9. Постоянные запоминающие устройства.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) применяются для хранения неизменных программ и таблиц данных. Международное обозначение ПЗУ - ROM (Read Only Memory) - память только для считывания.

При массовом выпуске систем ПЗУ для них целесообразно программировать в процессе их изготовления. Это так называемые “масочные” ПЗУ. Для применения в разрабатываемых системах и малосерийном производстве более удобны программируемые ПЗУ (ППЗУ), информацию в которые заносит сам пользователь с помощью специального устройства - программатора. При разработке какой-либо системы можно быстро изменить программу, если в ней были обнаружены ошибки, и занести ее в новое ПЗУ. К сожалению, исходное ПЗУ при этом оказывается непригодным для дальнейшего использования, т.к. записанную в него (“прожженную”) программу исправить невозможно. Чтобы не выбрасывать ПЗУ после каждого изменения в программе, было разработано стираемое ПЗУ (СППЗУ), в котором для стирания записанной информации используется интенсивное ультрафиолетовое (УФ) излучение. Существуют электрически программируемые ПЗУ (ЭППЗУ) с записью и стиранием информации с помощью электрических сигналов. К ним относятся появившиеся в последние годы ФЛЭШ ПЗУ (от англ. FLASH - вспышка, мгновение), которые можно перепрограммировать непосредственно в самой системе.

1. Параметры пзу.

Основным параметром микросхемы ПЗУ является организация, которая указывается в виде произведения двух сомножителей n х p, где n - количество ячеек, а p - разрядность ячейки. Этот параметр более информативный, чем объем ПЗУ в битах. Очевидно, с точки зрения разработчика БИС ПЗУ с организацией, например,1K х 16, 2K х 8, 4K х 4, 16K х 1 - это совершенно разные схемы, хотя объем каждой из этих БИС 16K бит. Количество ячеек ПЗУ - n определяет количество адресных линий - m : n=2 или m=log₂n. У перечисленных выше БИС число адресных линий соответственно будет: 10, 11, 12, 14.

Быстродействие ПЗУ определяется временем выборки, т.е. временем с момента подачи адреса до момента появления на выходе БИС достоверной информации из ячейки, адрес которой подан на адресные входы. Время выборки современных БИС ПЗУ от десятков до сотен наносекунд.

Потребляемая мощность БИС ПЗУ составляет десятки - сотни милливатт.

Выходные линии данных БИС при отсутствии разрешающего сигнала на входе OE (Output Enable) находятся в третьем состоянии, т.е. отключены от шины данных.

2. Построение блоков памяти на бис пзу.

При проектировании вычислительных систем могут возникнуть различные ситуации в зависимости от требуемой организации блока ПЗУ системы и имеющихся в наличии БИС ПЗУ.

Обозначим через N х P организацию блока, а организацию БИС через n х p. Тогда три возможные ситуации можно описать так:

1. N<=n, P<=p;

2. N<n, P<=p;

3. N>n, P>p;

В первом случае блок состоит из одной БИС и единственная задача при этом - разместить блок ПЗУ в заданном месте адресного пространства системы.

Пример 3.1. Построить блок ПЗУ с организацией 2Kх8 и начальным адресом Aнач = = 0000H на БИС ПЗУ 2Kх8 для системы с 16 разрядной шиной адреса (m=16).

Для облегчения построения логики выбора блока напишем в двоичной системе счисления начальный Aнач и конечный Aкон адреса блока:

	A15	A14	A13	A12	A11	A10	A9	A8	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
Aнач.	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0000H
Aкон.	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	07FFH

Очевидно старшие пять разрядов адреса A15-A11 являются одинаковыми для всех 2048 ячеек блока. Они и определяют место блока в адресном пространстве. При m = 16 адресное пространство равно 64K и блок с организацией 2K х 8 может быть размещен в нем на 32 различных местах. Кроме пяти старших разрядов адреса логика выбора должна контролировать сигнал чтения памяти MR (Memory Read) на шине управления. Активный уровень этого сигнала “0”.

Одна из возможных схем для этого случая показана на рис. 3.15, а.

Пример 3.2 Построить блок ПЗУ с организацией 16Kх8 и Aнач = 8000H на БИС ПЗУ 2Kх8 всистеме с m = 16.

	A15	A14	A13	A12	A11	A10	A9	A8	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
Aнач.	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8000h
Aкон.	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	BFFFh

В этом случае блок можно разместить четырьмя различными способами и его место определяется разрядами A15 и A14.

Очевидно блок будет состоять из 8 БИС 2K х 8 и для того, чтобы обратиться к конкретной ячейке надо обеспечить выбор блока разрядами A15, A14, выбор одной из восьми БИС разрядами A13, A12, A11 и наконец выбор ячейки в выбранной БИС разрядами A10, A9, …, A0.

Одна из возможных схем для этого случая показана на рис. 3.16.

Рис.3.15. Блок ПЗУ для примера 3.1.

Рис.3.16. Блок ПЗУ для примера 3.2.

Пример 3.3 Построить блок ПЗУ с организацией 8K х 16 и Aнач = C000H на БИС ПЗУ 2K х 8 в системе с m = 16.

В этом случае сначала строится секция (страница) блока с разрядностью равной размерности блока и количеством ячеек равным количеству ячеек БИС ПЗУ, т.е. 2Kх16 из двух 2K х 8. После этого задача решается как в примере 3.2, если рассматривать страницу как новую БИС.