Nec UPD71051

NEC UPD71051 (также известный как μPD71051) — это высокоинтегрированная микросхема программируемого последовательного интерфейса (USART — Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter), разработанная компанией NEC. Она представляет собой функциональный эквивалент легендарного Intel 8251A и предназначена для использования в качестве коммуникационного контроллера в 8-битных и 16-битных микропроцессорных системах.

Микросхема обеспечивает преобразование параллельных данных в последовательный поток (и обратно) и поддерживает как синхронный, так и асинхронный режимы передачи данных.

Описание и архитектура

UPD71051 представляет собой 28-выводную микросхему (DIP-28, PLCC-28 или SOIC-28), работающую от одного источника питания +5В. Она полностью программно-управляемая: все режимы работы, скорость передачи, формат слова и управление прерываниями задаются записью управляющих слов в регистры.

Ключевые функциональные блоки:*

• Шина данных с буфером: 8-битный двунаправленный буфер для связи с шиной микропроцессора.
• Блок дешифрации команд: Позволяет CPU считывать статусные регистры и записывать управляющие команды, используя стандартные сигналы управления ((/CS), (/RD), (/WR), (C//D), RESET).
• Передатчик (Transmitter): Принимает параллельные данные от CPU, преобразовывает их в последовательный поток с заданными стартовыми/стоповыми битами или синхросимволами и выдает на выход (T_xD). Оснащен буферным регистром и сдвиговым регистром, что обеспечивает двойную буферизацию.
• Приемник (Receiver): Принимает последовательные данные на вход (R_xD), производит синхронизацию (автоподстройку), отбрасывает служебные биты, обнаруживает ошибки и передает параллельные данные в CPU. Также имеет двойную буферизацию.
• Генератор скорости передачи (Baud Rate Generator): Внутренняя схема управления частотой деления. Внешняя тактовая частота подается на входы (T_xC) (такт передатчика) и (R_xC) (такт приемника). В синхронном режиме тактовые частоты могут быть равны скорости передачи или делиться в 16/64 раза.

Технические характеристики (основные параметры)

1. Тип устройства: Программируемый универсальный синхронно/асинхронный приемопередатчик (USART).
2. Технология: NMOS (первая версия), КМОП/ TTL-совместимая логика на входах/выходах.
3. Напряжение питания: +5 В ((\pm 10%)).
4. Потребляемый ток:
   • NMOS версия (UPD71051C): ~ 50-60 мА (активный режим).
   • CMOS версия (UPD71051G): ~ 1-2 мА (значительно ниже).
5. Формат данных:
   • По ширине: 5, 6, 7 или 8 бит данных.
   • Проверка четности: Один бит (да/нет, нечетность/четность).
   • Стоп-биты: Асинхронный режим — 1, 1.5 или 2 бита; синхронный режим отсутствует.
6. Скорость передачи (Baud Rate):
   • Тактовая частота выбирается программированием через регистр синхронизации.
   • В асинхронном режиме используется деление входного такта в 1/16 или 1/64 от переданной частоты (стандарт 8251).
   • В синхронном режиме частота приема/передачи равна входной частоте (x1) или её 1/8 (x16).
7. Уровни сигналов: TTL-совместимые.
8. Режимы передачи данных:
   • Полный дуплекс (Full-duplex) — одновременная передача и прием.
   • Поддерживает регистры модемного управления (сигналы (DTR), (DSR), (RTS), (CTS)).
9. Обнаружение ошибок: Обнаружение ошибки четности, возникновения (переполнения) буфера (R_x) и ошибка кадрирования.
10. Технология производства: CMOS / NMOS.
11. Температурный диапазон: обычно коммерческий (0°C до +70°C).

Особенности внутреннего программирования

• Таблица синхронизации: Микросхема поддерживает внутренний либо внешний режим синхронизации, что позволяет передавать пользовательские синхросимволы (например, SYNC-имитатор, два последовательных байта для пакета).
• Буферизация: Двойная буферизация данных в передатчике и приемнике согласно спецификации Intel 8251.

Основные выводы

UPD71051 повторяет распиновку Intel 8251A:

• Шина данных: (D_0)...(D_7) = 8 выводов.
• Управление шиной: ( \overline{CS} ) – выбор микросхемы; ( C//D ) – адресный бит установки режим (0 – данные, 1 – команда/статус); ( \overline{RD} ), ( \overline{WR} ) – чтение/запись; RESET – сброс; CLK – внешний генератор частоты.
• Интерфейс линии: (R_xD), (T_xD) — данные; (R_xC), (T_xC) — тактовые входы для приёмника и передатчика.
• Модемное подключение: DTR, DSR, RTS, CTS.

Совместимость и применение (где используется)

Этот чип применявся в ранних компьютерах, ALTERA CPLD/Фильмах для эмуляции старой техники, первых x86 платах, а также винтажных нейросетевых архитектурах. И по совместимости:

Оригинальный аналог (полный функциональный 100%):

1. Intel CHMOS 82C51A / 81C257 — тот же самый чип, просто произведенный на кремний-Gate.
2. Котек 585ВВ51Т от NEC — никакой разницы — советский аналог КР580ВВ51А (полный двойник).
3. CMOS M74HC74 пара, интегрированная с самим драйвером.

Компатибильные варианты по распиновке (Pin-рименшн)

1. Motorola MC6850 (ACIA) — не прямой анамorph.
2. **Most/common «CDP1654»» типа Rockwell Semities... — Совершенно резерв.

Несовместимые (теоретические фустерасукции н-АМПЕРСТ.

У п-Rам) ЭВМ: Школёр может сильно посинить данный им продукто фидбэк нет, пусть остаётся мистито типа «закрыл треть доступного количества — вспоров морпе" главного к рублителям» — третий телефон поддерживает — А теперь примите, что даже в Pentium микро UCR71 находится молоды и чет стогов подано молкой!

Типы дороги и его неинтересных драйнов контроллера для Windows 3-Кому пофогу ре…то ДжиРаю.

Опросник