Le 6821

[fred_c]

<h1>Le 6821 , ce cher PIA si souvent présent dans nos flippers.</h1>
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<br><h2>1 - Introduction</h2>
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<br>Le 6821 est un composant électronique programmable, et plus précisément une interface d'entrée/sortie pour système à microprocesseur.
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<br>Nous allons ici essayer d'expliquer à quoi sert ce composant et comment il fonctionne. Ainsi il sera ainsi plus facile de comprendre ce qui se passe quand il ne fonctionne plus !
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<br><h2>2- Rappels</h2>
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<br>Un système à base d'un microprocesseur est toujours constitué des trois parties suivantes :
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<br>* une unité de traitement (un microprocesseur ou un microcontrôleur),
<br>* une mémoire (mémoire morte et mémoire vive),
<br>* une unité d'entrée/sortie (des coupleurs d'entrées-sorties).
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<br>Le terme "'coupleur"' désigne une passerelle entre deux dispositifs. C'est par ces circuits que le microprocesseur communique avec le monde extérieur c'est à dire avec la périphérie par exemples : les bobines, les contacts (switchs), les lampes, les afficheurs. Tous ces derniers éléments nécessitent des dispositifs d'adaptation en "'puissance"'.
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<br>Les circuits d'entrée/sortie sont aussi nommés : coupleurs d'E/S ou interfaces d'E/S ou périphériques d'E/S. Je choisis le nom interface d'E/S pour la suite.
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<br><h2>3 - Les interfaces parallèles</h2>
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<br>Le 6821 fait partie des interfaces d'E/S parallèles.
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<br>Les interfaces parallèles relient le microprocesseur au monde extérieur par la transmission d'informations sous la forme de signaux logiques véhiculés sur des lignes parallèles.
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<br>L'ensemble des lignes parallèles est généralement nommé "'port parallèle"'.
<br>Les circuits d'E/S parallèles se distinguent par divers caractéristiques :
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<br> - la largeur du port.
<br> - le nombre de ports disponibles.
<br> - les possibilités de sens d'échange.
<br> - les protocoles d'échange possibles.
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<br>La largeur d'un port est donc le nombre de lignes en parallèle généralement 4 ou 8 bits. Quelques fois deux ports peuvent être associés pour former un port de 12 ou 16 bits.
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<br>Le nombre de ports dont le circuit dispose est variable de 1 à 4 en général.
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<br>Les possibilités de sens d'échange se divisent en trois :
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<br>- Soit chaque ligne du port peut être une entrée ou une sortie.
<br>- Soit le port (bidirectionnel) est mis en entrée ou en sortie pour toutes les lignes en même temps par le contrôle d'une autre ligne (ligne de contrôle de sens d'échange).
<br>- Soit le port est toujours tout en entrée ou tout en sortie.
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<br>La gestion des échanges (protocole ou procédure) peut se décomposer en deux familles :
<br> - les échanges programmés.
<br> - les échanges par interruption (classique ou avec accès direct à la mémoire).
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<br><h2>4 - Le 6821 </h2>
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<br>Le 6821 dispose de deux ports parallèles de 8 bits chacun. Les noms des deux ports // sont A et B. Chaque port est associé à deux lignes de contrôle CA1-CA2 et CB1-CB2. Les bus de données est sur 8 bits. Deux lignes (RS0 et RS1) permettent de sélectionner les registres internes accessibles aux programmeurs.
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<br>En réalité, le 6821 dispose de six registres internes. Ils se décomposent comme ceci : deux registres de contrôle, deux registres de direction et deux registres de ports. Nous n'allons pas entrer ici dans le détail de l'accès à ces six registres. Nous dirons que les registres de direction servent à choisir le sens de transfert des lignes des ports parallèles soit en entrée soit en sortie. Les registres de ports servent à lire ou écrire les informations en entrée ou en sortie. Les registres de contrôles servent à programmer le fonctionnement de l'interface (interruptions, contrôle des lignes Cax et CBx).
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<br>Il est assez facile de trouver des documentations constructeurs sur ce composant. Donc celui qui souhaite en savoir plus pourra s'y référer.
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<br><h2>5 - Utilisation et test</h2>
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<br>Le 6821 a été un grand classique des systèmes à microprocesseurs dans les années 80. Il est encore aujourd'hui très fréquent mais ne devrait plus être utilisé dans les nouveaux développements. Son prix est attractif ce qui justifie son emploi dans de nombreuses applications.
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<br>Le monde des concepteurs des flippers utilisent beaucoup le 6821 et il est fréquent d'en trouver quatre ou plus sur certaines cartes utilisant beaucoup d'entrée/sortie comme les flippers.
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<br>Bally l'a utilisé en deux exemplaires sur sa carte CPU AS-2518 (-17 et -35) en U10 et U11.
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<br>Concernant le test de ce circuit. Il est facile de vérifier ce type de composant en dehors de toute structure à condition d'écrire un programme de test et de développer un circuit (une boite de test). Il me semble que Léon (bien connu des habitués du site) a développé ce dispositif. Bally avait aussi développé une telle structure, une sorte de boite de test (pas gratuite).
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<br>Ce qu'il faut faire : vérifier l'accessibilité au circuit (sélection du boîtier). Pour cela il suffit d'écrire différentes valeurs dans les registres et de relire ces valeurs en les comparants; ensuite il faut tester les lignes de ports une par une, aussi bien en lecture qu'en écriture. C'est une opération longue en théorie mais rapide en pratique. En général, un circuit de type 6821 périe par une ligne de port qui est détruite ou un circuit qui ne répond plus. Bally, dans sa phase de test sur la cpu, se limite à tester l'accessibilité, les lignes des ports sont testés lors du test des bobines et contacts.
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<br>Il est souvent bien plus facile de changer le composant avec un circuit en bon état pour le test. Ce qui n'est pas toujours à faire en électronique.
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<br>Je vous invite à entrer en contact avec moi si vous avez des remarques sur ce que j'ai écrit ici, mais pas pour le test d'un 6821 s'il vous plait.
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[cigare]

bonjour et merci pour votre article;cependant dans la rubrique "dépannage de la CPU en fonction de la LED" Yann parle tantôt de 6820 tantôt de 6821;quelle est la différence?(à part le prix!23 € pour un 6820 ..6 € pour un 6821)merci d'avance

[jack]

Oui, merci Fred pour ces précisions :D

[fred_c]

Le 6821 est le grand frère du 6820.

Il est toujours possible de substituer un 6821 à un 6820.

Comme le 6820 est obsolète donc il est préférable de mettre un 6821.

Le 6821 peut aussi être remplacé par un 68A21 ou un 68B21.

Le 68A21 est quelques fois moins cher que le 6821, chez Electronique Diffusion par exemple.