Оперативные запоминающие устройства

Типовая структурная схема ОЗУ приведена на рисунке 16.1.

Рис. 16.1

Информация хранится в накопителе, который представляет матрицу из элементов памяти (ЭП), расположенных вдоль строк и столбцов. Кроме того, он снабжен управляющими цепями для установки ЭП в любой из режимов: режим хранения, в котором ЭП электрически отделен от входа и выхода микросхемы; режим записи, согласно которому в ЭП записывается новая поступающая информация с входа. Каждому ЭП приписывается соответствующий номер, называемый адресом. Для поиска требуемого ЭП указываются строка и столбец, соответствующие положению ЭП в накопителе. Адрес ЭП в виде двоичного числа принимается по шине адреса в регистр адреса. Число строк и столбцов накопителя выбираются равными целой степени двух. Если число строк N_стр=2ⁿ¹, а число столбцов накопителя N_стлб=2ⁿ², то общее число ЭП (ёмкость накопителя) М= N_стлб· N_стр = 2ⁿ¹*2ⁿ²= 2ⁿ, где n = n₁+n₂ – число разрядов принимаемого в регистр адреса.

Постоянные запоминающие устройства

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), как и ОЗУ, состоят из ячеек, в которые информация записывается однократно, после чего в процессе эксплуатации используется лишь режим чтения. По способу занесения информации ПЗУ делятся на программируемые маской на предприятии – изготовителе и ПЗУ, программируемые пользователем.

В ПЗУ первого типа информация заносится в процессе изготовления микросхемы с помощью соответствующего фотошаблона. В них входная кодовая комбинация служит адресом ячейки, а содержимое ячейки является выходной кодовой комбинацией. В ПЗУ второго типа запись информации производится непосредственно пользователем с помощью специальных устройств – программаторов, которые выдают в микросхему соответствующие сигналы для записи информации.

Рис. 16.2

Структура ПЗУ указана на рисунке 16.2. Матрица-накопитель состоит из элементов памяти (ЭП), образующих строки и столбцы, но в отличие от ОЗУ при считывании из накопителя выдается содержимое целой строки элементов памяти, содержащей обычно несколько слоев. С помощью селектора из строки выделяется и передается на выход требуемое слово. Типовые ПЗУ имеют емкость М= 2¹⁰ бит, разбивающихся на N= 2⁸ слов по 2²=4 разрядов в каждом слове. Накопитель содержит 2¹⁰ элементов памяти, расположенных вдоль 2⁵ = 32 строк и 2⁵ = 32 столбцов. При обращении к ПЗУ указывается адрес слова, который содержит 8 разрядов, разбивающихся на две группы разрядов А1 и А2: пятиразрядную группу А1 и 3-х разрядную группу А2. Группа А1 подается на дешифратор DC1, который выбирает одну из 32 строк накопителя. Содержимое строки состоит из восьми четырехразрядных слов. Номер слова в строке задается группой А2. Дешифратор DC2 преобразует эту адресную группу в сигнал на одном из 8 своих выходов, по которому в селекторе из содержимого строки выделяется требуемое слово, передаваемое через буфер ввода – вывода на выход микросхемы.

Для записи информации на входы дешифраторов адреса подаются адресные группы А1 и А2, на одном из выходов каждого дешифраторов формируется уровень логической 1. Подавая на входы микросхемы кодовую комбинацию, записывают ее в выбранную четверку разрядов накопителя. Для чтения информации из ПЗУ подачей сигналов на адресные группы А1 и А2 происходит выборка определенной четверки ЭП накопителя, с которой считывается информация.