6. Функциональная схема устройства оперативной памяти

ОЗУ предназначены для хранения программ и данных. В ОЗУ программы могут быть записаны путем программирования. ОЗУ может быть построено на различных физических элементах. В 40-50 и 60-х годах ХХ века применялись магнитные оперативные запоминающие устройства.

В настоящее время применяется 2 вида ОЗУ: статическая (SRAM) и динамическая (DRAM).

Статическая память:

В устройствах статической памяти 1 бит хранится с помощью триггера. Имеет малое время доступа, но информационная емкость, приходящаяся на единицу объема, меньше чем в динамической. Статическая память дороже.

Динамическая память:

Применяется как массовое запоминающее устройство.1 бит хранится с помощью емкости. Если емкость заряжена, то бит=1, если нет, то бит=0. Динамическая память при чтении требует генерации, что увеличивает время доступа. Динамическая память более компактная и дешевая. Общий недостаток: информация стирается при отключении питания, поэтому в настоящее время разрабатываются и применяются устройства RAM, которые имеют встроенный источник питания.

Функциональная схема устройства памяти.

CU – устройство управления;

R/W – вход чтения/записи;

ША – шина адреса;

CS – выбор кристалла;

BD – буфер данных (предназначен для временного хранения данных при чтении или записи);

Назначение дешифраторов – в зависимости от двоичного кода адресных линий приводит к активации строки или столбца с этим номером.

Рассмотрим численный пример:

Шина адреса имеет 8 разрядов m+n=8, m=n=4. Определить какой объем информации может хранить устройство памяти.

Ответ: слов;

ОЗУ могут быть выполнены в виде отдельной микросхемы памяти или входить в состав микросхемы контроллера.

7. Постоянные запоминающие устройства, их типы и области применения

Кроме оперативной памяти (ОЗУ) МПС обычно снабжается также постоянной памятью для хранения неизменной в процессе эксплуатации информации ПЗУ (ROM – Read Only Memory – память только для чтения).ПЗУ размещается в части адресного пространства МПС, свободной от ОЗУ. При использовании ПЗУ не возникает проблема энергозависимости, так как при потере питания информация в нем сохраняется сколь угодно долго. В практике МПС нашли применение 4 типа полупроводниковых ПЗУ различного применения.

С амым простым видом ПЗУ является диодное ПЗУ, элемент памяти которого приведен на рисунке 1.Выбор требуемого слова производится подачей сигнала на соответствующую шину адреса. При этом диод, соединяющий шину адреса и шину данных в точке их пересечения, находится в проводящем состоянии, устанавливая сигнал высокого уровня на ША. Т.о., наличие диода соответствует записи в элементе памяти «1», а отсутствие - «0». Большее распространение получили ПЗУ с транзисторными элементами памяти:

б иполярными и МОП-транзисторами (рис.2), которые обладают большим быстродействием и имеют высокую плотность компонентов.

При применении диодов запись производится путем металлизации промежутков, позволяющих соединить соответствующие линии строк и столбцов. Это реализуется с помощью маскирующих фотошаблонов, задающих участки металлизации, требующихся для кодирования той или иной инфо. Отсюда и название таких устройств – ПЗУ с масочным программированием. Эта операция выполняется на заводе-изготовителе с помощью фотошаблона и экономически целесообразна при массовом производстве микросхем.

ППЗУ(PROM) – программируемые постоянные запоминающие устройства – отличаются от масочных ПЗУ тем, что при их изготовлении все диоды соединяются с соответствующими столбцами с помощью плавких перемычек, т.е. по всем адресам ППЗУ заключается коды 11111111(2).Ошибку при программировании исправлена не может быть, микросхема не пригодна к использовании.

СППЗУ(EPROM) – стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства – позволяют производить запись и стирание информации. Структура СППЗУ отличается от структуры ППЗУ тем, что вместо плавких перемычек между линиями строк и столбцов установлены МОП-транзисторы.

ЭППЗУ(EAPROM) – электрически изменяемые постоянные запоминающие устройства – отличаются тем, что в них после программирования можно вернуть в исходное состояние (стереть) любой отдельно взятый МОП-транзистор.