andrey

Путь к Файлу: /Организация ЭВМ / Организация ЭВМ 2004 / 8 - Электронные ЗУ.doc

Ознакомиться или скачать весь учебный материал данного пользователя
Скачиваний:   0
Пользователь:   andrey
Добавлен:   13.01.2015
Размер:   501.5 КБ
СКАЧАТЬ

 «Электронные запоминающие устройства»

Все электронные запоминающие устройства делятся на два типа:

8 - Электронные ЗУ

1. Постоянное запоминающее устройство (ROM)

Микросхемы постоянной памяти различают по возможности програм-мирования:

 Микросхемы, программируемые при изготовлении, содержимое которых определяется рисунком технологического шаблона;

 Программируемые однократно после изготовления перед установкой их в целевое устройство – PROM (Programmable Read Only Memory). Программирование осуществляется за счёт пережигания плавких перемычек в структуре микросхемы;

 Микросхемы, стираемые и программируемые многократно – EPROM (Erasable PROM). Для стирания и программирования требуется наличие специальных технических средств – программатор. К EPROM относятся такие разновидности как: UV-EPROM (Ultra-Violet Erasable PROM) – память с ультрафиолетовым стиранием и последующим программированием и EEPROM (Electrical Erasable PROM) – с электрическим стиранием и последующим програм-мированием. К этому же разделу можно отнести и микросхемы Flash памяти, к осбенностям которой можно отнести быстрое стирание выбранного блока (блочное стирание).

 

Однократно программируемые:

Однократно программируемые ПЗУ являются самым простым типом ПЗУ. В их основу положены ячейки на плавких перемычках. Изначально все перемычки целые. В зависимости от типа ПЗУ изначальное состояние может быть как 0 так и 1.

Снимок разрыва плавкой перемычки показан на рисунке б) при исходном состоянии перемычки а).

8 - Электронные ЗУ

 

Процедура программирования:

1. На шину адреса подается адрес, производится выборка ячейки;

2. На шину данных – данные;

3. На вход подается импульс повышенного напряжения (12-25В);

4. Через некоторое время перемычка сгорает.

 

8 - Электронные ЗУ

 

Даже в однократно программируемых ПЗУ бывают ситуации, когда перемычки восстанавливаются.

 

Перепрограммируемые:

 

8 - Электронные ЗУ

 

 

В ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием используется принцип смещения уровней Ферми светом с определенной длиной волны.

В ПЗУ с электрическим стиранием используются полевые транзисторы с плавающем затвором.

 

В микросхемах ПЗУ стираемых как ультрафиолетовым светом, так и электрически, для программирования (после стирания) используется специальный набор линий для проведения сей операции:

 Vpp – питающее напряжение для перепрограммирования (12-24 В);

 PGM# – управляющий сигнал, низкий уровень – разрешение на запись. При наличии на линии Vpp уровня напряжения соответствующего уровню перезаписи для данной микросхемы сигналом PGM# производится разрешение на перезапись данных в микросхему.

 WE# (только для Flash) – Write Enable – разрешение записи. Низкий уровень при низком уровне CS# разрешает запись и переводит выходные буферы в высокоимпедансное состояние не зависимо от сигналов управления каналом выходов данных. Временная диаграмма шинного цикла чтения/записи аналогичны обычной статической памяти (см. ниже), что позволяет подключить flash память непосредственно к системной шине процессора. Стирание микросхем данного типа является внутренним циклом и начинается по сигналу сигнализирующего начало записи (например WE#) при соответствующем уровне Vpp (У современных микросхем уровень Vpp может соответствовать уровню питающего напряжения микросхемы Vcc).

 

2. Память с произвольной выборкой: Статическая ОЗУ

 

8 - Электронные ЗУ

 

Особенности:

 Микросхемы с произвольной выборкой, энергозависимые;

 Обладают большим быстродействием, используется как кэш-память;

 Низкая плотность упаковки на кристалле (требуют большую площадь);

 Высокая стоимость производства микросхем данной реализации;

 Не требует регенерации.

 

Циклы обмена статической памяти:

8 - Электронные ЗУ

 

3. Память с произвольной выборкой: Динамическая ОЗУ

В основу положен принцип хранения информации на паразитных емкостях. В отличие от статической памяти, где на ячейку приходится до 200 транзисторов (4 на триггер, остальные на мультиплексоры и т.п.), в динамической памяти используется 1 транзистор и его паразитная емкость.

Оперативная память (динамическая ОЗУ) реализована как прямоугольный массив однобайтных ячеек. Для доступа к произвольной ячейки необходимо указать адрес строки (ROW Address) и адрес столбца (COLUMN Address), по которому расположен необходимый блок. Для передачи адреса строки и столбца используется мультиплексированная шина адреса (MA), поэтому для идентификации адресных пакетов на шине используются специальные стробирущие сигналы:

RAS# (ROW Address Strobe) – сигнал, низким уровнем которого определяется наличие действительного (VALID) адреса строки на мультиплексированной шине MA.

CAS# (COLUMN Address Strobe) – низкий уровень характеризует наличие адреса столбца на шине адреса MA.

 

Циклы работы стандартной DRAM (Dynamic Random Access Memory):

 

8 - Электронные ЗУ

 

Удержание в активном состоянии сигнала RAS# говорит о том, что для каждого изменяющегося адреса столбца сохраняется текущем адрес строки.

Существуют несколько параметров, характеризующие быстродействие динамической памяти:

 RAS-to-CAS Delay – временная задержка появления CAS# относительно появления активного сигнала RAS#.

 CAS Latency – время, определяющее удержание сигнала CAS# в активном состоянии.

 Access Time – время реакции памяти, определяется вышеперечисленными параметрами и некоторыми другими, которые настраиваются в BIOS Setup.

Существует расширенная модификация динамической памяти, циклы которой отличаются от циклов стандартной DRAM:

 

8 - Электронные ЗУ

 

Основное отличие заключается в том, что выставляется адрес только первого блока данных с автоинкрементом адреса внутри микросхемы памяти. На автоинкремент влияет изменяющийся во времени сигнал CAS#, сообщая о последовательной выборки данных из одной строки при последовательном переборе столбцов.

 

Внутренняя организация микросхемы памяти:

8 - Электронные ЗУ

 

4. Регенерация динамической ОЗУ:

Время, в течении которого самопроизвольно разряжается паразитная емкость, составляет порядка 2 мс, поэтому через каждые 2 мс необходимо регенерировать информацию. С этой целью введены специальные циклы обращения к памяти – циклы регенерации (Refresh Cycles):

 

8 - Электронные ЗУ

Циклы регенерации характеризуются регулярными (с определённой периодичностью запускающимися независимо ни от чего) холостыми циклами обращения к памяти.

Существует несколько разновидностей циклов регенерации:

 Цикл RAS Only Refresh - является классическим, без импульса CAS# (на рис. слева). В этом случае адрес регенерируемой колонки выставляется контроллером памяти до спада сигнала RAS# очередного цикла регенерации.

 Цикл CAS Before RAS – поддерживаемый практически всеми современными микросхемами памяти (на рис. справа). В этом случае установление активного состояния сигнала RAS# происходит уже во время действия сигнала CAS# (В обычном цикле обращения такой ситуации не возникает). В этом случае микросхема выполняет адрес строки, который находится во внутреннем счётчике микросхемы, и в задачу контроллера входит только периодическое формирование таких циклов. Во время спада сигнала RAS# сигнал WR# должен находится в неактивном состоянии. Дополнительным преимуществом данного цикла является экономия потребляемой мощности за счет неактивности внутренних адресных буферов.

 

5. Программируемые Логические Матрицы (ПЛМ)

ПЛМ – программируемые логические матрицы. Ранее их относили к классу ПЗУ. В них используются не перемычки, а набор логики И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Используя их, можно запрограммировать любую функцию. ПЛМ используются для создания микроавтоматов.

На сегодня существуют ПЛМ не только с логическими входами, но и с ячейками памяти. Их недостаток – по выключение питания данные теряются, поэтому должно быть ПЗУ для начальной загрузки. Таким образом, можно реализовать МП с любой системой команд, которую можно менять в процессе работы.

 

6. Многопортовая ОЗУ.

Многопортовая ОЗУ применяется в серверах и изредка в современных компьютерах. Суть технологии – наличие нескольких независимых каналов связи ОЗУ и устройств. Используется для распараллеливания обмена данными с ОЗУ. Например, ОЗУ делится на 2 части, работающие независимо.  При обращении 2-х устройств к одной области начинает работать приоритетная система либо по времени, либо по приоритету.

 

8 - Электронные ЗУ

 

 

Список дополнительной литературы:

 

1.Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия,2-е изд.-СПб.: Питер, 2001.-928с.: ил.

 

2.Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990.-512 с.: ил.

 

3.Морисита И. Аппаратные средства микроЭВМ: Пер. с япон.-М.: Мир, 1988.-280 с., ил.

 

4.Организация ЭВМ. 5-е изд./К.Хамахер, З.Вранешич, С.Заки.-СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2003.-848 c.: ил. – (Серия “Классика computer science”).

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

    На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

    Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

    Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



    Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

    Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

    Яндекс.Метрика