Sơ đồ khối của một chip được đọc như thế nào?

• Bộ xử lý
• ROM
• RAM
• Cổng vào
• Cổng ra

Bạn sẽ học được gì

• Nói được sơ đồ khối cho thấy gì và bỏ qua gì.
• Nhận ra các khối thường gặp trong sơ đồ khối của vi điều khiển.
• Đọc được ý nghĩa của đường nối chung và đường nối riêng.

Cần biết trước

Không cần kiến thức trước. Bài dùng vi điều khiển làm ví dụ vì giáo trình Đại học Texas tại Austin mô tả sơ đồ của nó rõ.

Sơ đồ khối cho thấy điều gì?

Sơ đồ khối của một hệ thống cho thấy dòng thông tin, và mũi tên chỉ từ nguồn tới đích, theo giáo trình về giao tiếp của Đại học Texas tại Austin. Mỗi khối là một bộ phận, mỗi đường nối cho biết hai bộ phận trao đổi với nhau.

Vi điều khiển là một máy tính rất nhỏ chứa mọi thành phần của máy tính trên một chip: bộ xử lý, bộ nhớ và các cổng vào/ra, theo giáo trình nhập môn của cùng trường. Sơ đồ khối cho thấy ba nhóm này và cách chúng nối với nhau.

Cách đọc gồm ba bước:

1. Tìm từng khối và gọi tên nó.
2. Theo mũi tên từ khối nguồn tới khối đích.
3. Xem đường nối nào dùng chung cho nhiều khối.

• Điểm bắt đầu
• Các khối trung gian
• Khối đích

Các khối thường gặp là gì?

Có ba nhóm khối: bộ xử lý, bộ nhớ và cổng. Bộ xử lý (CPU) gồm khối tính toán số học và logic (ALU), khối điều khiển và các thanh ghi.

Bộ nhớ có hai loại. RAM mất thông tin khi nguồn bị ngắt rồi cấp lại. ROM giữ lại thông tin trong trường hợp đó.

Cổng là nơi thông tin vào và ra: thông tin đi vào qua cổng vào và đi ra qua cổng ra.

• Khối tính toán số học và logic
• Khối điều khiển
• Thanh ghi
• RAM
• ROM

Đường nối cho biết điều gì?

Đường nối chung là bus, tức một bó dây dùng để chuyển thông tin giữa các khối. Số bus và cách các khối dùng chúng khác nhau tùy chip.

Giáo trình nêu hai kiểu. Với kiểu Harvard, chip có bus riêng cho dữ liệu và bus riêng cho lệnh, nên lệnh được lấy từ ROM flash cùng lúc với dữ liệu được trao đổi với bộ nhớ. Với kiểu von Neumann, một bus dùng chung cho cả dữ liệu và lệnh, nên dữ liệu phải đi từng cái một.

Vì vậy cùng một cụm khối, hai cách vẽ đường nối cho hai cách chạy khác nhau.

• Hai đường riêng
• Một đường chung

Ví dụ trong đời sống

Hãy nghĩ tới bản đồ một khu bếp nhà hàng. Mỗi ô là một khu: nhận hàng, kho, bếp chính, quầy ra món. Mũi tên chỉ hàng đi từ đâu tới đâu. Một hành lang chung có thể phục vụ cả bếp lẫn kho, hoặc mỗi khu có lối riêng.

Đây chỉ là phép so sánh để nhớ. Sơ đồ chip thật có số khối và bus do từng chip quy định.

Trở lại sơ đồ minh họa của vi điều khiển: bắt đầu ở khối cổng vào và theo đường nối tới bộ xử lý. Tiếp theo, tìm RAM để biết khối nào trao đổi dữ liệu với bộ xử lý, rồi tìm ROM để nhận ra nơi chứa lệnh. Cuối cùng, theo đường tới cổng ra. Nếu đường lấy lệnh và đường dữ liệu được vẽ riêng, đối chiếu với kiểu Harvard; nếu dùng chung một bus, đối chiếu với kiểu von Neumann. Lượt đọc này cho biết quan hệ giữa các khối, chưa cho biết vị trí vật lý của chúng.

Hiểu lầm thường gặp

Sơ đồ khối không vẽ vị trí thật. Khối nằm cạnh nhau trên giấy chưa chắc nằm cạnh nhau trên chip.

Sơ đồ khối không cho biết tốc độ hay kích thước. Nó cho biết bộ phận nào nối với bộ phận nào.

Một đường dày không tự nói là bus chung. Hãy xem nó nối bao nhiêu khối.

Câu hỏi thường gặp

Vi điều khiển có những thành phần nào?

Bộ xử lý, bộ nhớ và cổng vào/ra trên cùng một chip.

RAM khác ROM thế nào?

RAM mất thông tin khi nguồn ngắt rồi cấp lại, còn ROM giữ thông tin trong trường hợp đó.

Bus là gì?

Bus là bó dây dùng để chuyển thông tin giữa các khối.

Tóm tắt

• Sơ đồ khối vẽ các bộ phận thành khối và nối bằng đường; mũi tên chỉ từ nguồn tới đích.
• Vi điều khiển có bộ xử lý, bộ nhớ và cổng trên một chip; RAM mất thông tin khi mất nguồn, ROM giữ lại.
• Đường nối chung gọi là bus; kiểu Harvard dùng bus riêng, kiểu von Neumann dùng một bus chung.