2.2. Запоминающие микросхемы статического типа

На рис.3 представлена структурная схема микросхемы ОЗУ статического типа. В состав схемы входят:

НК – накопитель, состоящий из запоминающих элементов (ЗЭ); УССЧ – усилитель считывания; УСЗП – усилитель записи; БФ – буфер; DCX, DCY – дешифраторы адреса; БУ – блок управления. Адрес (Ах, Ау), поступающий на вход микросхемы, подключается к младшим разрядам шины адреса и служит для выборки группы запоминающих элементов с помощью дешифраторов. (К старшим разрядам шины адреса подключается адрес блока памяти).

Рис.3

Управляющие сигналы

– сигнал выборки кристалла или микросхемы.

/RD – режимные сигналы записи/чтения. Низкий уровень соответствует записи, высокий чтению.

– сигнал предназначен для перевода выходных каскадов микросхемы в Z состояние. Это состояние высокого импеданса, когда микросхема отключается от шины данных.

В зависимости от кода операции, "запись" или "чтение", происходит либо запись входной информации DI через УСЗП в выбранный ЗЭ, либо считывание с помощью УССЧ выходной информации DO.

По режиму доступа статические микросхемы ОЗУ делятся на тактируемые (синхронные) и нетактируемые (асинхронные). Тактируемые требуют подачи на вход микросхемы сигнала в виде импульса. Сигналы /RD могут при этом подаваться как импульсом, так и уровнем. В асинхронных микросхемах сигнал подается низким уровнем или импульсом.

2.3. Запоминающие микросхемы динамического типа

Структурная схема ОЗУ динамического типа представлена на рис.4.

Обозначения на схеме: ГТИ1 и ГТИ2 – генераторы тактовых импульсов; ГСЗ – генератор сигнала записи; НК – накопитель; РА – регистр адреса; DCX- дешифратор столбцов, DCY – дешифратор строк; Увх – устройство ввода информации; Увых – устройство вывода информации; УС – усилитель записи/чтения.

Рис.4

Основой микросхемы является накопитель, содержащий 2ⁿ строк и 2ⁿ столбцов запоминающих элементов. Функционирование задается внутренней временной диаграммой с помощью ГТИ1 и ГТИ2 при подаче двух тактовых сигналов и низкого уровня, причем определяющим является сигнал

Выборка любого элемента памяти в матрице накопителя с помощью 2n-разрядного кода адреса. Для этого на РА два раза в мультиплексном режиме подаются по n разрядов кода адреса. При подаче разрядов А0 – Аn-1 по сигналу осуществляется выборка строки запоминающих элементов с помощью DCX. При подаче Аn – А2n-1 и сигнала с помощью DCY выбирается столбец накопителя, а на пересечении строки и столбца – элемент памяти. Рассмотрим основные режимы работы динамического ОЗУ.

Режим записи.

В режиме записи на адресные входы подается код адреса строки А0 – Аn-1 и одновременно или с некоторой задержкой сигнал низкого уровня. Затем подается код адреса столбцов Аn – А2n-1 и сигнал низкого уровня. К моменту подачи кода адреса столбцов на вход DI подводится бит информации, который по сигналу записи низкого уровня () заносится в выбранный элемент памяти. После записи должна быть выдержана пауза между сигналами для восстановления состояния внутренних цепей микросхемы.

Режим чтения.

При чтении порядок подачи адресных кодов и управляющих сигналов и тот же, что и в режиме записи. Сигнал чтения RD подается высоким уровнем. Данные появляются на выходе DO, и время их появления отсчитывается либо относительно сигнала , либо относительно сигнала либо относительно кода адреса.

Режим регенерации.

Так как запоминающими элементами в динамических ОЗУ являются конденсаторы, которые со временем могут разряжаться, для сохранения информации в накопителе необходимо периодически производить ее восстановление или регенерацию. Регенерация производится посредством считывания и повторной записи данных. За один период регенерации восстанавливаются данные всех 2ⁿ строк накопителя. Для многих динамических микросхем период циклов регенерации (refresh rate) принимается 15.6 мкс.

Для регенерации достаточно подать только адрес строки и сигнал . Если сигнал в состоянии логической единицы, выход микросхемы находится в Z-состоянии, то такой режим регенерации называется "только".

Существует еще режим скрытой регенерации, когда после цикла обращения к ОЗУ перед режимом "только " сигнал остается в активном состоянии логического нуля. В этом случае выход ОЗУ не меняет своего состояния, в которое он установился в предыдущем цикле, и на выходе ОЗУ сохраняется считанная в предыдущем цикле информация.