4. Постоянные запоминающие устройства.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)применяются для хранения неизменных программ и таблиц данных. Международное обозначение ПЗУ -ROM (ReadOnlyMemory) - память только для считывания.

При массовом выпуске систем ПЗУ для них целесообразно програмировать в процессе их изготовления. Это так называемые “масочные” ПЗУ. Для применения в разрабатываемых системах и малосерийном производстве более удобны программируемые ПЗУ (ППЗУ), информацию в которые заносит сам пользователь с помощью специального устройства - программатора. При разработке какой-либо системы можно быстро изменить программу, если в ней были обнаружены ошибки, и занести ее новое ПЗУ. К сожалению, исходное ПЗУ при этом оказывается непригодным для дальнейшего использования, т.к. записанную в него (“проженную”) программу исправить невозможно. Чтобы не выбрасывать ПЗУ после каждого изменения в программе, было разработано стираемое ПЗУ (СППЗУ), в котором для стирания записанной информации используется интенсивное ультрафиалетовое (УФ) излучение. Существуют электрически программируемые ПЗУ (ЭППЗУ) с записью и стиранием информации с помощью электрических сигналов. К ним относятся появившиеся в последние годы ФЛЭШ ПЗУ (от англ. FLASH- вспышка, мгновение), которые можно перепрограммировать непосредственно в самой системе.

1. Параметры пзу.

Основным параметром микросхемы ПЗУ является организация, которая указывается в виде произведения двух сомножителей m хp, гдеm- количество ячеек, аp- разрядность ячейки. Этот параметр более информативный, чем объем ПЗУ в битах. Очевидно, с точки зрения разработчика БИС ПЗУ с организацией, например, 1Kх16, 2Kх8, 4Kх4, 16Kх1 - это совершенно разные схемы, хотя объем каждой из этих БИС 16Kбит. Количество ячеек ПЗУ -mопределяет количество адресных линий -n :m=2ⁿилиn=log₂m. У перечисленных выше БИС число адресных линий соответственно будет: 10, 11, 12, 14.

Быстродействие ПЗУ определяется временем выборки, т.е. временем с момента подачи адреса до момента появления на выходе БИС достоверной информации из ячейки, адрес которой подан на адресные входы. Время выборки современных БИС ПЗУ от десятков до сотен наносекунд.

Потребляемая мощность БИС ПЗУ составляет десятки - сотни милливатт.

Выходные линии данных БИС при отсутствии разрешающего сигнала на входе OE(OutputEnable) находятся в третьем состоянии, т.е. отключены от шины данных.

2. Построение блоков памяти на бис пзу.

При проектировании вычислительных систем могут возникнуть различные ситуации в зависимости от требуемой организации блока ПЗУ системы и имеющихся в наличии БИС ПЗУ.

Обозначим через MхPорганизацию блока, а организацию БИС черезmхp. Тогда три возможные ситуации можно описать так:

1. M<=m, P<=p;

2. M<m, P<=p;

3. M>p, P>p;

В первом случае блок состоит из одной БИС и единственная задача при этом - разместить блок ПЗУ в заданом месте адресного пространства системы.

Пример3.1. Построить блок ПЗУ с организацией 2K*8 и начальным адресомAнач = = 0000Hна БИС ПЗУ 2K*8 для системы с 16 разрядной шиной адреса (n=16).

Для облегчения построения логики выбора блока напишем в двоичной системе счисления начальный Aнач и конечныйAкон адреса блока:

	A15	A14	A13	A12	A11	A10	A9	A8	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
Aнач.	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0000H
Aкон.	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	07FFH

Очевидно старшие пять разрядов адреса A15-A11 являются одинаковыми для всех 2048 ячеек блока. Они и определяют место блока в адресном пространстве. Приn= 16 адресное пространство равно 64Kи блок с организацией 2Kх 8 может быть размещен в нем на 32 различных местах. Кроме пяти старших разрядов адреса логика выбора должна контролировать сигнал чтения памятиMR(MemoryRead) на шине управления. Активный уровень этого сигнала “0”.

Одна из возможных схем для этого случая показана на рис. 3.15, а.

Пример3.2 Построить блок ПЗУ с организацией 16K*8 иAнач = 8000Hна БИС ПЗУ 2K*8 всистеме сn= 16.

	A15	A14	A13	A12	A11	A10	A9	A8	A7	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0
Aнач.	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	8000H
Aкон.	1	0	1	1	0	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	BFFFH

В этом случае блок можно разместить четырьмя различными способами и его место определяется разрядами A15 иA14.

Очевидно блок будет состоять из 8 БИС 2Kх 8 и для того, чтобы обратиться к конкретной ячейке надо обеспечить выбор блока разрядамиA15,A14, выбор одной из восьми БИС разрядамиA13,A12,A11 и наконец выбор ячейки в выбраной БИС разрядамиA10,A9, …,A0.

Одна из возможных схем для этого случая показана на рис. 3.16.

Рис.3.15. Блок ПЗУ для примера 3.1.

Рис.3.16. Блок ПЗУ для примера 3.2.

Пример3.3 Построить блок ПЗУ с организацией 8K*16 иAнач = C000Hна БИС ПЗУ 2K*8 в системе сn= 16.

В этом случае сначала строится секция (страница) блока с рарядностью равной размерности блока и количеством ячеек равным количеству ячеек БИС ПЗУ, т.е. 2K*16 из двух 2K*8. После этого задача решается как в примере 3.2, если рассматривать страницу как новую БИС.