7.4. Постійні запам'ятовуючі пристрої

Постійні ЗП(П3П) у робочому режимі допускають тільки зчитування збереженої інформації. По способу занесення інформації ПЗП поділяються на два види:

на

-ПЗП, запрограмовані маскою на підприємстві-виробнику; -ПЗУ, запрограмовані користувачем.

У перших інформація заноситься в процесі виготовлення мікросхеми за допомогою відповідного фотошаблона. Постійні ЗП, запрограмовані при виготовленні, часто називають масочними і постійними ЗП.

Постійні ЗП, однократно запрограмовані користувачем, називаються програмованими ПЗУ (ППЗУ).

Постійні ЗП зазвичай стоять як адресні 3П. Функціонування можна розглядати як виконання однозначного перетворення к-розрядного коду адреси осередку запам'ятовуючого масиву (ЗМ) у n-розрядний код слова, що зберігається в ній. При такому підході П3П можна вважати перетворювачем кодів чи комбінаційною схемою (автоматом без пам'яті) з k входами і n-виходами.

Одним з найважливіших застосувань ПЗП є збереження мікропрограм у мікропрограмних керуючих пристроях ЕОМ. Для цієї мети необхідні ПЗП значно більшого, ніж в оперативній пам'яті (ОП), швидкодії і помірної ємності (10000-100000 біт).

Постійні ЗП широко використовуються для збереження програм у спеціалізованих ЕОМ, у тому числі мікро-еом, призначених для рішення визначеного набору задач, для яких мається відпрацьовані алгоритми і програми, наприклад, у бортових ЕОМ літаків, ракет і космічних кораблів, у керуючих обчислювальних комплексах, що працюють в АСУ технологічними процесами. Таке застосування П3П дозволяє істотно знизити вимоги до ємності оперативної пам'яті (ОП), підвищити надійність і зменшити вартість обчислювальної установки.

На мал. 7.11,а приведена схема найпростішого ПЗП. Запам'ятовуючий масив утвориться системою взаємо перпендикулярних ліній, у їхньому перетинанні установлюються ЗЕ, що або зв'язують (стан 1), або не зв'язують (стан 0) між собою відповідні горизонтальні і вертикальні лінії. Для деяких типів ЗЕ стан 0 означає просто відсутність (з'єднуючого) запам'ятовуючого елемента в даній позиції ЗМ.

Дешифратор (ДС) по коду адреси вибирає одну з горизонтальних ліній, у яку подається сигнал вибірки. Вихідний сигнал 1 з'являється на тих вертикальних розрядних лініях, що мають зв'язок із збудженою адресною лінією (на мал. 7.11,6 зчитується слово 1101). Використання діодів забезпечує однобічне протікання струму й усуває можливий вплив шин одної на одну.

В залежності від типу (з'єднуючих) запам'ятовуючих елементів розрізняють резисторні, ємнісні, індуктивні, напівпровідникові й інші ПЗП.

В даний час найбільш розповсюдженим типом є напівпровідникові інтегральні П3П.

Рис.7.11.Постійнийзапам'ятовуючий прис-рій: а -загальна структура; б -логічна матриця.

Постійні 3П, однократно запрограмований користувачем, називаються ППЗП. Як елементи пам'яті застосовуються діоди, біполярні транзистори й інші елементи з плавкими хромовими чи титано вольфрамовими перемичками. Таку матрицю можна програмувати, пропускаючи імпульси струму між відповідними програмі адресними ЧЕРВОНИЙ і розрядними РЛ лініями. Імпульси струму з амплітудою 20...30мА викликають розплавлювання перемичок обраних елементів зв'язку. При цьому електричні ланцюги для відповідних елементів розмикаються, що відповідає запису в ППЗП нуля. Елементи, що залишилися, підключені через перемички, до ліній, відповідають записаним у ППЗП ОДИНИЦЯМ.

Програмують таку матрицю за допомогою профаматора ПЗП має клавіатуру, схему керування і формування послідовності сигналів, а також буферний ЗП з довільною вибіркою.

У перепрограмованих ПЗП(РПЗП- репрограмованих) є можливість кількаразового стирання записаної раніше інформації і запису нової. Тому при виявленні помилок PПЗП можна легко перепрограмувати. Логічні матриці РПЗП можуть бути виконані на основі МНОН(метал-нітрид-окисел-напівпровідник) чи транзисторів на основі Моп-транзисторов із плаваючим затвором. Щоб зарядити шар нітриду кремнію, на затвор Мноп-транзистора подається високовольтний програмуючий імпульс, що у кілька разів перевищує робочі рівні напруг. Для стирання записаної інформації, тобто видалення заряду, захопленого шаром нітриду кремнію, на затвор Мноп-транзистора необхідно подати імпульс напруги протилежної полярності.

УРПЗП другого типу логічна матриця виконується з Моп- транзисторов із плаваючим затвором. У такому Моп-транзисторі затвор не має виходу і може отримати негативний заряд при подачі на джерело імпульсу досить високого позитивних стосовно стоку напруги. При цьому відбувається інжекція електронів зі стоку до затвора через діелектрик. У зоні каналу з'являється позитивний заряд і транзистор відкривається. У нормальному стані затвор не має негативного заряду і транзистор закритий. Накопичений на затворі заряд віддаляється засвічуванням транзисторів через кварцове вікно ультрафіолетовим випромінюванням, що розряджає затвор транзистора і переводить його в

При програмуванні РПЗП спочатку шляхом подачі інтенсивного ультрафіолетового випромінювання всі транзистори закриваються, що відповідає запису в усі осередки "1". Потім за допомогою адресної шини і розрядної шини вибираються транзистори, що відповідають осередкам, у які повинні бути записані "0". Затвори транзисторів одержують негативний заряд і ці транзистори відкриваються. Кількість циклів перепрограмування -100 і більше.

Основні характеристики різних типів ПЗП приведені в табл. 7.2табл. 7.3. табл. 7.2 приведені ПЗП з однократним електричним програмуванням. У табл. 7.3 - РПЗП.

Таблиця7.2.

Мікросхема	Інформаційна	Час	Напруга	Споживана
	ємність,	вибірки,	джерела	потужність
	біт	нс	живл.	від джерел
				мВт
К155РЕЗ	256(32x8)	50	5	550
К500РЕ149	1024(256x4)	35	-5,2	730
К541РТ1	1024(256x4)	80	5	400
КР556РТ4	1024(256x4)	70	5	650
КР556РТ5	4096(512x8)	70	5	950

Таблиця 7.3

Мікро-	Інформаційна	Час	Час
схема	ємність,	вибірки	збер-я	Число	Напруга		Споживана
	біт	нс		нсциклів	джерел		потужність
					В		мВт
ПЗП	з багато-канальним	електричним		перепрограмуванням
К505РР4А	512(256x2)	1200	3000	104		-9; 5	350;200
К505РР4	1024(512x2)	1200	3000	104		-9; 5	350; 200
К558РР11	1024(256x4)	5000	3000	104		12; 5	120; 50
КР558РР1	2048(256x4)	5000	3000	104			120; 50
ПЗП з	ультрафіолетовим		зтиранням	і електричним		записом
К573РФІ	8192(1024x8)	450	15000	10		12;-5; 5	850;225; 75
К573РФ11	4096(512x8)	450	15000	10		12;-5; 5	850;225; 75
К573РФ13	4096(1024x4)	450	15000	10		12-5: 5	85О;225; 75
К573РФ2	16384(2048x8)	900	10000	10		5	225
К573РФ21	8192(1024x8)	900	10000	10		5	225
К273РФ23	8192(2048x4)	900	10000	І0		5	225

Мікросхеми РПЗУ додатково характеризуються часом збереження записаної в ній інформації (після закінчення якого інформація, що зберігається в осередках, може довільно змінюватися), припустимою кількістю циклів перезапису (після чого мікросхема вважається негідною для використання).