6526 Üzerine Notlar
Bildiğiniz gibi, 6526 Commodore 64'ünüzün dış dünya ile ilişki kurmasını sağlayan Giriş/Çıkış (G/Ç: ya da isterseniz I/O - Input/Output) devresinin adı. 6526 arızaları Commodore'u ile oyun oynayanların uzun süredir başını ağrıtmakta idi. Teknik servisin kapısını aşındıran bu müşterilerimiz, uzun süredir bu arızanın nereden kaynaklandığını soruyorlardı. Bizim bu müşterilerimizin tecrübelerini birleştiren bu yazı, sorunun teknik ayrıntılarını incelemeyi amaçlıyor.
6526 problemleri iki ayrı başlık altında ele alınabilir. 1) 6526 tümleşik devresinin bizzat kendi yapı ve karakteristiklerinden kaynaklanan arızalar. 2) Bu tümleşik devrenin içinde çalıştığı ortam ve ortamın empoze ettiği muhtemel çalışma koşullarından kaynaklanan arızalar. Dolayısıyla önce 6526 devresinin özelliklerini inceleyelim. İsterseniz işe 6526'nın künyesinden başlayalım:
6526'nın tam ismi 6526 Programmable Interface Adaptor. Kataloglarda kısaca 6526 PIA gibi esrarengiz bir kodla anılan şey yani. Türkçesi, 6526 Programlanabilir Arabirim Uyarlayıcısı. Bilgisayarcılar dünyasında bir ismi daha var: Paralel arabirim ya da Paralel port. 6526'nın bilgisayar ile dış dünya ile ilişki kurduğu pencere olduğunu söylemiştik. Dolayısıyla bu fonksiyonu gereği iki ayrı yüzü var. Biri sistem, diğeri çevresel gereç (peripheral) yüzeyi. Her bir yüzeyde 20'şer adet bağlantı çubuğu (pin) vardır. Önce sistem yüzeyinin bağlantılarından başlayalım:
1-8) Veri Yolu (8 Bit): 6526'nın sistem yüzeyinin ilk 8 bağlantısı veri yolu olarak adlandırılır. 6526 tüm devresi özellikleri ve elektriksel karakteristikleri: 6526 isminin de belirttiği gibi kompleks bir arabirim adaptörü: Bilgisayar ile dış dünyanın iletişim kurduğu pencere bir anlamda. Bilgisayarcıların dünyasında “paralel arabirim” ya da paralel port olarak adlandırılıyor. Tümleşik devrenin fonksiyonu gereği 2 yüzü var. a) sistem yüzü Data yolu (8 BİT) RAW oku/yaz D0 RS0 DA RS1 Saklayıcı (Register) D2 RS2 Seçme girişleri D3 RS3 Bunlar sırasıyla Adres Yolu'nun A0, A1, A2 ve A3 nolu yollarına bağlanır. Böylece 6526 sisteme 16 Byte'lık bir bellek gibi görünür. Saklayıcı haritasını Reference Guide s. 428'de bulabilirsiniz.
Saat girişi (Sistem saat darbeleri için) CS adres dekoder çıkışına bağlanır. Chip Select anlamına gelir. RES sistem reset'ine bağlıdır. Bilgisayar reset edilince çevre birimler de reset olur. 6526 bu bacağını kullanarak sistem reset'i fark eder.
dış dünyadan gelen kesme (interrupt) isteklerini sistem kesme yoluna aktarır.
b) Çevre birim (peripheral) yüzü 2 adet 8 bitlik port vardır. PA0'dan PA7'ye ve PB0'dan PB7'ye kadar pinlerin oluşturduğu A ve B portları. Bu portların her bir yolu 2 adet standart TTL yükü sürebilecek şekilde tasarlanmıştır. PC B portundan okuma ve yazma yapılması durumunda 4 saat darbesi uzunluğunda (lojik 0 seviyesinde) darbe üretir. FLAG Bu sinyal girişine dış dünyanın bilgisayara iletmek istediği kesme istekleri verilir. Buraya uygulanacak darbenin ya da sinyallerin negatife giden kenarı (okla gösterilen kenar)
İD yada
Kontrol saklayıcısındaki (Flag) kesme bitini lojik 1 yapar. TOD Bu giriş 6526'nın içindeki saati kontrol etmek için kullanılır. 6526 saniyenin onda biri hassaslığında bir gerçek zaman saati içerir. Bu saat ile çok hassas zaman ölçümü yapabilmek için TOD girişine 50 (veya programlanırsa 60) Hz.lik darbe katarı veren çok kararlı ve hassas bir osilatör bağlanır. Harici kristal osilatör bağlanmadığı zaman sistem 50/60 Hz.lik saat sürücü sinyalini 9 VAC şebekeden alır. Fakat şebeke geriliminin frekansı 48 ile 52 Hz arasında oynadığı için ölçülen zaman hassas olmaz. Maalesef C 64'te dış dünyaya TOD çıkışı verilmemiştir. Bu çıkışı kullanmak için bilgisayarın içini açıp epeyi uğraşmak gerek. CNT Count anlamına gelen bu kısaltma 6526 içindeki zamanlayıcılara dış dünyanın etkimesini sağlar. Bu sinyali kullanarak darbe sayılabilir, frekans ölçülebilir, darbe genişliği ölçülebilir, ya da harici sinyallerin gecikme zamanları hesaplanabilir. SP 6526, 8 bitlik kaydırmalı bir saklayıcı da içerir. 8 bitlik data'nın seri olarak dışarı çıkartılması ya da içeri alınması bu pinden yapılır. (Bkz. Reference Guide s.432) A ve B portları (toplam 16 bit) hem giriş hem çıkış yapılabilir.
Sistem yüzü Çevrebirim yüzü RSO 4 PAĞ PAA RS2.L RS3 4 -PA3 RES 4. 4PA4 DBO.. 4PAS -PA6 —.PBO DB4 | DB5.. —.PB2 DB6-- —-PB3 DBZ7.. 4.PB4 4.PB&5 — — PS6 — 4PS7 IRA PC ! LTOD LCNT | 1 FLAG
Şimdi ise 6526'yı C-64 sistemi içerisinde çalışan bir alt sistem olarak ele alalım ve bu alt sistemin ana sistemle elektriksel ilişkilerini inceleyelim.
6526'nın elektriksel özellikleri: Burada daha çok Reference Guide s.422 ve s.423'te verilen elektriksel özelliklerin açıklamasını ve yorumunu yazacağız. Dijital devrelerde gürültüden etkileniş kararlılığın bozulmaması için bir gürültü tanımlanmıştır.
Çıkış
|
> Vih > 2.4V Voh > 2.4V
-0.3V < Vil < 2.4V
Yandaki şekil ters çevirmeyen tampon (buffer) kapının transfer karakteristiklerini gösterir. Devrenin toprağında oluşan gürültülerden kapının etkilenip sık sık çıkış değiştirmemesi için gürültü marjını yaklaşık 2.4V civarında tutulmuştur. Girişteki voltaj değişiklikleri 2.4V'un altında kaldığı sürece kapı veya giriş bunu lojik 0 olarak alır. Tümleşik devrenin çalıştığı ortamın sıcaklığı maksimum 70°C olabilir. Daha doğrusu tümleşik devrelerin bu tür ticari versiyonları 0°C ila 70°C arasındaki ortam sıcaklıklarında çalışacak şekilde imal edilmiştir. (Askeri ortamlarda çalışmak üzere tasarlananlar -55°C ile 125°C arasında çalışabilecek şekilde imal edilirler.) Beslenme voltajı maksimum 7V'a çıkabilir. -0.3 volt ile yaklaşık 2V arasındaki giriş voltajları giriş modunda lojik 0 olarak algılanır. Eğer giriş voltajı 2.4 voltun üzerine çıktığı zaman giriş modunda port bu sinyali lojik 1 olarak algılar. Her iki porta da (A ve B) giriş “pull-up” dirençleri bağlanmıştır. Bu dirençler girişleri lojik 1'e çeker. Port giriş durumuna getirildiği zaman eğer port pinlerine dışarıdan bir lojik seviye uygulanmaz ve pinler açıkta bırakılırsa portları okuduğunuzda tüm port pinlerinde lojik 1 seviyesini görürsünüz.
2 Rp
| ©
tamponu
Rpi (giriş pullup direnci)'nin değeri minimum 3.41, maksimum 5 kilo ohmdur. Bunun 5 kilohm olduğunu varsayalım. 5 voltta bu dirençten 1 mA akım geçecektir. Yani bu pinlere bağlanan bir kapının bu girişi lojik 0'a çekebilmesi için bu dirençten çıkan yaklaşık 1 mA'lık akımı batırabilmesi gerekir.
Lojik 1 İs, v | Lojik O | | | Dış Dünya
Giriş tamponu
Tümleşik devre (Giriş modunda olduğu için çıkış tamponu çizilmemiştir.)
Tümleşik devre (giriş modunda olduğu için çıkış tamponu çizilmemiştir). Rpi=5kohm Is=1 mA Yine s.422'de giriş sızıntı akımı (input leakage current) tanımlanmış. Iin ile belirtilen bu akım bu girişlerdeki voltaj Vin=5V iken içeri kaçan akım olarak tanımlanmış. TOD, R/W, FLAG, 02, RES, RS0-RS3, CS pinleri için tipik değeri 4 mikroamper, maksimum değeri 2.5 mikroamper olarak verilen bu akım değeri sistem tasarımı sırasında sistem data, adres ve kontrol yollarının akım yükleme hesapları için kullanılıyor. Giriş ve çıkışlar “Three State” olarak tasarlanmış. Yani gerektiğinde giriş çıkışlar yüksek empedanslı hale geçerek kendilerini sistem bağlantılarından izole edebiliyorlar. Bu durumda çıkışlar o bağlantıdaki lojik seviyeye katkıda bulunmuyorlar, girişler ise o bağlantıdaki lojik seviyeden etkilenmiyorlar. Yüksek empedans durumunda DB0-DB7, SP, CNLİR pinlerinde oluşan çıkış kaçak akımı (Ioz) tipik 4 mikroamper, maksimum 40 mikroamper olarak verilmiştir. S. 422/423'teki spesifikasyonların diğer bir maddesi de 1 çıkış voltajı (output high voltage). Yükleme akımının 200 mikroamperden küçük olduğu durumda PA0-PA7, PC, PB0-PB7, DB0-DB7 pinleri için minimum 2.4 volt olarak verilmiş. Yük akımının 3.2 miliamperden küçük ya da buna eşit olduğu durumda tanımlanan lojik 0 çıkış voltajı (Vol output low voltage) ise 0.40 volt olarak verilmiş. Bu iki tanımdan fark ediyoruz ki lojik 1 ve lojik 0'daki akım karakteristikleri belirgin bir değişiklik gösteriyor. Bu kanımızı s.423'teki tablo da pekiştiriyor.
Çıkış tamponu
Çıkış tamponu (sourcing current) sürdüğü noktaya akım veriyor. Çıkış lojik 0 yapıldığı zaman ise bağlandığı noktadan gelen akımı batırıyor (Sink Current). Tabloda akım karakteristikleri ise şöyle: Çıkış lojik 1 iken 2.4V PA0-PA7, PB0-PB7, PC, DB0-DB7 pinlerinin dışarı sağlayabileceği akım minimum 200 mikroamper, tipik olarak ise 1000 mikroamper (1mA). Mesela PA0 pinini bir NPN transistörün bazını sürmek için kullanırsanız, buradan tipik olarak 1mA sağlayabilirsiniz. Eğer buradan biraz daha fazla akım çekmeye kalkarsanız, voltaj 2.4 voltun altına düşer.
©
PA0 —
Bir NPN transistörü sürmek için port'u lojik 1'e getirmek gerekir. Eğer transistörünüz PNP ise port'un akım batırma (current sink) özelliğinden faydalanabilirsiniz.
PAO
Bu transistörü iletime geçirmek için PA0 bacağını lojik 0 yapmak gerekir. Burada dikkat edilecek nokta PA0 ba-
EEE çıkış voltajı
cağının batırabileceği maksimum akım. Tipik değeri 3.2 mA olan bu akımı 5-6 miliampere çıkartabilirsiniz. Ama daha fazla zorlarsanız port çıkış tamponunu yakma ihtimaliniz var. Elektronikle ilgisi CMOS entegrelerin çıkışına kadar uzananlar, bu teknoloji ile üretilen ilk tümleşik devrelerin insan vücudundaki statik elektrikten bile etkilenip yandığını hatırlarlar. Bu olayın çok basit bir nedeni var.
Q=C*V veya C=Q/V bir kapasitördeki yük ve voltaj ilişkisini tanımlar. C=Farad cinsinden kapasitör. Q=Coulomb olarak kapasitördeki yük V=Volt (kapasitörde oluşan voltaj)
CMOS entegrelerin girişinde MOS-FET bir transistör var. Elektronikçilerin bildiği gibi FET transistörlerin giriş empedansları çok yüksektir (10^12 ila 10^15 ohm civarı). Bu yüzden FET transistörler girişlerinden akım çekmezler. Yalnız iletime geçmesi için giriş kapasitesinin dolması gerekir. Bu kapasitenin değeri ise çok küçüktür. Bu küçük değerli kapasitöre insan vücudundaki küçük değerli elektrik yük aktarılınca V=Q/C bölümünde paydanın (kapasitör değerinin) çok küçük olması nedeniyle bölümün yani oluşan voltajın değeri çok büyük olmakta bu voltaj giriş kapasitesinin dielektriği olan izolasyon bariyerini delmekteydi. Başlangıçta oldukça ciddi bir sorun olan statik elektriğe duyarlılık, bugünün CMOS'larında o kadar da önemli bir sorun değil. İmalatçılar işin kolayını girişe bir zener diyot ilave ederek buldular. Bu zener diyot sayesinde giriş kapasitöründe oluşan gerilim belirli bir değeri aşınca zener diyot iletime geçiyor ve kapasitörü deşarj ediyor. Böylece giriş transistörü korunmuş oluyor. Yalnız databook'ları inceleyenler hemen hemen tüm MOS tümleşik devrelerin veri föylerinde (data sheet) şöyle bir çekinceye rastlarlar. Tüm girişler yüksek statik deşarja karşı koruma devresi içerirler. Fakat izin verilen limitlerin dışına taşmamaya ve bu limitlerin içinde kalmaya azami dikkat gösterilmelidir. Bu notta altı çizilmesi gereken en önemli ifade “izin verilen limitler” olmalı. Yani bu koruma limitsiz bir güvenlik sağlamıyor. Ve bu limitler aşıldığı zaman devrenin tehlikeye gireceğini belirtiyor. Yine s.422'deki COMMENT'i okursanız bu uyarının şöyle devam ettiğini göreceksiniz: “Yukarıda mutlak maksimum şartlar başlığı altında belirtilen büyüklüklerin aşılması ve parçanın bu durumda ortaya çıkan gerilimli çalışma şartlarına uzun süre maruz bırakılması, kalıcı arızalara ve parça güvenilirliğinin ortadan kalkmasına sebep olabilir.” Bugün, tüm elektronik parçaların data sheet'lerinin gedikli dipnotu haline gelen bu satırları okuyucularımız da akıllarından çıkarmamalıdır.
FriendChip Evden çıkmaz olmuştu Cem. Sırf bu yüzden “UYUMSUZLUĞU” ilk kez
“GÖRÜNÜR” olmuştu. Onu evde tutan şey ise elbetteki uyumsuzluğunun tek sorumlusu - nesnesi idi: Computer...
Sonrada bilgisayara ya
Paro Firm 2”
Dostlarının düşüncelerinin aksine, o bilgisayarının ilişkilerinde kendisine yardımcı olduğunu bile ileri sürebilecek kadar uyumsuzlaşmıştı. Daha önce bulamadığı bir şeyi bir yanlışı açığa çıkarmıştı bilgisayar. Ya da bilgisayarla ilişkisi.
yıl skip >: kadar ne bilgisayarlar gördü ne de ben zayıfım :
im değil, kendi durumlarında. Onlar beni hiç kaygılanıyorlar. Hep, huy "bir ben bilgisayarımı" sevi
Yorum. SiÇeklerim;
Maç; köna
Sürecek
Seyfettin ÇANKAYA