6. Принцип работы простейших сдвигающих регистров
Рис. Схемы регистров сдвига вправо (а), влево (б)
и реверсивного сдвига (в). Показан принцип организации сдвига.
Это однотактные регистры со сдвигом на один разряд вправо или влево. Обозначения входов данных: DSR – Data Serial Right, DSL – Data Serial Left.
Последовательные (сдвигающие) регистры представляют собою цепочку разрядных схем, связанных цепями переноса.
В однотактных регистрах со сдвигом на один разряд вправо (рис. а) слово сдвигается при поступлении синхросигнала. Вход и выход последовательные (DSR - Data Serial Right). На рис. б показана схема регистра со сдвигом влево (вход данных DSL - Data Serial Left), а рис. в иллюстрирует принцип построения реверсивного регистра, в котором имеются связи триггеров с обоими соседними разрядами, но соответствующими сигналами разрешается работа только одних из этих связей (команды «влево» и «вправо» одновременно не подаются).
7. К цифровым устройствам (цу) относятся также запоминающие устройства (зу)
Естественно, что ЗУ – это схемы с памятью. Назначение ЗУ: хранение информации и обмен ею с другими ЦУ.
Микросхема ЗУ = микросхема памяти.
Микросхемы памяти в общем объеме выпуска ИС занимают около 40%.
8. Пример микросхемы памяти (микросхемы зу) – к155ру2 Задание для портфолио № 1 – уго к155ру2 (зарисовать)
ОК – открытый коллектор
Микросхема хранит 16 четырехразрядных слов
Информационная емкость микросхемы К155РУ2 равна 16*4=64 бит
Таблица функционирования
CS |
W/R |
A |
DI |
DO |
Операция |
1 |
~ |
~ |
~ |
1111 |
хранение |
0 |
0 |
адрес |
данные |
1111 |
запись |
0 |
1 |
адрес |
~ |
данные |
считывание |
Обозначение и назначение сигналов
RAM – Random Access Memory, ЗУПВ, ОЗУ (энергозависимая память),
16×4 – организация ОЗУ (16 четырехразрядных слов)
A – Address, адрес,
DI – Data Input, входные данные,
DO – Data Output, выходные данные, в данном случае выходы с открытым коллектором (ОК),
CS – (Chip Select) или СЕ (Chip Enable)
разрешает или запрещает работу микросхемы;
#W/R – #Write/Read (не запись/чтение)
задает выполняемую операцию (при единичном значении – чтение, при нулевом – запись).
Изображение микросхемы памяти в виде таблицы
Адрес ячейки (слова) |
Разряды слова в ячейке * |
|||||||
hex |
bin |
|||||||
a3 |
a2 |
a1 |
a0 |
d3 |
d2 |
d1 |
d0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
~ |
~ |
~ |
~ |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
~ |
~ |
~ |
~ |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
~ |
~ |
~ |
~ |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
1 |
1 |
1 |
0 |
~ |
~ |
~ |
~ |
F |
1 |
1 |
1 |
1 |
~ |
~ |
~ |
~ |
* ~ обозначает “1” или “0”
Формат адреса памяти для микросхемы К155РУ2
Обозначение разряда адреса |
a3 |
a2 |
a1 |
a0 |
Значение (код адреса) |
~ |
~ |
~ |
~ |
Формат данных (формат слова) памяти для микросхемы К155РУ2
Обозначение разряда слова данных, хранимого, записываемого или читаемого |
d3 |
d2 |
d1 |
d0 |
Содержимое ячейки |
~ |
~ |
~ |
~ |
Зависимость между числом адресных входов и числом ячеек
Количество адресных входов этой микросхемы памяти a = 4.
Количество ячеек памяти этой микросхемы (количество слов, хранимых этой микросхемой) N равно:
N = 2a = 24 = 16
a = log2N = log216 = log224 = 4
9. Важнейшие параметры ЗУ
- информационная емкость,
- быстродействие,
- стоимость.
Важнейшие параметры ЗУ находятся в противоречии. Так, например, большая информационная емкость не сочетается с высоким быстродействием, а быстродействие в свою очередь не сочетается с низкой стоимостью.
Качественная зависимость между C (информационной емкостью) и F (быстродействием или частотой):
C
ROM
RAM
F
Отсюда
многоступенчатая иерархическая структура систем памяти:
- регистровые ЗУ,
находящиеся в составе процессора или других устройств (т. е. внутренние для этих блоков),
- кэш-память,
служащая для хранения копии информации, используемой в текущих операциях обмена,
- основная память
(оперативная, постоянная, полупостоянная), работающая в режиме непосредственного обмена с процессором,
- специализированные виды памяти
(многопортовая, ассоциативная, видеопамять и др ),
- внешняя память,
хранящая большие объемы информации (на основе устройств с подвижным носителем информации).
Информационная емкость – максимально возможный объем хранимой информации. Выражается в битах или словах (в частности, в байтах); если в словах, разрядность слова должна быть известна.
Бит хранится в запоминающем элементе (ЗЭ),
слово – в запоминающей ячейке (ЗЯ).
Ячейка – группа ЗЭ, к которым возможно лишь одновременное обращение.
Информационная емкость К155РУ2 –