Структурная схема и параметры запоминающих устройств
Запоминающие устройства (ЗУ) - устройства, способные хранить информацию, закодированную в электрические сигналы в соответствии с уровнями логических сигналов информации.
Запоминающие устройства можно классифицировать по следующим критериям:
- по типу запоминающих элементов;
- по функциональному назначению;
- по типу способу организации обращения;
- по характеру считывания;
- по способу хранения;
- по способу организации;
По типу запоминающих элементов: полупроводниковые, магнитные, конденсатор-ные, оптоэлектронные, голографические, криогенные. В данном пособии рассматривают-ся только полупроводниковые ЗУ на микросхемах.
По типу способу организации обращения: с последовательным поиском, с прямым доступом, адресные, ассоциативные, стековые, магазинные.
По характеру считывания информации: с разрушением информации, без разруше-ния информации.
По способу хранения: статические, динамические.
По способу организации: однокоординатные, двухкоординатные, трехкоординат-ные, двух-трехкоординатные.
В цифровой электронике наиболее распространёнными являются ЗУ с произвольной выборкой (ЗУПВ) или – другой вариант названия – ЗУ с произвольным доступом (ЗУПД) (RAM – Random Access Memory). Данный тип ЗУ предполагает возможность в любой момент времени обращение к любой ячейке памяти, в отличие от ЗУ с последовательным доступом – где возможно обращение к ячейкам памяти только в определённой последовательности. Структурная схема ЗУПВ показана на рисунке 4.1.
|
|
|
Основным элементом ЗУ является элемент памяти (ЭП), хранящий один бит информации. Если необходимо запоминать одновременно слово, т. е. несколько бит, то несколько ЭП объединяются в ячейку памяти (ЯП).
Существуют ИМС ЗУ как с битовой, так и со словарной организацией, т. е. шина данных (ШД) может быть как 1-разрядной, так и 4-х или 8-разрядной. ЯП объединены в массив, называемый накопителем. Обычно он организован в виде строк и столбцов и поэтому часто называется матричным накопителем. Выбор ЯП, к которой происходит обращение, производится подачей кода адреса по шине адреса (ША). Адрес подаётся на дешифратор строк и дешифратор столбцов, совместно дающих разрешения доступа к одной из ЯП.
Для записи/чтения данных применяется устройство ввода-вывода (УВВ). Данные подаются параллельно на все ЯП. Для управления УВВ используется устройство управления (УУ), вырабатывающее необходимые управляющие сигналы. В простейшем случае на ЗУ подаются сигналы CS и R / W. При CS = «1» ЗУ переводит ШД в третье состояние. При этом ЗУ находится в состоянии хранения. Почти все ИМС памяти имеют ШД с тремя состояниями (некоторые – с открытым коллектором). Часто ИМС имеют несколько входов CS. Сигнал R / W управляет режимом: запись (Write) или чтение (Read): "0" - запись, "1" - чтение. Часто этот вход называется WR или WE (Write Enable – разреше-ние записи). ШД может быть двунаправленной, т. е. общей для ввода и вывода данных или раздельной для ввода и вывода данных, т.е. отдельно входная ШД и выходная ШД.
|
|
|
Основные параметры микросхем ЗУ:
- Ёмкость или информационная емкость - число ЭП (бит) в одной ИМС. Обычно обозначается в виде: [число ЯП] х [разрядность ШД], например lКх4, т. е. 1024 ячеек памяти, каждая по 4 разряда данных. Микросхема на рисунке 4.2 имеет ёмкость 4Кх8. Ёмкость современных ОЗУ достигает 64Кх8 и более.
- Быстродействие - обычно определяется временем доступа к ЯП для записи или чтения. Основное время занимает дешифрация адреса (tA), особенно в ЗУ большой емкости, т. к. задержка дешифратора пропорционально числу разрядов. Именно поэтому применяются два дешифратора: для строк и столбцов, что позволяет уменьшить задержку в каждом дешифраторе. Ясно, что разрядности дешифраторов строк и столбцов примерно одинаковы, иначе задержка в одном из них окажется значительно больше.
|
|
|
Очевидно, что время доступа растёт с увеличением ёмкости ЗУ, однако современ-ные микросхемы имеют задержку в десятки нс и даже меньше при большой ёмкости.
- Потребляемая мощность зависит от применяемой технологии (КМОП, ТТЛ, ИИЛ и др.). Часто используется относительная потребляемая мощность – мощность на один бит запомненной информации, измеряемая в мВт/бит или мкВт/бит.
Микросхемы ЗУ делятся на два основных класса: оперативное ЗУ (ОЗУ) и постоянное ЗУ (ПЗУ). Далее подробно будут рассмотрены особенности таких устройств.
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 284; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!