วัตถุประสงค์

1. เพื่อให้นิสิตเข้าใจการทำงานของหน่วยความจำประเภทต่างๆ
2. เพื่อให้นิสิตได้ฝึกฝนทักษะในการโปรแกรม EPROM
3. เพื่อให้นิสิตเข้าใจและสามารถออกแบบระบบ BUS เพื่ออ่าน/เขียนข้อมูลจากหน่วยความจำได้
4. เพื่อให้นิสิตได้พัฒนาทักษะในการออกแบบและสังเคราะห์วงจรมากขึ้น

ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง

EPROM (Erasable Programmable ROM) เป็นหน่วยความจำชนิด ROM (Read Only Memory) แต่ข้อมูลใน EPROM สามารถแก้ไขได้โดยการ "โปรแกรม" หรือ burn ก่อนที่จำนำไปใช้ในวงจร ทั้งนี้การโปรแกรมจะต้องอาศัยเครื่องมือเฉพาะเช่น EPROM Programmer และก่อนที่จะโปรแกรมข้อมูลชุดใหม่เข้าไปใน EPROM จำเป็นต้องลบ (erase) ข้อมูลเดิมทั้งหมดก่อน

ใน EPROM รุ่นแรก การลบจะใช้รังสี Ultra Violet ที่มีความเข้มสูงส่งไปที่ EPROM ซึ่งเครื่องมีอเฉพาะที่ทำงานดังกล่าวเรียกว่า EPROM Eraser ต่อมาได้มีการปรับปรุงพัฒนา EPROM ให้สามารถลบได้ด้วยสัญญาณไฟฟ้า เรียกว่า EEPROM (Electrical EPROM) หรือบางทีเรียกว่า E²PROM

ในการต่ออุปกรณ์หน่วยความจำเช่น RAM หรือ EPROM เข้ากับ Databus และ Address เดียวกันนั้น จำเป็นจะต้องมีวิธีในการอ้างอิงถึงอุปกรณ์แต่ละส่วน ซึ่งมีหลักการใหญ่ 2 แบบคือ

• อุปกรณ์ความจำทั้งหมดอยู่ใน Memory Space เดียวกัน (Single Memory Space) โดยการกำหนด Address ให้กับอุปกรณ์แต่ละอุปกรณ์ต่างกัน ซี่งอาจทำโดยใช้ Address Line บางส่วนในการ Enable สัญญาณ Chip Select หรือ Chip Enable ทั้งนี้การ Enable อาจจะใช้วิธีการ Fully coded หรือ Partially Coded ก็ได้ แต่ต้องแน่ใจว่า จะไม่มีอุปกรณ์ถูก Enable พร้อมกันที่ Address ใดๆ ข้อดีของวิธีการนี้คือ ทุกอุปกรณ์จะใช้ Read Cycle และ Write Cycle เดียวกัน
• การแยก Memory Space ซึ่งโดยทั่วไปแยกเป็น 2 Memory Space คือ
  • Program memory space เป็น memory space ที่เก็บโปรแกรม ซึ่งจะมี read cycle เพียงอย่างเดียวซึ่งใช้ในตอน instruction fetch ซึ่งอุปกรณ์หน่วยความจำใน memory space นี้จะเป็น ROM
  • Data memory space เป็น memory space ที่ใช้เก็บข้อมูล ซึ่งจะมีทั้ง read และ write cycle อุปกรณ์หน่วยความจำใน memory space นี้จะเป็น RAM

  จะเห็นได้ว่าอย่างน้อยที่สุดใน Read cycle จะต้องมีสัญญาณเพิ่มสำหรับแยกว่าเป็น Read Cycle ของ Memory Space ใด

การทดลอง

1. ให้นิสิตสร้าง Hex File ที่อยู่บนมาตรฐาน Intel Hex Format ซึ่งประกอบด้วย เลขประจำตัวของนิสิตเอง เริ่มตั้งแต่ Address 00H ไปจนถึง FFH วนซ้ำไปเรื่อยๆ (ให้ขั้นระหว่างข้อมูลแต่ละชุดด้วย FFH) แล้วนำ Hex File ที่ได้ไปทำการโปรแกรมลง EEPROM เช่น
   
   ID เป็น 4170680421 จะได้ข้อมูลเป็น 04h 01h 07h 00h 06h 08h 04h 02h 01h FFh 04h 01h ..... (วนซ้ำไปจนกว่าจะครบ 256 Byte)
   
   
2. ให้นิสิตศึกษาการเชื่อมต่อ EEPROM จากเอกสารของบอร์ดทดสอบ จากนั้นให้ออกแบบและสร้างวงจรที่แสดงค่า (8 บิต) จาก 256 Address แรกของ EEPROM (00H-FFH) โดยเมื่อกดปุ่ม Address จะเลื่อนไปยังตำแหน่งถัดไป (และเมื่อถึง FFH แล้ว ให้เริ่ม Address ถัดไปที่ 00H) โดยให้แสดงค่า Address ออกมายัง LED บน Port DC3 ของบอร์ดทดสอบ (D[43-50]) และแสดงค่า ข้อมูลออกมายัง LED บน Port DC0 ของบอร์ดทดสอบ (D[1-8])

หมายเหตุ

• นิสิตควรจะออกแบบวงจรเป็น Module และทดสอบการทำงานของแต่ละ Module ก่อนนำมาประกอบกันเป็นวงจรใหญ่