§3.5 Память на пзс

ПЗС-память состоит из цепочек близко расположенных МОП-емкостей . Бит информации в ПЗС-памяти хранится в виде уровня заряда в элементах. Для сохранения разделенных зарядовых пакетов и передачи их в соседние элементы отдельно подается сигнал многофазной синхронизации.

Рис. 3.5 - Организация ПЗС ЗУ с произвольно выбираемыми параллельными регистрами

В каждом элементе напряжение на одном электроде отличается от других и поэтому образуется «потенциальная яма», которая захватывает заряд в элементе. Используя многофазную синхронизацию, можно перемещать «потенциальную яму» от одного электрода к следующему, а следовательно, смещать соответствующий захваченный заряд, что приводит к сдвигу информации на один бит при выполнении полного цикла сдвигов.

ПЗС-память можно считать длинным регистром. Частота сдвига таких регистров лежит в пределах от 50 кГц до 5 МГц. ПЗС-регистр аналогичен динамическому ЗУ, так как хранимые заряды в элементе памяти уменьшаются из-за токов утечки и потерь при передаче. Для компенсации этих потерь ПЗС-память организуется в виде нескольких кольцевых регистров сдвига, выход которых для рециркуляции через усилители регенерации подается на вход.

ПЗС-память предназначена для замены дисков с фиксированной головкой, а также используется в качестве быстрой вспомогательной массовой памяти. Здесь центральный процессор выдает в систему ПЗС-памяти начальный адрес и число передаваемых слов. К достоинствам ПЗС-памяти относятся простота элемента ЗУ, малый размер ячейки, небольшая потребляемая мощность. Память на ПЗС-элементах относится к элементам функциональной электроники.

ПЗС-память организуется как система сдвиговых регистров с соответствующими схемами управления. Наиболее быстродействующая ПЗС-память при малой потребляемой мощности и организацией в виде произвольно выбираемых параллельных регистров (рис. 3.5) имеет емкость 64 Кбит и организована как 16 произвольно выбираемых регистров по 4 Кбит каждый. Дешифратор выбирает один из 16 регистров. Сдвиг осуществляется сразу во всех 16 регистрах. При обращении к одному из регистров во всех остальных рециркулируется и регенерируется информация. Время выборки произвольного бита (время ожидания) на частоте 5 МГц равно 400 мкс. Потребляемая мощность 3,5 мкВт/бит на частоте 5 МГц и 0,6 мкВт/бит в режиме хранения.

Рис. 3.6. Организация памяти ЗУ на ЦМД

§3.6 ЗУ на ЦМД

Запоминающие устройства на ЦМД используются в качестве внешних ЗУ. Емкость таких ЗУ в настоящее время достигает более 1 Мбит (К1602РУ2А). ЗУ на ЦМД энергонезависимы и позволяют хранить до 10⁷ бит информации на площади в 1 см² при малой потребляемой мощности.

Для функционирования ЗУ на ЦМД необходимы устройства сопряжения: формирователи импульсов токов точной амплитуды и длительности, управляемые от стандартных ТТЛ-схем; усилитель считывания; блоки управления и синхронизации. ЗУ на ЦМД имеют малые размеры, а следовательно, их можно размещать на плате совместно с МП. Организация памяти одного из вариантов ЗУ на ЦМД показана на рис. 3.6.