Линейная сегментная адресация в озу

Линейная адресация обозначает, что адрес, вырабатываемый МП соответствует физическому адресу ОЗУ. А при сегментной адресации вырабатывается микропроцессором логический адрес, который затем преобразуется в физический адрес. Все пространство адресов ОЗУ разбивается на блоки (сегменты). Номер сегмента выбирается одним 16разрядным регистром, а адрес в каждом сегменте (смещение) выбирается вторым 16разрядным регистром.

10. Используемые технологии производства микропроцессоров. Cmos, i2l, ttl, sttl, esl.

Первые технологически произведенный МП были p-канальные технологичные MOS (pMOS) с максимальной частотой 10 кГц.

Основным недостатком этой технологии является низкое быстродействие.

Не смену пришла n-канальная технология MOS (nMOS). Обеспечивала более высокую степень интеграции и более высокое быстродействие. С помощью этой технологии создавались БИС и СБИС, однокристальные МП и т.д.

Недостатком является ограниченный диапазон рабочих температур, что затрудняет применение изделий в автомобильной и с\х аппаратуре.

Комплементарная МОП технология (k-MOS)

Является альтернативой, поскольку обеспечивает самую низкую потребляемую мощность и возможность использования в труднодоступных и опасных местах.

Эжекционная технология (I²L)

Средняя по всем показателям. Рекомендована к применению в машиностроении и микроэлектронике. Наиболее распространенный прибор КР587.

ТТЛ (TTL – Transistor-transistorlogic), СТТЛ (STTL - Шоттки)

Построена на биполярных транзисторах. Используются диоды Шоттки.

Технология обладает очень высоким быстродействием. INTEL, наш К589.

Эмиттерно-связанная логика (ЭСЛ, ESL)

Технология позволяет создавать большие интегральные схемы (БИС) и обладает сверхвысоким быстродействием.

11, Память в микропроцессорных устройствах. Озу, пзу. Основные характеристики полупроводниковой памяти. Типы микросхем пзу. Типы микросхем озу. Буферная память.Память в микропроцессорных устройствах

Выделяют 2 основных типа памяти:

1. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, память данных). Число циклов чтения-записи в ОЗУ не ограничено. Но при отключении питания вся информация теряется. В современных МП ОЗУ представляет собой многоуровневую систему, в которой выделяют уровни сверхоперативной памяти, буферной памяти (БЗУ) и внешняя память (ПЗУ). Каждый последующий уровень отличается от предыдущего емкостью и быстродействием. Емкостью называется максимальное количество информации, которое может быть записано в память. Быстродействие характеризуется длительностью операций чтения и записи. Для указанных уровней емкость растет в направлении от сверхоперативной памяти к внешней, а быстродействие наоборот.

2. ПЗУ (кодовая память, память программ). Микросхемы ПЗУ способны сохранять информацию при отключенном питании, но могут быть запрограммированы только 1 или ограниченное число раз.

Основные характеристики полупроводниковой памяти

- Емкость. Определяется числом бит хранимой информации. Для кристалла: размерность M*N – информационная организация кристалла памяти, где M – число слов, N – разрядность слов. При одинаковом времени обращения, память с большей шириной выборки обладает большей информационной емкостью.

- Временные характеристики памяти.

1. Время доступа. Временной интервал, определяемый от момента, когда ЦП выставил на шину адреса адрес требуемой ячейки памяти и послал по ШУ сигнал на чтение или запись данных до момента осуществления связи адресуемой ячейки с ШД.

2. Время восстановления. Время, необходимое для приведения памяти в исходное состояние после того, как ЦП снял с ША адрес, с ШУ - сигнал чтения или записи и с ШД - данные.

3. Удельная стоимость. Определяется отношением его стоимости к хранимой емкости (фактически стоимость одного бита информации).

4. Потребляемая энергия (рассеиваемая мощность). Обычно приводится для двух режимов работы кристалла: режим пассивного хранения информации и активного режима с номинальным быстродействием.

5. Плотность упаковки. Определяется площадью запоминающего элемента и зависит от числа транзисторов в схеме элементов и используемой технологии.

6. Допустимая температура и прочие факторы.

Типы микросхем ПЗУ

- Масочные ПЗУ. Программируются в процессе их изготовления путем нанесения маски из замкнутых (высокий уровень) и разомкнутых (низкий уровень) перемычек. Этот тип ПЗУ наиболее дешевый, но при изготовлении крупной партией (тысячи единиц).

- ПЗУ с плавкими перемычками (электрически программируемые ПЗУ). Эти микросхемы программируются потребителем путем пропускания импульсов тока до разрушения перемычек, соответствующих битам, которые должны стать нулевыми.

- Перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ). С электрической записью и ультрафиолетовым стиранием (УФ ППЗУ). Основой ячейки памяти м\схемы данного типа является МОП транзистор с полностью изолированным затвором. При программировании окисел пробивается и на затворе накапливается заряд, который сохраняется там, пока м\схема не будет подвергнута УФ облучению. Под его действием окисел становится проводящим, сопротивление канала транзистора зависит от заряда на затворе и будет определять бит, записанный в ячейку.

- Электрически стираемая ПЗУ (EEPROM). Устроена аналогично УФ ППЗУ, но стирание происходит, как и запись, при подаче импульсов напряжения.

- Флэш-память. Наиболее популярна в настоящее время. Главное достоинство – она построена по принципу электрической перепрограммируемости, то есть допускает многократное стирание и запись с помощью программаторов.

Типы микросхем ОЗУ

Существует 2 типа микросхем ОЗУ:

1. Статические (основа запоминающей ячейки - триггер)

2. Динамические (основа - конденсатор). В качестве конденсатора используется затвор полевого транзистора.

Ячейки динамического ОЗУ проще, поэтому ОЗУ этого типа дешевле и имеют большую емкость при том же количестве компонентов. Но они требуют периодической подзарядки всех запоминающих конденсаторов. Этот процесс называется регенерацией. При каждой операции чтения-записи период регенерации равен долям секунд. Также в динамических ОЗУ используется мультиплексированная адресная шина, где адрес передается за 2 цикла.

Основными направлениями совершенствования ОЗУ является:

1. Разработка квазистатических ОЗУ. Динамические внутри, но со встроенной автономной схемой регенерации.

2. Разработка энергонезависимых ОЗУ хотя бы в течение ограниченного периода времени.