Постійні запам’ятовуючі пристрої
Постійні запам’ятовуючі пристрої (ПЗП) в МП-системах використовуються для зберігання програм та іншої незмінюваної інформації. Важлива перевага ПЗП в порівнянні з ОЗП – зберігання інформації при виключеному живленні. Вартість біта зберігаємої в ПЗП інформації може бути майже на порядок нижча ніж в ОЗП.
Постійні ЗП можуть бути реалізовані на основі різних фізичних принципів та елементів і відрізняються способом занесення інформації, кратністю занесення, способом стирання.
Застосовуються такі види ПЗП:
ПЗП, що програмуються на заводі-виробнику або масочні ПЗП (МПЗП);
ПЗП, що програмуються користувачем;
ПЗП, що перепрограмовуються.
Перші два види ПЗП допускають тільки однократне програмування, третій – дозволяє багатократно змінювати інформацію, що в ньому зберігається.
Масочні ПЗП програмуються на заводі-виробнику. За поданою замовником інформацією створюються фотошаблони, за допомогою яких інформацію вносять в кристал ПЗП в процесі його виробництва. Цей спосіб самий дешевий і призначений для крупносерійного виробництва ПЗП.
Масочні ПЗП будуються на основі діодів, біполярних та МДП–транзисторів. В діодних ПЗП діоди включені на тих перетинах матриці, які відповідають запису “1”, і відсутні в місцях, де повинний бути записаний “0” (рис. 2).
Рис. 2. ПЗП, що складається з діодної матриці та дешифратора адреси.
Горизонтальні шини матриці – адресні; вертикальні – розрядні, з яких знімаються восьмирозрядні двійкові числа, що записані в ПЗП. Якщо, наприклад, з виходу дешифратора збуджується адресна шина ША2, то високий потенціал проходить з неї через діоди на розрядні шини ШР2, ШР6, ШР7, ШР8, встановлюючи на виході двійкове число 11100010. Аналогічно, при збудженні інших адресних шин на виходах встановлюються інші двійкові числа. Відзначимо, що діодна матриця (рис. 2) є сукупність елементів АБО. Кожний з них складається з діодів, підключених до однієї розрядної шини, а входами цих елементів є адресні шини.
Масочні ПЗП характеризуються більшою надійністю, але при їх виготовлені виникає ряд незручностей для замовника та виготівника. Велика номенклатура ПЗП і мала їх тиражність, тому на виготівника накладаються підвищені витрати на фотошаблони, що збільшує вартість ПЗП. Відсутня можливість оперативно змінювати інформацію в ПЗП без виготовлення нової ІС, що особливо незручно на етапі відпрацювання програм системи.
ПЗП, що програмуються користувачем, є більш універсальними і, відповідно більш дорожчими приладами. Вони уявляють собою матриці біполярних приладів, в яких зв’язки між розрядними і адресними шинами порушуються при занесені на спеціальних програмуючих пристроях відповідних кодових комбінацій. Ці пристрої виробляють напруги, необхідні і достатні для перепалювання плавких перемичок в потрібних запам’ятовуючих елементах ПЗП. Можливість програмування користувачем зробила ПЗП цього типу надзвичайно зручними при розробці МП-систем.
Найбільше розповсюдження отримали ПЗП з з плавкими перемичками, ультрафіолетовим стиранням (УФ-стиранням), з електричним стиранням і записом інформації.
Запам’ятовуючим елементом в ПЗП з УФ-стиранням є МОП–транзистор, розташований на перетині відповідних адресної і розрядної шини. Вміст запам’ятовуючого елемента зберігається у вигляді заряду на другому (плаваючому) затворі МОП–транзистора. Затвор називається плаваючим, якщо він розміщений між керуючим затвором транзистора і його каналом і оточений високоомним діелектриком.
ПЗП, що перепрограмовуються – це ПЗП з вмістом, що змінюється. На затворах матриці МОП–транзисторів тривалий час можуть зберігатись заряди, що утворюють заданий код. Всі ПЗП, що перепрограмовуються уявляють собою МОП-прилади. При необхідності в перепрограмуванні мікросхеми ПЗП попередньо записану інформацію стирають ультрафіолетовим світлом через прозоре кварцове вікно на поверхні корпусу мікросхеми. Попадаючи на плаваючий затвор і вибиваючи з нього фотоелектрони, УФ-випромінювання розряджає плаваючий затвор МОП–транзистора. Час збереження інформації в мікросхемах ПЗП даного типу визначається якістю призатворного діелектрика і для сучасних мікросхем складає більш десяти років.