13. Структуры адресных зу.

Ранее отмечалось, что основной частью любой памяти является запоминающий массив (ЗМ), представляющий собой совокупность ЗЭ, соединенных определенным образом. ЗМ называют еще запоминающей матрицей.

Каждый ЗЭ хранит бит информации и должен реализовывать следующие режимы работы:

- хранение состояния (0 или 1);

- выдачу сигнала состояния (считывание);

- запись информации (0 или 1).

К ЗЭ должны поступать управляющие сигналы для задания режима работы, а также сигналы при записи. При считывании ЗЭ должен выдавать сигнал о своем состоянии, поэтому любой ЗМ имеет систему адресных и разрядных линий (проводников).

Адресные линии используются для выделения по адресу совокупности ЗЭ, которым устанавливается режим считывания или записи. Число ЗЭ, входящих в эту совокупность, равно ширине выборки.

Иными словами, с помощью адресных линий происходит выбор необходимой ячейки памяти.

Разрядные линии используются для записи или считывания информации в ЗЭ каждого разряда ячейки памяти.

Адресные и разрядные линии носят общее название линий выборки. В зависимости от числа таких линий, соединенных с одним ЗЭ, различают двух-, трехкоординатные ЗУ и т.д., называемые ЗУ типа 2D, 3D, 2.5D, 2D-M (от слова dimension – размерность), и их разнообразные модификации.

Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого ЗЭ ячейки памяти.

Итак, ЗУ типа 3D отличается от 2D тем, что к каждому ЗЭ подходят три линии выборки: две координатные и одна разрядная.

В ЗУ типа 2D-M ЗМ для записи n-разрядных двоичных чисел состоит из n плоских матриц для одноименных разрядов всех чисел, что имеет место в ЗУ типа 3D. Однако процесс записи и считывания информации существенно отличается, поскольку в ЗУ типа 2D-M используются другие ЗЭ, к каждому из которых подходят только две координатные линии. ЗЭ таких ЗУ имеют два входа (координатный и записи) и один выход, но обычно их выход объединен со входом записи.

14. Элементы зу с произвольным обращением.

Совершенствование элементной базы, а также многообразие вариантов целевого использования ЗУ внутренней памяти ЭВМ привело к созданию большого количества разновидностей ЗЭ.

ЗУ на магнитных (ферритовых) сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса появились в начале 50-х годов и сыграли большую роль в увеличении объемов ОП и производительности ЭВМ.

ЗЭ на полупроводниковых элементах

Абсолютное большинство ЗУ внутренней памяти современных ЭВМ (а в универсальных ЭВМ общего назначения – 100%) построено на полупроводниковых ЗЭ.

По сравнению с другими типами ЗЭ полупроводниковые ЗЭ имеют ряд существенных преимуществ. Основными преимуществами являются:

- большее быстродействие,

- компактность,

- меньшая стоимость,

- совместимость по сигналам с логическими схемами,

- технологичность.

По типу ЗЭ различают:

- биполярные ЗУ с ЗЭ, построенными на биполярных транзисторах (по ТТЛ - или ЭСЛ – схемам ), и

- МОП-ЗУ с ЗЭ, построенными на МОП-структурах.

Оба типа ЗУ широко используются, но имеют свои преимущества и недостатки.

15. Постоянные зу (пзу, ппзу).

Постоянные ЗУ в рабочем режиме ЭВМ допускают только считывание хранимой информации. В зависимости от типа ПЗУ занесение в него информации производится или в процессе изготовления, или в эксплуатационных условиях путем настройки.

В последнем случае ПЗУ называются постоянными запоминающими устройствами с изменяемым в процессе эксплуатации содержимым или программируемыми постоянными запоминающими устройствами (ППЗУ).

Постоянные ЗУ обычно строятся как адресные. Функционирование ПЗУ можно рассматривать как выполнение однозначного преобразования k-разрядного кода адреса ячейки запоминающего массива ЗМ в n-разрядный код хранящегося в ней слова.

По сравнению с ЗУ с произвольным обращением, допускающим как считывание, так и запись информации, конструкции ПЗУ значительно проще, их быстродействие и надежность выше, а стоимость ниже. Это объясняется большей простотой ЗЭ, отсутствием цепей для записи вообще или, по крайней мере, для оперативной записи, реализацией неразрушающего считывания, исключающего процедуру регенерации информации.

В зависимости от типа запоминающих (связывающих) элементов различают: резисторные, емкостные, индуктивные (трансформаторные), полупроводниковые (интегральные) и другие ПЗУ.

В настоящее время наиболее распространенным типом являются полупроводниковые интегральные ПЗУ.

Полупроводниковые интегральные ПЗУ имеют все те же достоинства, что и полупроводниковые ЗУ с произвольным обращением. Более того, в отличие от последних они являются энергонезависимыми. Постоянные ЗУ имеют большую емкость на одном кристалле (в одном корпусе интегральной микросхемы).

По типу ЗЭ, устанавливающих или разрывающих связь (контакт) между горизонтальными и вертикальными линиями, различают биполярные и МОП-схемы ПЗУ. Биполярные ПЗУ имеют время выборки 3-5 нс. Постоянные ЗУ на МОП-схемах имеют большую емкость в одном кристалле (корпусе), но и меньшее быстродействие - время выборки 10-15 нс.

По важнейшему признаку – способу занесения информации (программированию) различают три типа интегральных полупроводниковых ПЗУ:

• Программирование в процессе изготовления путем нанесения при помощи фотошаблонов в нужных потребителю точках контактных перемычек.

• Программирование путем выжигания перемычек или пробоя p-n переходов для уничтожения или образования связей между горизонтальными и вертикальными линиями (одноразовое программирование), которое может осуществить сам пользователь с помощью специального программатора.

• Электрическое перепрограммирование, при котором информация заносится в ЗМ электрическим путем, а стирание информации, необходимое для изменения содержимого ПЗУ, выполняется воздействием на ЗМ ультрафиолетовым излучением или электрическим путем (многократное программирование). Время программирования для обоих типов ППЗУ примерно одинаково и составляет около 30-100 с на 1 мегабит памяти.

Программируемые фотошаблонами и выжиганием ПЗУ могут строиться на основе как биполярных, так и МОП-схем. Перепрограммируемые ПЗУ используют только МОП-схемы, способные хранить заряды.