4.4. Побудова модулів оперативного запам'ятовувального пристрою динамічного типу

У мікросхемах ОЗП динамічного типу елементом пам'я­ті є конденсатор р-n-переходу МДН-траизистора. Зарядже­ний стан конденсатора вважається станом логічної одиниці, розряджений — станом логічного нуля. Такі елементи пам'яті не можуть тривалий час зберігати свій стан і тому потребу­ють додаткового обладнання для забезпечення періодичного відновлення (регенерації) інформації. Тривалість вибірки для динамічного ОЗП становить 70—200 нc. Порівняно з ОЗП статичного типу ОЗП динамічного типу характеризуються більшою інформаційною ємністю, що зумовлюється меншою кількістю компонент в одному елементі пам'яті, та меншими швидкодією (пов'язано з потребою заряджання і розряджання конденсатора), потужністю споживання і вартістю. Переваж­но модулі оперативної пам'яті сучасних МПС реалізуються на базі ВІС ОЗП динамічного типу.

Оперативні ЗП динамічного типу (див. розд. 9, кн. 2) пра­цюють у таких режимах: запису, зчитування, зчитування — модифікації—запису, сторінкового запису, сторінкового зчи­тування, регенерації. Для забезпечення адресування всієї ємності пам'яті використовують мультиплексування адресних сигналів у часі. Спочатку відбувається зчитування або запис даних, адреса яких визначається т молодшими розрядами шини адреси, що супроводжується сигналом строба (Row Address Strobe — строб адреси рядка). Після цього відбувається зчитування або запис даних, адреса яких визна­чається т старшими розрядами шини адреси, що супрово­джується сигналом строба (Column Address Strobe — строб адреси стовпця). Зчитування інформації здійснюється за заднім фронтом сигналу за = 1, запис — за заднім фронтом сигналу за = 0. Режим зчиту­вання—модифікації—запису полягає у зчитуванні інформації з подальшим записом в один і той самий елемент пам'яті. Сторінкові режими запису і зчитування реалізуються зверненням до ВІС за адресою рядка з вибіркою елемента пам'я­ті цього рядка зміною адрес стовпців. Регенерація інформа­ції здійснюється зверненням до кожного з рядків, при цьому формується адреса рядка і сигнал , а сигнал дорів­нює логічній одиниці. Процес регенерації припиняється після звернення МП до ОЗП. У цьому випадку обробляється ви­мога МП, після чого режим регенерації триває з тієї адреси, на якій він був припинений.

Для керування ОЗП динамічного типу використовують контролери динамічної пам'яті, наприклад, К1810ВТ03, К1810ВТ02, i8207, які формують адресні та керуючі сигнали у режимах роботи і регенерації, а також здійснюють арбіт­раж, тобто розв'язання конфліктів між запитами на регене­рацію і звернення до пам'яті. Контролер формує також сиг­нал готовності блока динамічної пам'яті до обміну.

Контролер динамічної пам'яті i8207 (рис. 4.7) призначе­ний для керування чотирма ВІС ОЗП динамічного типу по 512 Кбайт кожний. Він складається з адресних буферів В1 і В2, лічильника рядків регенерації (ЛРР), двох мультиплек­сорів М1 і М2 та системи керування. Система керування аналізує вхідні сигнали і здійснює керування всіма блоками контролера.

Під час виконання команд читання-запису пам'яті контро­лер забезпечує з'єднання з виходами АО8—АО0 спочатку з молодшою, а потім зі старшою половинами адреси, формування стробувальиих сигналів і для кожної з чо­тирьох ВІС пам'яті, а також сигналу (Write Enable —дозвіл запису). У режимі регенерації контролер забезпечує з'єднання з виводами АО8—АО0 виходів лічильника рядків регенерації і формування сигна­лу .

Рис. 4.7. Структурна схема контролера динамічної пам'яті i8207

Таблиця 4.2. Вибір ВІС динамічної пам'яті

Сигнал		Блок пам'яті
SS1	BS0
0	0	0
0	1	1
1	0	2
1	1	3

Вибір однієї з чотирьох ВІС пам'я­ті здійснюється сигналами BS1 — BS0 ( табл. 4.2).

Контролер формує сигнал на­прикінці циклу читання-запису, вказує на закінчення циклу взаємодії з цент­ральним процесором та сигнал на початку циклу звер­нення до пам'яті.

Використання цих сигналів показано на прикладі під'єднан­ня контролера i8207 із системною шиною 16-розрядного про­цесора (рис. 4.8).

На виході формується сигнал логічного нуля тоді, якщо контролер виконує такти регенерації інформації в ди­намічному ОЗП. Сигнал використовується як стробувальний сигнал для керування шинними формувачами модуля пам'яті. У цьому прикладі використано два шинних формувачі К580ВА86 (i8286), оскільки шина даних є 16-розрядною.

Рис. 4.8. З'єднання контролера ди­намічної пам'яті з системною шиною

Рис. 4.9. Система динамічної пам'яті

Схему модуля динамічної пам'яті 16-розрядного процесо­ра зображено на рис. 4.9.

Контролер динамічної пам'яті фактично виконує роль інтер­фейсу модуля пам'яті та шини процесора. Динамічну пам'ять організовано у вигляді двох банків, кожний з яких складаєть­ся з чотирьох блоків ємністю по 512 Кбайт. Загальна ємність пам'яті дорівнює 2 Мбайт. Шина адреси процесора з'єднана з контролером. Лінії А1 і А0 під'єднуються до входів виби­рання банку BS0, BS1, біти A11— A3 є адресою рядка, а біти A20 —A12 — адресою колонки динамічної пам'яті.