركت اينتل به فكر طراحي يك باس استاندارد با سرعت و قدرت بالا افتاد. بدين ترتيب باس PCI معرفي گرديد كه براي دسترسي به اجزاي جانبي با همان سرعت باس محلي طراحي شده است.

باس محلي CPU به دو باس به اسم front side bus و backside bus تقسيم شده است.باس backside يك كانال سريع و مستقيم بين CPU و حافظه كش (مرتبه دوم) را فراهم مي‌كند.باس frontside از يك طرف حافظه سيستم را از طريق كنترلر حافظه به CPU وصل مي‌كند و از طرف ديگر باسهاي كامپيوتر نظير PCI ، ISA و … را به CPU و حافظه سيستم وصل مي‌نمايد.در واقع اين كار باعث گرديده است كه وقتي CPU با حافظه كش كار مي‌كند، وسايل جانبي ديگر بتوانند به حافظه سيستم دسترسي پيدا كنند.

در اين پروژه سعي شده باس ISA به طور كامل مورد بررسي قرار گيرد كه به ترتيب مطالب فصول 1و 2 را تشكيل مي دهند. در اين فصول به طور مفصل مشخصات الكترونيكي اين باسها و نحوه ارتباط آنها با CPU   بيان شده . اميد كه اين پروژه بتواند در تفهيم مطالب مذكور مفيد فايده قرار گيرد.

باس ISA (Industry Standard Arehitecture)

باس ISA كه برخي به آن باس AT نيز مي‌گويند داراي مشخصات زير مي‌باشد‌:

• 16 بيت باس ديتا
• 24 بيت باس آدرس
• 11 خط وقفه IRQ2-ERQ7)،  IRQ14-IRQ15،IRQ10-IRQ12)
• 7 كانال DMA
• ماكزيمم فركانس باس برابر 33/8 مگاهرتز
• سيكل‌هاي باس بدون Wait state را حمايت مي‌كند
• حمايت از masterهاي alternate
• انتقال داده به صورت سنكرون است و Muster هيچ سركشي از Slave به عمل نمي‌آورد. بلكه Master و Slave خود را با كلاك سيستم سنكرون مي‌كنند. ماكزيمم انتقال داده برابر است با :

8/33^MHZ *

 محدوديتهاي ISA

1- باس ديتاي‌ آن 16 بيتي است و نمي‌تواند باس ديتاي 32 و 64 بيتي پردازنده‌هاي پنتيوم را حمايت كند.

2- باس آدرس آن 24 بيتي است و مي‌تواند MB16 حافظه را آدرس كند و قادر نيست باس آدرس 32 بيتي (GB4) پردازنده‌هاي پنتيوم را حمايت كند.

3- شيارهاي گسترش باس ISA بزرگ بوده و علاوه بر اينكه جاي زيادي را مي‌گيرد به دليل افزايش اثرات فازي و القايي فركانس باس به 33/8 مگاهرتز محدود مي‌گردد. يعني CPU كه با فركانسهاي بالا نظير 50 مگاهرتز كار مي‌كند هنگام كار با ISA با نرخ 33/58 مگاهرتز تبادل داده مي‌كند. به علت كم بودن پايه‌هاي زمين اثرات تابش فركانس راديويي و اثرات Crosstalk كاهش نيافته و ISA از نظر اجرايي دچار مشكل مي‌گردد.

4- چون وقفه‌ها (IRQها) حساس به لبه‌اند، به هر يك فقط يك وسيله مي‌تواند اختصاص پيدا كند. و دو يا چند وسيله نمي‌توانند از يك پايه وقفه مشترك استفاده نمايد. در سيستم‌هاي فركانس بالا، وقفه حساس به لبه، به دليل نويز در ورودي IRQ،‌ امكان فعال شدن غلط وجود دارد.

5- در كامپيوترهاي قديمي PC/XT 4 كانال DMA 8 بيتي وجود داشت كه كانال 0 براي Refresh حافظه‌هاي DRAM بكار مي‌رود. كانالهاي 3-1 بعنوان DMA براي انتقال داده بكار مي‌روند.

     در كامپيوترهاي جديد PC/AT،‌ كانال 0 وظيفه Refresh حافظه‌هاي DRAM را بر عهده ندارد و بجاي آن يك مدار Refresh اين كار را انجام مي‌دهد. بنابراين كانال 0 نيز مي‌تواند مانند بقيه كانالها براي  انتقال داده استفاده شود. در كامپيوترهاي PC/AT، 3 كانال DMA، 16 بيتي اضافه شده است. پس در مجموع 7 كانال DAM وجود دارد كه كانالهاي 5 الي 3، 8 بيتي و كانالهاي 4 الي 7، 16 بيتي هستند. مشكلي كه وجود دارد انستكه كانالهاي DMA 16 بيتي تنها قادر به انتقال داده از آدرس‌هاي زوج هستند ولي DOS داده را از آدرس فرد يا زوج به حافظه RAM منتقل مي‌نمايد و با اين كار سازگار نيست. بنابراين عمليات انتقال بجاي DMA از طريق CPU انجام مي‌گيرد.

سيگنالهاي گذرگاه ISA :‌

خطوط آدرس A0-A19

A0-A19 (كه به آن SA0-SA19 نيز مي‌گويند) جهت دستيابي به حافظه‌ و I/Oها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. چون سرعت CPU زياد است و ممكن است چپ‌هاي جانبي با اين سرعت كار نكنند و قبل از برداشتن آدرس توسط وسايل جانبي آدرس نامعتبر گردد. بنابراين آدرس را latch مي‌كنيم (مثلاً توسط 74373). اين كار توسط سيگنال ALE انجام مي‌گيرد. تراشه Latch توسط لبه بالا رونده ALE فعال مي‌شود و خطوط آدرس در لبه پايين رونده ALE در داخل Latch قرار مي‌گيرند. اين كار در درون PC  انجام مي‌شود و خطوط فوق كه در Slot موجود مي‌باشند Latch شده هستند و در طول سيكل خواندن يا نوشتن ثابت مي‌مانند.

براي وسايل I/O فقط پايه‌هاي A0-A15 استفاده مي‌شود و خطوط وزن بالا براي كار با حافظه مي‌باشند.

: (Address Latch Enable) ALE

     اين سيگنال براي ايجاد اطلاعات زماني براي latch كردن آدرس بكار مي‌رود. لبه بالارونده اين سيگنال وجود آدرس معتبر را روي پايه‌هاي A0-A19 نشان مي‌دهد. لبه پايين‌رونده، ALE را مي‌توان براي latch كردن آدرس‌هاي دريافتي از ريزپردازنده‌ بكار برد. آدرس روي خطوط آدرس از لبه پايين‌رونده اين سيگنال تا آخر سيكل باس معتبر است.

: (Address Enable)

     اين سيگنال براي اين منظور بكار مي‌رود كه مشخص نمايد كدام يك از دو وسيله پردازنده يا DMA كنترل باس را در اختيار دارد.

1=AEN : كنترل باس در اختيار DMA است.

0=AEN : كنترل باس در اختيار CPU است.

CLK :

     فركانس سيستم است كه تمام عمليات خواندن و نوشتن با اين كلاك سنكرون هستند. در كامپيوترهاي PC/XT، CLK=4.7MHZ است. در كامپيوترهاي PC/AT، CLK=6MHZ، است. در PCهاي بعدي اين فركانس بالاتر است. البته مقدار آن توسط بايوس سيستم قابل انتخاب است.

باس اطلاعات D0-D7 :

     باس اطلاعات دوطرفه 8 بيتي كه براي ارتباط با I/O، حافظه و ساير المانهاي سيستم مي‌باشد.

DRQ1 ،‌DRQ2 ، DRQ3 ، DACK1 ، DACK2 ، DACK3  تقاضايDMA و تصديق DMA :

     اين سيگنالها براي بدست آوردن كانال DMA مورد استفاده قرار مي‌گيرد. وسايل جانبي كه مي‌خواهند ازكانال DMA استفاده نمايند، پاية DRQ را 1 مي‌كنند. اين پايه تا وقتي در حالت  1 مي‌ماند كه DACK فعال شود، (از 1 به 0 تغيير حالت دهد) در مواردي كه بيش از يكي از DRQ1 ، DRQ2 ، DRQ3 فعال شده باشد، DRQ1 بالاترين اولويت و DRQ3 پايين‌ترين اولويت را دارد.

: (Terminal Count) TC

     TC يك سيگنال خروجي است كه هر وقت شمارنده كانال DMA به پايان شمارش خود مي‌رسد و در واقع سيكل كانال DMA تمام مي‌شود اين پايه 1 مي‌گردد.

 : (I/O Channel Cheek)

          سيگنال فوق يك پايه ورودي است كه فعال 0 مي‌باشد و به مادربورد سيستم خبر بروز خطا در كارت قرار گرفته در اسلات را مي‌دهد. در داخل سيستم پين، به پايه  پردازنده وصل شده تا پردازنده بدون اتلاف وقت به خطاي فوق پاسخ دهد.

  (I/O Channel Ready) :

          زمانيكه اين سيگنال توسط يك كارت موجود در اسلات 0 گردد يك تأخير به پردازنده داده خواهد شد. حداكثر زمانيكه اين پايه مي‌تواند 0 گردد توسط سرعت سيستم محدود مي‌گردد. مثلاً در PC/AT با سرعت MHZ6 اين سيگنال نبايد بيش از 5/2، 0 گردد. در واقع اين سيگنال به وسايل سرعت پايين اجازه كار با پردازنده‌هاي سرعت بالا را مي‌دهد.

          در شكل زير خلاصه timing لازم جهت عملكرد درست سيگنال  نشان داده شده است. براي يك سيستم PC/XT، اين سيگنال بطور معمول 1 بوده و بايد 90 نانوثانيه قبل از لبة پالس T3 به حالت 1 برگردد.

 و  :

          اين دو سيگنال جهت خواندن و نوشتن از I/O مورد استفاده قرار مي‌گيرند. فعال شدن  باعث مي‌شود تا ابزار I/O اطلاعات را از روي باس ديتا بردارد. فعال شدن  باعث گذاشتن اطلاعات بر روي باس ديتا توسط وسايل I/O مي‌گردد.

IRQ3-IRQ7 و IRQ9 (پايه‌هاي تقاضاي وقفه) :

          وقتي هر كدام از پايه‌هاي فوق از 0 به 1 تغيير مي‌كنند يك سيگنال وقفه به CPU ارسال مي‌گردد. اگر همزمان چند پايه فعال گردد، اولويت به IRQ9 و سپس IRQ3 ، IRQ4 و… داده مي‌شود. ERQ9 بالاترين اولويت و IRQ7 پايين‌ترين اولويت را دارد.

IRQ7 , IRQ6 , ERQ5 …………….IRQ3 , IRQ9

                             بالاترين اولويت                                                                                        پايين‌ترين اولويت

OSC :

سيگنال بعنوان خروجي بوده و فركانس 31818/14 مگاهرتز دارد و dluty cycle اين سيگنال 50 درصد مي‌باشد و اين سيگنال با سيگنال CLK سنكرون نمي‌باشد

:

اين سيگنال خروجي بوده و فعال شدن آن (0 شدن) نشان مي‌دهد كه يك سيكل تازه‌سازي حافظه‌هاي ديناميكي در حال انجام است.

RESET DRV (راه‌انداز پايه ريست):

يگ سيگنال خروجي است كه فعال 1 مي‌باشد. و براي ريست كردن ابزارها و كارت‌هاي موجود در اسلات‌ها استفاده مي‌گردد. اين سيگنال توسط مادربورد براي ريست و برنامه‌ريزي كارت‌هاي موجود در اسلات‌ها در زمان روشن شدن سيستم (Power on) و قبل از برنامه‌ريزي توسط BIOS به كار برده مي‌شود.

 و (خواندن و نوشتن در حافظه):

          اين دو سيگنال براي خواندن و نوشتن در حافظه مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين دو سيگنال فقط زماني فعال مي‌شوند كه محدوده آدرس در بازه 00000 تا FFFFF (1MB) باشد. اين دو سيگنال بوسيله سيكل‌هاي 8 بيتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

 :(Zero Wait States)

          يك سيگنال ورودي با حالت فعال 0 است كه ميزان تأخير خواندن و نوشتن در I/O يا حافظه را 0 تعيين مي‌كند. مدار مولد تأخير در مادربورد بطور اتوماتيك  يك سيكل تأخير را در سيكل‌هاي خواندن و نوشتن حافظه و I/O قرار مي‌دهد. با اين سيگنال مي‌توان اين تأخير را 0 تعريف نمود. فعال شدن اين سيگنال بايد توسط يك مدار كلكتور باز يا tri-state با جريان mA20 انجام گيرد. باس ISA 16 بيتي بدون وجود اين سيگنال در 3 پالس ساعت كامل مي‌شود و با وجود اين سيگنال در 2 پالس ساعت كامل خواهد شد.

پايه‌هاي تغذيه ⁷+5 و ⁷-5 و ⁷+12 و ⁷-12 و GND و GND

سيگنالهاي قسمت 36 پين، پايين باس ISA بصورت زير مي‌باشند.

A17-A23 يا :(unlatcched Address 17-23)(LA17-LA23)

          همانطور كه مي‌دانيم در قسمت اول اسلات ISA خطوط آدرس A0-A19 وجود دارد بنابراين انتظار مي‌رفت كه فقط خطوط A20-A23 را داشته باشيم. اما يك المثني از سيگنالهاي A17 تا A19 در قسمت اضافه شده ISA قرار داده شده است. سيگنالهاي A0-A19 در اسلاتهاي ISA 8 بيتي بصورت لچ شده مي‌باشند پروسه لچ به تأخير باس آدرس اضافه مي‌كند. به اين دليل سيگنالهاي LA17-LA23 لچ نشده و مستقيماً به پردازنده وصل مي‌شوند. چون اين سيگنالها لچ نشده‌اند در طول خواندن و نوشتن با ثبات نيستند، به اين دليل بايد بوسيله كارت اضافه شده لچ شوند تا آدرس‌ها با ثبات گردد. اين خطوط آدرس در لبه بالا رونده سيگنال ALE در دسترس بوده و از لبه پايين رونده اين سيگنال مي‌توان بر لچ كردن خطوط آدرس استفاده نمود

: D8-D15

          8 بيت وزن بالاي گذرگاه داده 16 بيتي ISA مي‌باشند. وسايل I/O مي‌توانند با باس ISA بصورت 8 بيتي يا 16 بيتي ارتباط برقرار نمايند. باس ISA را مي‌توان بصورت 8 بيتي يا 16 بيتي بكار برد. اگر بخواهيم باس ISA را بصورت 16 بيتي بكار ببريم بايد پايه ورودي  را 0 كنيم. اگر اين پايه 1 باشد باس ISA بصورت 8 بيتي مي‌باشد. بسته به اينكه I/O و باس ISA چند بيتي باشد حالات زير وجود دارد.

• باس ISA و I/O هر دو 8 بيتي باشند : در اينصورت وسيله I/O به خطوط D0-D7 وصل مي‌گردد.
• باس ISA و I/O هر دو 16 بيتي باشند : در اينصورت وسيله I/O به خطوط D0-D15 وصل مي‌گردد.
• باس ISA 16بيتي و I/O 8 بيتي باشد : در اينصورت وسيله I/O به خطوط D0-D7 وصل مي‌گردد، در اينصورت هر انتقال داده 16 بيتي در دو سيكل متوالي  انجام مي‌گيرد كه در هر سيكل يك بايت انتقال مي‌يابد، و در اينحالت بايد پايه    1 گردد (غيرفعال شود).

DRQ0 ، DRQ5 ، DRQ6 ، ‌DRQ7 ، DACK0 ، DACK5 ، DACK6 ، DACK7 :

          چهار كانال DMA بوسيله اين سيگنالها قابل دستيابي هستند. DRQ0 براي يك كانال DMA 8 بيتي است. در حاليكه DRQ5-DRQ7 كانالهاي 16 بيتي مي‌باشند. در كامپيوترهاي XT كانال DMA0 براي Refresh حافظه‌هاي DRAM استفاده مي‌شد. ولي در كامپيوترهاي AT اين كانال آزاد شده و عمل Refresh حافظه‌هاي DRAM به طريق ديگر انجام مي‌شود.

يك سيگنال ورودي فعال است كه به باس ديتا  اجازه انتقال 16 بيتي را مي‌دهد. در كامپيوترهاي AT براي سازگاري با كامپيوترهاي XT، گذرگاه داده 8 بيتي است. و در واقع اگر بخواهيم با باس ISA بصورت 16 بيتي كار كنيم بايد اين پايه را 0 كنيم. اين پايه بايد از طريق يك درايور كلكتور باز يا tri-state با جريان‌دهي حداقل mA20 راه‌اندازي شود.

يك سيگنال ورودي فعال 0 است كه جهت كار كردن حافظه‌ها با پردازنده بصورت 16 بيتي بكار برده مي‌شود. اين پايه بايد از طريق يك درايور كلكتور باز يا tri-state با جريان‌دهي حداقل mA20 راه‌اندازي شود.

:IRQ10-IRQ15

اين پايه، پايه‌هاي وقفه هستند كه داراي اولويت بالاتري نسبت به وقفه IRQ3 تا IRQ7 مي‌باشند ولي اولويت پايين‌تري نسبت به IRQ9 دارند.

 يا MASTER16# :

اين سيگنال ورودي فعال صفر است. كه بوسيله كارت ISAي 16 بيتي فعال مي‌شود. معمولاً اين سيگنال وقتي فعال مي‌شود كه كارت ISA ي طراحي شده خودش داراي پردازنده باشد و بخواهد كنترل باس سيستم را در اختيار بگيرد. در اينحالت جهت بافرهاي باس معكوس مي‌شود. و MASTER روي كارت ISA، آدرس و اطلاعات مربوط به نوع سيكل باس را فعال مي‌كند. نكته‌اي كه در اينجا وجود دارد آنستكه MASTER خودش نمي‌تواند مستقيماً به باس سيستم دسترسي پيدا كند بلكه براي اين منظور از كانالهاي DMA استفاده مي‌كند. به اين دليل قبل از فعال كردن ورودي MASTER، كارت ISA بايد يكي از پايه‌هاي DRQ را فعال كند و پس از دريافتن سيگنال DACK، كارت ISA مي‌تواند پاية MASTER را فعال كند.

فهرست مطالب مقاله طراحی و ساخت كارت صوت ISA, در ادامه قابل مشاهده می باشد.

• پيش‌گفتار 1
• مقدمه‌اي بر باس ISA              3
• ISA BUS
• مقدمه‌اي بر كارت صوت        40
• اصول طراحي كارت صوت پروژه       44
• شرح كار قسمتهاي مختلف مدار              47
• مباحث نرم‌افزاري   54
• ضميمه‌ها

در صورت تمایل شما می توانید مقاله طراحی و ساخت كارت صوت ISA را به قیمت 25900 تومان از سایت فراپروژه دانلود نمایید. اگر در هر کدام از مراحل خرید یا دانلود با سوال یا ابهامی مواجه شدید می توانید از طریق آدرس contact-us@faraproje.ir و یا ارسال پیامک به شماره: 09382333070 با ما در تماس باشید. با اطمینان از وب سایت فراپروژه خرید کنید، زیرا پشتیبانی سایت همیشه همراه شماست.