4)Архитектура, классификация, физическая организация микросхем памяти и области их применения, технологии системной памяти.

В общем случае, память – функциональная часть компьютера, предназначенная для записи, хранения и выдачи информации, представленная в цифровом виде. Память организуется в виде матрицы m*n, причем каждая ячейка памяти способна хранить один бит информации (0или1). Одна ячейка памяти содержит столько байт, сколько слоев в матрице. Для того, чтобы считать информацию из матрицы, необходимо указать номер строки и номер столбца, на пересечении которых находится ячейка, содержащая требуемую информацию. Каждая ячейка имеет уникальный адрес, значение которого при операции чтения (или записи) передается по шине адреса. Адрес, передается на ш.а., поступает на дешифратор адреса, далее, когда выбран № ячейки и столбца производится выборка (преобразование входного двоичного сигнала в номер выходного сигнала). После на ш.д. поступает содержимое ячейки. Т.к. матрица хранится в «стопках» то требуется меньше дешифраторов, следовательно увеличивается быстродействие.

м асочная ПЗУ, напыление на кристалл маски-матрицы, наличие проводимости между парой проводников означает логическую 1, отсутствие проводимости логическии 0.(достоинство: простота, быстродействие, не чувствительность к магнитному полю, надежность. Недостатки: невозможность перепрошивки).

PROM-программируемая пзу (прошиваемое). Информация в такую микросхему заносится разработчиком аппаратуры самостоятельно. Программирование осуществляется пережиганием перемычек в микросхеме высоким напряжением. Достоинство: есть возможность разработчикам самостоятельно запрограммировать микросхему, быстродействие, не чувствительна к магнитным полям. Недостатки: однократная запись информации, возможно восстановление проводимости пережжённых проводников, что приведет к выходу из строя всей микросхемы .

EPROM-перепрограммируемое ПЗУ, можно перепрограммировать несколько раз стирая при этом с микросхемы старую информацию. Для программирования такого элемента памяти на управляющий затвор, сток и исток подается импульс положительной полярности. Возникает процесс лавинного размножения электронов, и часть их обладающих большой энергией инжектирует на плавающий затвор. Заряд после этого сохраняется и может быть считан более низким по уровню импульсом напряжения. Существует 2 вида стирания: UV-EPROM & EEPROM.

UV-EPROM-удаляют заряд с плавающим затвором при помощи УФ излучения. Достоинство: возможность многократной записи микросхемы. Недостатки: переплачивание за уф лампу, время стирания более 5 минут, нет гарантии полного стирания, возможно стирание только всей микросхемы.

EEPROM – стирание записи производиться импульсом напряжения. Предусмотрена выборочная перезапись. Используется в переносных устройствах. Достоинства: возможность многократно перезаписывать выборочную информацию, сравнительно высокая скорость стирания и записи информации. Недостатки: стоимость ед.обьема информации довольно высока, количество циклов перезаписи относительно оперативной небольшое.

Оперативная-предназначена для хранения переменной информации. Статическое ОЗУ, состоит из большого количества триггеров, которые могут находиться в состоянии 0 или 1 в течении долго времени и способны менять состояние по внешнему сигналу. Статическая память так же используются в кэш памяти. Достоинство: быстродействие, расход малой энергии. Недостатки: стоимость, в режиме чтения записи энергопотребляем.

Динамическое ОЗУ представляет собой систему ключей и конденсаторов, хранящий информацию в виде заряда. Чтобы узнать заряжен ли конденсатор, его нужно разрядить. И если он действительно разряжен нужно его опять зарядить. Достоинство: простота, цена. Недостатки: низкая производительность.

Память DRAM- динамические ЗУ с произвольным доступом.

Чтение из ячейки динамической памяти осуществляется за пять тактов системной шины:

Когда процессор или устройство, использующее канал DMA (канал прямого доступа) обращается к памяти для чтения информации, на входы микросхемы динамической памяти поступает сигнал вывода данных ОЕ (Output Enabled).

Из буфера и дешифратора адресов, который хранит полный адрес ячейки и определяет, какая часть адреса относится к строке и столбцу, подается адрес строки.

Одновременно или с небольшой задержкой времени подается сигнал RAS (Row Address Strobe – сигнал наличия адреса строки на шине адреса). Адрес ячейки поступает по адресным линиям на дешифратор, который преобразует поступивший набор нулей и единиц в номер строки. Это означает, что каждая шина столбца соединяется с ячейкой памяти выбранной строки. Информация считывается со всей строки запоминающих элементов одновременно и помешается в буфер ввода-вывода.

С незначительной задержкой после сигнала RAS подается адрес столбца.

После этого подается сигнал CAS (Column Address Strobe – строб столбца). При этом из буфера ввода-вывода выбираются данные в требуемом столбце, которые поступают на выход динамической памяти.

Память FPM.память с быстрым страничным доступом. В памяти FPM применен так называемый страничный режим чтения, при котором изменяя только адрес столбца возможен доступ к произвольным ячейкам в буфере до тех пор, пока не поступит новое обращение к строке или не наступит время регенерации.

Память EDO DRAM. В микросхеме EDO памяти на выходе был установлен буфер-защелка, фиксирующий данные после их извлечения из матрицы памяти при подъеме сигнала CAS и удерживающий их на выходе до следующего его спада. Считывание выходных данных может производиться до спада следующего импульса CAS. Это позволило сократить длительность сигнала CAS, доведя пакетный цикл чтения до 5-2-2-2, этот режим иногда называют гиперстраничным.

Многобанковая организация памяти. Банк памяти – совокупность микросхем или модулей памяти, обеспечивающих для данной системы разрядность хранимых данных. И преимущество «многобанковых» микросхем заключается в том, что можно обращаться к строке одного банка, пока строка другого банка находится на «подзарядке». Каждый из них емеет свои сигналы CAS и RAS

Память SDRAM это синхронная DRAM. Основным нововведением является сигнал CLK (CLOCK – сигнал синхронизации системной шины), по переднему фронту которого производятся все переключения в микросхеме. Схема чтения у SDRAM оптимизирована для пакетного чтения и описывается формулой 5-1-1-1.

Память DDR SDRAM, DDR-удвоенная скорость передачи, память сделана по такому же принципу но с улучшениями. В микросхемах DDR SDRAM передача данных осуществляется по обе стороны синхронизирующих импульсов, что увеличивает теоретическую производительность, по сравнению с обычной SDRAM памятью, в два раза при той же частоте.

DDR2 новый тип оперативной памяти, основана на технологиях DDR. DDR3 с увеличенной еще вдвое частотой передачи данных по шине памяти. отличается пониженным энергопотреблением по сравнению с предшественниками.

Память Direct Rambus DRAM ширина шины данных составляет всего 16 бит, или 2 байт. эффективная частота составляет 800 и 1066 МГц соответственно. многобанковая архитектура c чередованием ), причем операции со строками могут проводиться для четырех банков одновременно. Канал Rambus - создает электрические соединения между контроллером и микросхемами памяти. Данные передаются по двухбайтной шине данных, которая включает два канала данных разрядностью по 8 бит.