34. Элементы памяти и бис озу динамического типа
В основе построения ЭП динамического типа используется возможность представления информации в виде заряда на запоминающем конденсаторе. Динамические ЭП реализуются на основе МДП транзисторов. В первых динамических БИС ОЗУ ЭП включал в себя три МДП транзистора.
Ошибка! Объект не может быть создан из кодов полей редактирования.
Современные динамические БИС ЗУ проектируются на основе одно-транзисторных ЭП (рис.16.7). В режиме хранения информации на адресной (АШХ) и разрядной (РШ) шинах действуют нулевые потенциалы, транзистор VT закрыт и запоминающий конденсатор С отключен от РШ. При подаче на АШХ высокого потенциала транзистор VT открывается и ЭП оказывается подготовленным для записи или считывания информации. При записи 1 в РШ подаётся высокий потенциал и происходит зарядка запоминающего конденсатора. Для записи 0 в РШ сохраняется нулевой потенциал и конденсатор разряжается (если он был заряжен) через разрядную шину. При считывании информации состояние ЭП определяется наличием (если запоминающий конденсатор был заряжен) или отсутствием напряжения в РШ.
35. Общие сведения, основные параметры и классификация постоянных запоминающих устройств
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) предназначены для хранения программ, таблиц, тестов и другой информации, которая не изменяется в процессе работы устройства. Необходимая информация записывается в ПЗУ заблаговременно до ее использования. ПЗУ широко используются для построения управляющих программ или микропрограммных памятей и различных комбинационных схем ЭВМ и систем автоматизации: преобразователей кодов, дешифраторов, генераторов последовательностей сигналов, мультиплексоров, сдвиговых регистров и др. Микропрограммные устройства управления, построенные на основе ПЗУ, отличаются высокой гибкостью, низкой стоимостью и позволяют легко изменять набор команд ЭВМ путем замены ПЗУ. Возможность простого изменения хранимой информации делает ПЗУ незаменимыми в решении проблемы сокращения сроков и стоимости проектирования и эксплуатации, особенно в микропроцессорных системах.
К основным параметрам ПЗУ относятся информационная емкость, быстродействие и потребляемая мощность.
К эксплуатационным параметрам ПЗУ относятся их стоимость, надежность работы, сохранение работоспособности в широком диапазоне температур, в условиях повышенных механических воздействий и др.
По способу записи информации БИС ПЗУ делятся на три группы:
1.Обычные, или масочные ПЗУ (МПЗУ), запись информации в которых осуществляется изготовителем однократно с помощью маски (шаблона) на одном из этапов изготовления кристалла. Из всех методов записи информации в ПЗУ этот метод обладает самой большой надежностью, самой высокой плотностью компоновки, наибольшей простотой изготовления и самой низкой стоимостью при массовом производстве .
2.Программируемые ПЗУ (ППЗУ), заполняемые однородной информацией при изготовлении, которая изменяется однократно после программирования пользователем электрическим способом с помощью стенда-программатора.
З.Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ), в которых записанная электрическим способом информация может быть стерта и вместо нее записана новая. Стирание записанной в РПЗУ информации может быть осуществлено либо электрическим способом, либо ультрафиолетовым облучением.
По способу считывания информации БИС ПЗУ делятся на синхронные (тактируемые) и асинхронные.
По технологическому исполнению БИС ПЗУ делятся на две основные группы: биполярные схемы, использующие схемотехнику ТТЛ или ЭСЛ, и МДП-схемы, использующие р-МДП, n-МДП и КМДП-структуры.
По уровням входных и выходных сигналов БИС ПЗУ совместимы с полупроводниковыми схемами, изготовленными по схемотехнике ЭСЛ, ТТЛ или КМДП-типа, причем возможны построения кристаллов как полностью по одной схемотехнике, так и комбинации ЭСЛ с ТТЛ или КМДП с ТТЛ.
Независимо от способа записи и технологии изготовления все ПЗУ являются устройствами с произвольной выборкой информации, отличающейся наибольшей простотой организации и управления.
Рис.16.8
Структурная схема типового полупроводникового ПЗУ показана на рис.16.8,а. Его основу составляет двухкоординатная матрица элементов памяти или запоминающая матрица (ЗпМ) с полным дешифратором.
Элементы памяти (ЭП) располагаются в местах пересечения горизонтальных адресных шин (АШ), соединенных с выходами дешифратора (DC), и вертикальных (разрядных) шин, которые подключаются к информационным входам мультиплексоров. На входы DC подаются младшие разряды адреса Ao...Ak-1, а на адресные входы мультиплексоров - старшие разряды адреса
Ak...An-1. При этом возбуждается одна из адресных шин, и все ЭП, связанные с этой шиной, выдают хранящуюся в них информацию на все разрядные шины. Хранимая в ЭП информация 0 или 1 зависит от того, соединен ли этот ЭП с разрядной шиной (РШ) или не соединен. Нарушение соединения осуществляется разрушением плавкой перемычки, соединяющей его с РШ (на рис.16.8,а эти перемычки показаны волнистыми линиями) путем пропускания через нее импульса тока достаточной силы. Выборка нужного числа бит для подачи на выход ПЗУ осуществляется мультиплексорами. В зависимости от организации ПЗУ дешифратор и мультиплексор могут иметь различную разрядность. Например, ПЗУ с информационной емкостью N=1024 бит может иметь организацию 256x4, что означает использование внутри микросхемы дешифратора 1-256 для возбуждения адресных шин и четырех мультиплексоров 4-1 для считывания выходных данных с разрядных шин.
Микросхемы ПЗУ обычно имеют вход разрешения CS (chip select), на который подается сигнал обращения к ПЗУ.
На схемах (рис.16.8,б) ПЗУ обозначается ROM (от read only memory -память, предназначенная только для чтения).Запись информации в БИС ПЗУ осуществляется с изменением физических свойств кристалла, благодаря чему она сохраняется и после отключения источника питания. Устройства, обладающие этим свойством, называют энергонезависимыми.