Порядок виконання роботи
Постійні запам'ятовуючі пристрої (ПЗУ) поділяються на чотири типи:
Масочні, програмовані назаводі-виробнику з застосуваннямспеціальнихмасок;
Одноразовопрограмованіспоживачемшляхомперепалюванняніхромовихабополикремневойперемичок;
Багаторазовопрограмованіспоживачемзістираннямзаписаноїінформаціїультрафіолетовимвипромінюванням;
Багаторазовопрограмованіспоживачемз електричнимстираннямінформації.
ПЗП, яке треба дослідити - одноразовопрограмоване. Воно складається з дешифратора nх2n і підключених до його виходів схем АБО з плавкими перемичками (мал. 8.9). ПЗУ містить дешифратор 2х4 у вигляді підсхеми pzti_dcd (А, В - кодові входи, Е - вхід дозволу, активний сигнал високого рівня), до виходів яких можна підключити чотири елементи 4ІЛІ з додатковими пристроями. На мал. 8.9 показано два таких елементів, виконаних у вигляді окремих підсхем pzu_unl і pzu_un2.
Хоча ці елементи однакові, нарощування їх на схемі шляхом копіювання виключено через наявність перепалюваних перемичок - при наявності однойменних подсхем пережіганіе перемички в одній підсхеми автоматично призведе до перепалювання такий же перемички в інший. Оскільки програма не дозволяє копіювати підсхеми з їх перейменуванням, все їх доводиться виконувати повністю. На схемі DO, D1 - виходи молодшого та першого розрядів.
Мал.8.9. Схема дворозрядного ПЗП.
Мал.8.10. Внутрішняструктурапідсхемидешифратора.
Схема дешифратора pzu_dcd показана на мал. 8.10. Дешифратор виконаний на трьох елементах НЕ і чотирьох елементах ЗІЛи-НЕ на транзисторах (мал. 8.11).
Необхідність виконання елементів дешифратора на транзисторах пояснюється тим, що використовувані в програмі EWB математичні моделі цифрових ІМС не завжди дозволяють підключати до них звичайні транзисторні схеми і, зокрема, що застосовуються в розглянутому ПЗУ комірки пам'яті у вигляді підсхеми pzu_uni. Її внутрішня структура аналогічна структурі осередки пам'яті, використовуваної в ПЗУ К155РЕЗ (мал. 8.12).
На відміну від ІМС К155РЕЗ, в якій в якості елемента АБО використовується многоеміттерниі транзистор, на мал. 8.12 наведені окремі транзистори Т1 ... Т4, емітери яких через перепалювані перемички S1 ... S4 (імітуються запобіжниками на 10 мА) з'єднані з формувачем на транзисторах Т5, Т6 і стабілітроні D.
Транзистор Т5 і стабілітрон D використовуються тільки в режимі програмування і в робочому режимі не роблять впливу на роботу вихідного каскаду на транзисторі Т6 (каскад з відкритим колектором), оскільки транзистор Т5 закритий низьким потенціалом на його базі (напруга пробою стабілітрона D вибирається дещо більше напруги живлення транзистора Т6, що подається у другій підсхемі в точку DO або D1 через резистор навантаження).
Мал. 8.11. СхемиелементівНЕ (а), АБО-НЕ (б).
Мал. 8.12.Внутрішняструктуракоміркипам'ятідвохрозрядногоПЗП.
КоміркаПЗУпрацює такимчином.У вихідномустанітранзисториТ1...Т4іТ6закриті, іприпідключеної доТ6навантаженнінайого виходіDOформуєтьсясигналлогічноїодиниці(близько+5В).Приподачі навходиА, В дешифраторазаданоїкодовоїкомбінації,анавхід дозволуЕ- сигналулогічноїодиниці, один з транзисторівТ1...Т4відкриється інавиходіDOсформуєтьсясигналлогічногонуля.Так,наприклад, при А =В =1відкриєтьсятранзисторТ4ісигналлогічноїодиниці зйогоемітерачерезперемичкуS4надійденадільникнарезисторахR2, R3, транзистор Т6відкриється, і найого виходісформуєтьсясигналлогічногонуля.Очевидно, що і прибудь-якій іншійдвійковійкомбінаціїбудевідбуватися теж самедотихпір,покине будезруйнованавідповіднаперемичка.
Пережіганіеперемичокстановитьсутьпрограмуванняі здійснюєтьсяокремодлякожногорозряду (кожного осередку) наступним чином:
на входи А, В (див. мал. 8.9) подається двійкова комбінація, відповідна адресою перепалюваних перемички в програмованому розряді (в комірці pzu_unx, де х - номер комірки);
до виходу осередки Dx через резистор навантаження (його опір для конкретних ІМС вказується в документації, для К155РЕЗ складає близько 300 Ом) підключається джерело напруги 12,5 В, в результаті чого стабілітрон D пробивається і транзистор Т5 відкривається;
на вхід дозволу Е на короткий час подається сигнал логічної одиниці, при цьому через один з відкритих транзисторів Т1 ... Т2 і Т5 протікає струм, достатній для перепалювання відповідної перемички (тривалість дозволяючого сигналу на вході Е в промислових программаторах може автоматично збільшуватися після декількох невдалих спроб програмування однієї і тієї ж комірки);
джерело 12,5 В відключається, і після розкриття відповідної підсхеми можна переконатися, що перемичка дійсно зруйнована (в промислових программаторах цей процес зводиться до перевірки запису програмованої комірки, і при негативному результаті проводиться повторне програмування при більшій тривалості дозволяючого сигналу).
Завдання
Зробить в Electronic Workbench схему (мал.8.13), яка складається з підсхем вказаних на мал. 8.9 – 8.12.
Для моделювання процесу програмування до програмованої схемою підключитиь додаткові елементи. Моделювання доцільно починати з однорозрядного ПЗУ (мал. 8.13). Слід зазначити, що розглянута модель ПЗУ (як на мал. 8.9, так і на мал. 8.13) досить примхлива і при деяких комбінаціях вхідних сигналів моделювання не виконується.
Примітка: Ознакою неможливості моделювання є відсутність ліворуч від вмикача харчування (у верхньому правому куті екрану) віконця з індикацією тимчасових інтервалів відліку. Після закінчення деякого часу може бути видана рекомендація змінити установку похибки моделювання (за замовчуванням вона дорівнює 1%). Доцільно встановити її максимально можливої (10%) в меню Circuit (команда Analysis Options, параметр Tolerance). Доцільно також поварьіровать опорами вхідних резисторів і резисторів навантаження елементів НЕ і АБО-НЕ (мал. 8.11), а також спробувати змінити параметри транзисторів. В крайньому випадку можна обмежитися простим випадком - обійтися без дешифратора і використовувати тільки одну комірку пам'яті на рис. 8.12, підключивши до виходу і до одного з її входів додаткові елементи, як показано на рис. 8.13.
Запишітьу коміркупам'ятірізнібінарнічисланаваш розсуд.
Зробить висновки.
Мал.8.13. Схема ПЗП для дослідження.