2.7 Аппаратные особенности построения пзу

Постоянные ЗУ предназначены для хранения информации, ко­торая остается неизменной в течение всего времени работы устрой­ства. Эта информация не исчезает при снятии напряжения питания. Поэтому в ПЗУ возможен только режим считывания инфор­мации, причем считывание не сопровождается ее разрушением. Класс ПЗУ не однороден и может быть разбит на несколько самостоятельных подклассов. Однако все эти подклассы используют один и тот же принцип представления информации.

В зависимости от типа и способа организации связи между ши­нами адреса и данными, все ПЗУ могут быть разбиты на три под­класса: масочные, программируемые (прожигаемые), репрограммируемые.

Следует отметить, что ПЗУ хранят информацию в виде много­разрядных слов, и поэтому их структура строится по принципу одномерной адресации. При этом если разрядность хранимого в ПЗУ информационного слова превышает разрядность необходи­мого выходного слова, на выходе матрицы ЭЗЭ используются до­полнительные селекторы выходного слова. Рассмотрим подробнее перечисленные подклассы ПЗУ.

2.7.1 Масочные пзу

К масочным относятся ПЗУ, информация в ко­торые записывается непосредственно в процессе их изготовления. Само название данного подкласса устройств связано с техноло­гическим процессом их изготовления. Известно, что нанесение «рисунка» структуры на исходный полупроводниковый материал выполняется при помощи нескольких последовательных циклов фотолитографии (проецирование рисунка через фотошаблон, называемый маской). При этом отдельные элементы формируемых полупроводниковых приборов выполняются с использованием различных масок, например, коллекторные и эмиттерные переходы биполярных или выводы стока и истока полевых транзисторов.

Первоначально изготавливаются все фотошаблоны, обеспечи­вающие соединение всех ША с ШД. В этом случае по всем адре­сам из ПЗУ считывается одинаковый сигнал, например, лог. 1. Далее, один из шаблонов заменяют другим, в котором отсутствуют некоторые области приборов (например, коллекторные переходы транзисторов), расположенные согласно таблице истинности между шинами в тех местах, где соединение должно отсутствовать. Данный метод позволяет для изготовления ПЗУ с различной информацией заменять только один из фотошаблонов, что суще­ственно ускоряет и удешевляет процесс производства.

Как следует из описания, масочные ПЗУ имеют простую и ре­гулярную структуру, что предполагает выполнение ИС, способных хранить большие объемы информации.

111

2.7.2 Программируемые пзу

Прожигаемые, или однократно программируемые, ПЗУ относятся к классу устройств, которые программируются один раз непосредственно их потребителем. По своей структурной схеме это устройство с одномерной адресацией, в котором для выделения выходного информационного слова нужной длины используется выходной селектор.

Первоначально по всем адресам таких ИС записаны сигналы либо лог. 0, либо лог. 1. Пользователь по своему усмотрению пере­запи-сывает по необходимым адресам отличные от исходных логи­ческие константы, физически процесс записи осуществляется путем разрушения (пережигания) специально для этого предусмотрен­ных перемычек между шинами дешифрированного адреса и выход­ными выводами. Такие перемычки изготавливаются из нихрома, поликремния или титаната вольфрама и имеют собственное сопро­тивление в несколько десятков ом. Перемычка обычно включается в эмиттерную цепь транзистора. При программировании для раз­рушения такой перемычки через транзистор достаточно пропустить импульс тока в 20...30 мА при длительности порядка 1 мс.

В нормальном режиме работы токи схемы существенно меньше необходимых для программирования. Поэтому записанная в ЭЗЭ информация при чтении не разрушается.

Импульс тока записи формируется путем кратковременного по­вышения напряжения питания ЭЗЭ до необходимого для прожигания перемычки значения. Очевидно, что записанная таким обра­зом информация не может быть изменена, за исключением случаев, в которых необходимо изменить информацию по ранее незапро­граммированным адресам.