Вопрос 27. Виды мс статической и динамической памяти и их потребит. Особенности.

Для удовлетворения требования практики создано большое количество видов МС памяти. На рисунке показаны виды МС динамической и статической памяти.

Запоминающим элементом динамической памяти является конденсатор, который может находится в заряженном или разряженном состоянии. Если конденсатор заряжен, то в ЗЭ записана логическая единица, если разряжен – логический 0. В идеальном конденсаторе заряд может сохраняться неограниченное время. В реальном конденсаторе существует ток утечки, поэтому в МС памяти динамического типа существует специальная операция – регенерация памяти (Refresh) – восстановление заряда конденсатора. На динамических МС построена ОЗУ (RAM).

МС статической памяти – SRAM (Static Access Random Memory) – способны хранить информация в статическом режиме, т.е. сколь угодно долго (при наличии питающего напряжения) . ЗЭ статической памяти реализуется на триггерах. По сравнению с ЗЭ МС динамической памяти ЗЭ МС статической памяти более сложен и занимает больше места на кристалле. Однако эта память более быстродействующая. Самая быстрая имеет время доступа несколько наносекунд, что позволяет ей работать на частоте системной шины процессора, не требуя от неё тактов ожидания.

Высокая удельная стоимость хранения информации и энергопотребления, низкая плотность упаковки не позволяет использовать SRAM в качестве основной памяти компьютеров. В PC статическая память используется для построения кэш–памяти.

МС FRAM (ферроэлектрические RAM) относятся к статическим. В этих МС реализован доступ к ячейкам по произвольному адресу, имеется возможность многократной перезаписи информации, достигнута высокая скорость работы, микросхемы энергонезависимы.

MRAM – новейшее поколение МС энергонезависимой памяти. Цикл чтения записи составляет около 6 нс.

Характеристики мс памяти(на всякий случай)

БИС памяти характеризуют информационной емкостью, быстродействием, энергопотреблением, надежностью.

Энергопотребление определяют Произведением тока потребления и напряжением ИП.

Для ряда МС указывают значения потребляемого тока: одно для режима обращения, а другое для режима хранения.

Для оценки надежности МС памяти используется следующие понятия:

• Интенсивность программных отказов. SET (Soft Error Rate) с единицей измерения FIT (Failure In Time), которое определяет число ошибок при выборке 1-го бита за миллиард часов непрерывной работы МС в номинальных условиях.

• Наработка на отказ –MTBF (Mean Time Between Failures) – среднее время между отказами. Современная память обеспечивает по MTBF – 65 лет непрерывной работы.

Вопрос 28. Мс энергонезависимой памяти (rom, prom, eprom, eeprom, fram, mram) и их потребительские свойства.

На рисунке показаны виды энергонезависимых микросхем памяти. В современных компьютерах всё шире используется энергонезависимая память. В начале развития персональных компьютеров для храненияBIOS, таблиц знакогенераторов использовались микросхемы ROM (Read Only Memory). Информация с таких микросхем считывается, а запись информации осуществляется на этапе их изготовления. В процессе использования информацию в МС изменить нельзя.

Микросхемы PROM (Programmable Read Only Memory) программируются пользователем на специальном устройстве – программаторе – однократно. Достоинством микросхем PROM является то, что они не чувствительны к электромагнитным полям, что обуславливает их применение во встраиваемых микропроцессорных системах управления различными объектами.

Стираемые и многократно перепрограммируемые МС EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) были самыми распространёнными как в компьютерной технике (BIOS, знакогенераторы принтера), так и во встраиваемых МПС. В отличие, от PROM, которые программируются (“прожигаются”) один раз, МС EPROM можно перепрограммировать с помощью специального программатора подключаемого к PC. Стирание записанной информации осуществляется путём применения ультрафиолетового излучения через специальное окно, имеющееся в корпусе МС. После стирания окно заклеивается с целью защиты записанной информации. Некоторые МС этого типа не имеют окна; стирание информации в них происходит с помощью рентгеновского излучения.

Следующим этапом развития энергонезависимой памяти стали МС EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), в которых информация стирается с помощью электрического сигнала. Однако этот процесс требует значительного расхода энергии, который выражается в необходимости приложения относительно большого напряжения (30 В) и длительности импульса стирания более десятка мкс. МС EEPROM относительно небольшого объёма широко применяются в качестве энергонезависимой памяти конфигурирования различных адаптеров.

Лучшие характеристики имеет EEPROM, впервые разработанная фирмой INTEL в 1989 году и получившая название FLASH EEPROM (или Flash Memory) – флэш память. Работа запоминающего элемента этого типа памяти основана на физическом эффекте Фаули-Нордхайма. Основные преимущества по сравнению с EEPROM – достаточно высокое быстродействие, малая длительность процесса стирания информации. МС современной флэш-памяти имеют среднее время доступа при чтении 35 нс, существуют микросхемы с интерфейсом динамической памяти, причём при записи байта циклы обращения к МС нормальные для процессора. Поэтому информация в МС Flash Memory может быть записана без помощи специального программатора, а непосредственно в PC. МС флэш-памяти широко используются не только в PC, но и в сетевом оборудовании, принтерах, факсах, сотовых телефонах, цифровых камерах.

МС FRAM (ферроэлектрические RAM) относятся к статическим. В этих МС реализован доступ к ячейкам по произвольному адресу, имеется возможность многократной перезаписи информации, достигнута высокая скорость работы, микросхемы энергонезависимы.

MRAM – новейшее поколение МС энергонезависимой памяти. Цикл чтения записи составляет около 6 нс.