6.3. Методы доступа к данным.

Запоминающие устройства (ЗУ) отличаются способом доступа к данным.

1. Последовательный доступ. Ориентирован на хранение последовательности блоков данных (записей) и для доступа к нужному элементу (байту или слову) надо прочитать все предшествующие ему данные. Время доступа зависит от положения записи среди других и положения элемента в записи. Примером может служить ЗУ на магнитной ленте.

2. Прямой доступ. Доступ к записи осуществляется адресно, а к элементу внутри записи - последовательно. Соответственно, время доступа - переменное в небольших пределах. Примером может служить ЗУ на магнитных дисках.

3. Произвольный доступ. Каждая ячейка памяти имеет свой физический адрес. Обращение к любой ячейке производится в произвольной очередности и занимает одинаковое время. Примеры – основная память типа RAM (Random Access Memory) и постоянные ЗУ – память типа ROM (Read Only Memory).

4. Ассоциативный доступ (АЗУ) – доступ к ячейкам памяти осуществляется по их содержимому, а не по адресу путем параллельного сравнения содержимого всех ячеек с заданным образцом.

6.4. Память с произвольным доступом (ппд)

Память с произвольным доступом имеет структуру, показанную на рис. 6.1.

Шина адреса

ш

Рг А и

н

а

Дш А у

п

Контроллер р

Накопитель управления а

чтением/ в записью л

БРГД е

н

и

Шина данных я

я

РгА – регистр адреса, ДшА – дешифратор адреса, БРгД – буферный регистр данных.

Рис. 6.1

Накопитель ППД организован в виде матрицы ячеек, состоящих из запоминающего элемента (ЗЭ), хранящего 1 бит информации и имеющего свой адрес, определяемый адресом строки (RAS - Row Address) и адресом столбца (CAS – Column Address). Они хранятся в регистрах адреса строки и адреса столбца, связанных со своими дешифраторами (Дш), к выходам которых подсоединены ЗЭ матрицы, расположенные на пересечении соответсвующих строки и столбца. Совокупность ЗЭ, логических схем выбора строк и столбцов и логики интерфейса образуют интегральную микросхему (ИМС) памяти.

В случае реализации ЗЭ на основе конденсатора и запирающего ключа ППД называется динамической (DRAM – Dynamic RAM) и требует регенерации, а в случае реализации ЗЭ на основе триггера ППД называется статической (SRAM – Static RAM) и сохраняет информацию, пока подается питание. Динамическая ППД - более дешевая и медленная, но имеет большую емкость, а статическая ППД - более быстрая, дорогая и ввиду малой емкости применяется только как быстрая буферная память (память типа Кэш).

Режимы работы ППД

Для повышения быстродействия обращения к памяти применяются различные режимы работы ИМС памяти, позволяющие: исключить повторные указания адреса строки, выполнять передачу данных по обоим фронтам импульса спхронизации и выполнять групповую (пакетную) передачу данных, требующую задания адреса столбца только для 1-го данного пакета. В качестве примеров ускоренных режимов обращения к памяти можно привести:

1. Режим быстрого страничного доступа FPM (Fast Page Mode) - режим, при котором при многократном последовательном обращении к одной и той же строке номер строки задается только первый раз, а кроме того адрес столбца меняется по заднему фронту сигнала RAS (системная шина меньше двадцати пяти мегагерц).

2. Режим удвоенной скорости DDR (Double Data Rate) – передача данных по обоим фронтам импульса синхронизации.

3. EDO (Extended Data Out) - режим при котором адресация нового столбца осуществляется до завершения предыдущего, производительность повышается примерно вдвое (системная шина от пятидесяти до шестидесяти мегагерц).

4. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM), ориентирована на обработку пакетов из четырех 32-битных или 64-битных слов, отличается общей синхронизацией управляющих сигналов от общего сигнала (системная шина выше семидесяти пяти мегагерц).

5. RDRAM (Rambus Direct RAM) – режим, сочетающий DDR с асинхронным блочно-ориентированным протоколом передачи, при котором передача данных между контроллером и памятью передается пакетами.

Более подробные сведения по различным режимам обращения к ППД можно получить в [1,2].