10 Микросхемы полупроводниковой памяти

Одной из больших подгрупп цифровых микросхем являются запоминающие устройства (ЗУ) или микросхемы полупроводниковой памяти, которые выполняются в виде СБИС.

Их можно классифицировать по ряду независимых признаков:

1)способу хранения информации; 2)способу обращения к памяти;

3)принадлежности к подсистемам памяти ЭВМ; 4)типу носителя информации;

5)функциональному назначению; 6)схемно - технологическому исполнению и т.д.

По способу хранения информации ЗУ делятся на статические, динамические и квазистатические.

В статических ЗУ хранение информации обеспечивается с помощью постоянного источника питания, информация в режиме хранения не- подвижна относительно массива ячеек (носителя информации), при отключении источника питания информация разрушается.

В динамических ЗУ информация хранится в виде зарядов, для чего используются емкости p-n переходов и МДП-структур. Время хранения информации ограничено, вследствие чего необходимо периодически ее восстанавливать.

По способу обращения к информации различают адресные, ассоциативные ЗУ и ЗУ с произвольной выборокой (ЗУПВ).

По функциональному назначению ЗУ делятся на постоянные, логические и оперативные.

Постоянные ЗУ (ПЗУ) служат для хранения констант и программ.

Основными требованиями к ним являются:

- неразрушающее считывание; - высокая надежность; - энергонезависимость хранения информации.

Различают ПЗУ:

• программируемые при изготовлении, в которых информация заносится один раз в конструкцию запоминающего массива ячеек и не подвергается изменению;

• ППЗУ – однократно программируемые ПЗУ;

• РПЗУ – многократно программируемые ПЗУ, в которых запись информации осуществляется пользователем этих интегральных схем памяти.

Особую разновидность элементов памяти представляют программируемые логические устройства (ПЛУ), в которых в одном кристалле сформированы логические элементы одного типа. Созданием систем соединений этих элементов (программирования) обеспечивается функционирование ПЛУ.

Таким образом, ПЛУ функционально сходны с ПЗУ, запись программ в ПЛУ технологически осуществляется также как и программирование ПЗУ, пережиганием перемычек в металлизации, фотошаблоном для формирования контактных окон и т.д.

Практически все типы микросхем памяти могут быть построены на биполярных и МДП-структурах, что обеспечивает широкий набор их характеристик.

11 Микропроцессоры

Создание БИС позволило значительно повысить функциональную сложность микросхем, что привело к уменьшению их универсальности и неизбежному увеличению номенклатуры. Для выхода из этой ситуации, были созданы БИС, функции которых могли быть заданы подачей по определенной программе на их входы внешних электрических импульсов.

Процессор – это основная часть ЭВМ, непосредственно осуществляющая процесс обработки данных и управляющая им.

Микропроцессором (МП) – называется программно-управляемое устройство, осуществляющее обработку цифровой информации и построенное на одной или нескольких СИС, БИС или СБИС.

Микропроцессорный комплект микросхем (МПК) – это набор микросхем, предназначенных для совместного применения, включающий, необходимое и достаточное их количество для построения вычислительной техники.

Базовым микропроцессорным комплектом – называется минимальный набор интегральных микросхем, необходимый и достаточный для построения микропроцессора.

Как вычислительные устройства микропроцессоры характеризуется простотой управления, малым потреблением энергии, небольшими габаритами, возможностью встраивания в объект контроля или управления, возможностью адресации к большим объемам памяти, а как изделие электрической техники – конструктивно-технологическим исполнением, степенью интеграции, надежностью, способом защиты от внешних воздействий.

Таблица 4 – Микропроцессорные комплекты БИС и СИС.

Серия МПК	Базовая технология	Число БИС или СИС		Разрядность МП
		общее	в базовом комплекте
К536	p- МДП	12	2	8
К580	n-МДП	3	1	8
К581	n-МДП	4	2	16
К584	ИИЛ	3	2	4n
К586	n-МДП	4	1	16
К588	КМДП	3	2	16
К589	ТТЛШ	8	2	2n
К1800	ЭСЛ	8	2	4n
К1801	n-МДП	2	1	16
К1802	ТТЛШ	11	2	8n
К1804	ТТЛШ	4	4	4n
К1810	n-МДП	3	5	16
К1883	n-МДП	4	2	8n

По технологии изготовления, базирующейся на биполярных транзисторах (И²Л, ТТЛ, ТТЛШ), выпускают специализированные микропроцессоры с наращиваемой разрядностью обрабатываемых чисел: 2n, 4n, 8n и т.д., где n=1,2,3,…

Микропроцессорные БИС и СБИС являются типичными представителями программно - перестраиваемых интегральных микросхем.

Вторым путем сокращения номенклатуры БИС являются построение БИС на основе базового кристалла, представляющего собой матрицу не соединных между собой элементов, электрические связи между которыми формируется в соответствии с назначением БИС на этапе формирования разводки групповым способом с помощью одного или нескольких заказных фотошаблонов. Такие БИС называются матричными. На основе одного базового кристалла можно изготовить сотни функционально различных устройств. Например: быстродействующие ЭСЛ матричные БИС серий К1520ХМ1 и К1520ХМ2.