Запоминающие устройства типа 3d

Некоторые ЗЭ имеют два входа выборок. Чтобы выполнялась операция выборки, требуется наличие сигнала выборки на обоих входах. Использование таких элементов позволяет строить ЗУ с трехкоординатным выделением ячеек.

Запоминающий массив ЗУ типа 3D представляет собой прост­ранственную матрицу (рис. 2.3), составленную из n плоских матриц, представ­ляющих собой запоминающий массив для отдельных разрядов ячеек памяти. Запоминающие элементы для разряда сгруппированы в квад­ратную матрицу.

Рис. 2.3.

Для адресной выборки запоминающего элемента выдается две его координаты в массиве. Код ячейки памяти разделяется на старшую и младшую части, каждая из которых поступает на свой адресный фор­мирователь. Адресные формирователи выдают код в соответствующие адресные линии. В результате в массиве оказывается выбранным эле­мент, находящийся на пересечении двух адресных линий. Адресные формирователи управляются сигналами "Чтение" и "Запись" и в зависимости от них выдают сигналы выборки для считывания или для записи. При считывании сигнал о состоянии выбранного элемента поступает по линии считывания в усилитель. При записи в запомина­ющий элемент будет занесена информация, поступившая с соот­ветствующего усилителя записи.

Для полупроводниковых ЗУ характерно объединение в одну линию разрядных линий записи и считывания.

Запоминающие устройства типа 3D более экономичны, чем ЗУ 2D. Однако элементы с тремя входами, используемыми при записи не всегда удается реализовать.

Статические и динамические озу

Микросхемы ОЗУ по типу элементов памяти разделяют на стати­ческие и динамические. В микросхемах статических ОЗУ в качестве элементов памяти применены статические триггеры на биполярных или МДП-транзисторах. Как известно, статический триггер способен при наличии напряжения питания сохранять свое состояние неограничен­ное время. Число состояний, в которых может находиться триггер, равно двум, что и позволяет использовать его для хранения двоич­ной единицы информации.

В микросхемах динамических ОЗУ элементы памяти выполнены на основе электрических конденсаторов, сформированных внутри полуп­роводникового кристалла. Для обеспечения сохранности информации необходимо периодическое восстановление (регенерация) заряда кон­денсатора, поскольку из-за токов утечки запоминающий конденсатор может разряжаться. Это осуществляется с помощью периодических циклов регенерации, во время которых информация из элементов па­мяти считывается и вновь записывается обратно. Периодичность восстановления информации в элементах памяти называется периодом регенерации. Период регенерации Трег резко уменьшается с увеличе­нием температуры окружающей среды. Длитель­ность циклов регенерации обычно равна длительности циклов считы­вания или записи информации, но для полной регенерации информации в микросхеме необходимо несколько сотен таких циклов.

Микросхемы динамических ОЗУ отличаются от микросхем стати­ческих ОЗУ большей информационной емкостью, что обусловлено меньшим числом компонентов в одном элементе памяти, и, следова­тельно, более плотным их размещением в полупроводниковом крис­талле. Однако динамические ОЗУ сложнее в применении, поскольку нуждаются в организации принудительной регенерации, в дополни­тельном оборудовании и более сложных устройствах управления.

Микросхемы статических ОЗУ применяются для создания сверхоперативной памяти ЭВМ, а также в устройствах автоматики, микроконтроллерах и т.п.

С точки зрения разработчика электронной аппаратуры тип ОЗУ гораздо важнее его внутренней организации, так как использование динамических ОЗУ значительно усложняет схему разрабатываемого устройства и моделирование его работы в процессе разработки. Обычно регенерация требует прерывания работы процессора и поглощает часть процессорного времени (5 - 10%), что крайне нежелательно в системах реального времени.