Лабораторная работа № 16 Полупроводниковые запоминающие устройства

Цель работы: Ознакомление с назначением, характеристиками и принципом построения полупроводниковых запоминающих устройств (ЗУ); изучение работы оперативного запоминающего устройства; исследование функциональной схемы принципа работы постоянного запоминающего устройства; изучение работы типовых микросхем ОЗУ и ПЗУ на основе их таблиц функционирования.

Общие сведения

Для записи и хранения информации, представленной в форме двоичных чисел, используются полупроводниковые запоминающие устройства. Полупроводниковая память состоит из элементарных ячеек, связанных в определенный массив, сформированный в одной микросхеме. Элементарные ячейки внутри микросхемы памяти организованы одним из следующих способов: каждая отдельная элементарная ячейка памяти адресуется индивидуально; выделяется вполне определенное, жестко фиксированное число элементарных ячеек, в которые может одновременно записываться и из них считывается определенное число разрядов информации.

Запоминающее устройство (ЗУ) содержит N ячеек, в каждой из которых может храниться слово с определенным числом разрядов n. Ячейки последовательно нумеруются двоичными числами. Номер ячейки называется ее адресом. Если для проставления адресов используются комбинации m – разрядного двоичного кода, то число ячеек в ЗУ составляет N = 2^m.

Количество информации, которое может храниться в ЗУ, представляют его емкость М, которая выражается числом ячеек N с указанием n хранимых в них слов в форме N·n. В общем случае М=N·n бит. Обычно разрядность ячеек выбирают кратным байту (1 байт равен 8 бит, бит – это каждый разряд двоичного числа). Большие значения емкости выражаются в единицах К =2¹⁰ = 1024 бит.

Быстродействие ЗУ характеризуется временем выборки t_в, представляющим собой интервал времени между моментом подачи сигнала выборки и появлением считанных данных на выходе, цикла записи t_цз, определяемым максимально допустимым временем между моментом подачи сигнала выборки при записи и моментом последующего допустимого обращения к памяти.

Запоминающие устройства строятся из набора однотипных микросхем ЗУ с определенным их соединением, которые так же характеризуются потребляемой мощностью, набором питающих напряжений, типом корпуса.

По выполняемой функции ЗУ можно классифицировать на:

оперативные запоминающие устройства (ОЗУ);

постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).

Оперативные ЗУ подразделяют на статические и динамические. В статических ОЗУ информация разрушается только при принудительном стирании, либо при отключении источника питания. В динамических ОЗУ при считывании информация разрушается. Для сохранения ее необходимо перезаписать заново.

Для обозначения интегральных схем ОЗУ используется сокращение RAM (Random Access Memory).

Постоянные ЗУ в зависимости от способа записи информации подразделяют на:

масочные – программируемые при изготовлении;

программируемые – однократного программирования потребителем;

перепрограммируемые – многократной перезаписи информации.

Для обозначения интегральных схем ПЗУ используется сокращение ROM (Read Only Memory).