1.2. Основные параметры и характеристики зу

(Слайд) Полупроводниковая память имеет большое число характеристик и параметров, которые необходимо учитывать при проектировании систем:

1. Емкость памяти определяется числом бит хранимой информации. Для длины слова равной биту (одному двоичному разряду) или байту (набору из восьми бит) эта единица называется килобит или килобайт. Информационный объём памяти обычно задают в более крупных, нежели байт, единицах – в кило-, мега- и гигабайтах:

Емкость кристалла обычно выражается также в битах и составляет 1024 бита, 4 Кбит, 16 Кбит, 64 Кбит и т. п.

Емкость ЗУ часто выражается произведением двух чисел , где – число ячеек памяти, а m – длина слова ячейки, например 8K 8 (ИМС 537РУ17), т. е. 8192 ячейки размером в один байт.

2. В некоторых справочниках для указанной ИМС 537РУ17 приводится обозначение емкости одной цифрой 64Kбит, что никак не отражает внутреннюю организацию этой микросхемы, такую же емкость могут иметь ИМС с организацией 16K 4, 64K 1 и т. д.

Таким образом, важной характеристикой кристалла является 2. информационная организация кристалла памяти M N, где M – число слов, N – разрядность слова. При одинаковом времени обращения память с большей шириной выборки обладает большей информационной емкостью.

3. Временные характеристики памяти.

Обращение (доступ) к ЗУ – это запись или считывание.

Быстродействие ЗУ – определяется продолжительностью операции обращения к ЗУ.

Время обращения при записи определяется как

(Слайд)

где – время поиска числа;

– время стирания ранее записанной информации (при необходимости);

– время записи нового числа.

Время обращения при считывании рассчитывается как

где – время собственно чтения;

– время восстановления считанных кодов (при необходимости).

(Слайд) Время доступа – временной интервал, определяемый от момента, когда центральный процессор (ЦП) выставил на шину адреса (ША) адрес требуемой ячейки памяти и послал по шине управления (ШУ) приказ на чтение или запись данных, до момента осуществления связи адресуемой ячейки с шиной данных (ШД).

Время восстановления – это время, необходимое для приведения памяти в исходное состояние после того, как ЦП снял с ША – адрес, с ШУ – сигнал "чтение" или "запись" и с ШД – данные.

4. Удельная стоимость ЗУ определяется отношением его стоимости к информационной емкости, т. е. определяется стоимостью бита хранимой информации.

(Слайд) 5. Потребляемая энергия (или рассеиваемая мощность) приводится для двух режимов работы кристалла:

- режима пассивного хранения информации;

- активного режима, когда операции записи и считывания выполняются с номинальным быстродействием.

Кристаллы динамической МОП-памяти в резервном пассивном режиме потребляют примерно в десять раз меньше энергии, чем в активном режиме. Наибольшее потребление энергии, не зависящее от режима работы, характерно для кристаллов биполярной памяти.

6. Плотность упаковки определяется площадью ЗЭ и зависит от числа транзисторов в схеме элемента и используемой технологии. Наибольшая плотность упаковки достигнута в кристаллах динамической МОП-памяти.

7. Допустимая температура окружающей среды обычно указывается отдельно для активной работы, для пассивного хранения информации и для нерабочего состояния с отключенным питанием. Указывается тип корпуса, если он стандартный, или чертеж корпуса с указанием всех размеров, маркировкой и нумерацией контактов, если корпус новый. Приводятся также условия эксплуатации: рабочее положение, механические воздействия, допустимая влажность и другие.

Степень интеграции, быстродействие, электрические параметры ЗУ при записи и хранении информации, помехоустойчивость, долговременная стабильность, стабильность к внешним неблагоприятным факторам при функционировании и т. д. зависят от физических принципов работы приборов, применяемых материалов при производстве ИМС и параметров технологических процессов при их изготовлении.

Кроме рассмотренных основных характеристик, важными показателями качества ЗУ являются:

надежность – способность ЗУ сохранять свои параметры в заданных пределах при различных условиях эксплуатации;

габариты.

(Слайд) Для организации матрицы памяти на кристалле каждой интегральной схемы ЗУ формируются накопитель из ЗЭ и схемы обрамления.

Накопитель – это регулярная структура из отдельных ЗЭ.

Схемы обрамления – это совокупность схем, включающая в себя:

* дешифраторы выбора адресов ЗЭ;

* элементы управления режимами работы памяти (чтение, запись, хранение);

* формирователи сигналов, обеспечивающие сопряжение накопителя с внешними схемами.