Параметри запам’ятовуючих пристроїв
До параметрів пристроїв пам’яті відносять інформаційну ємність, питому ємність, ширину вибірки, споживану потужність і швидкодію.
Інформаційна ємність визначається максимальним об’ємом інформації, який може одночасно зберігати запам’ятовуючий пристрій. Оскільки мінімальною одиницею інформації, котра адресується, є байт, інформаційна ємність звичайно виражається в байтах (1 байт = 8 біт) або в більш великих одиницях кілобайтах (1 Кбайт = 210 байт), мегабайтах (1 Мбайт = 220 байт), гігабайтах (1 Гбайт = 230 байт) і терабайтах (1 Тбайт = 240 байт), при цьому 210= 1024. Інформаційна ємність E пов’язана з розрядністю k двійкової адреси, котру процесор комп’ютера використовує при зверненні до ЗП. При розрядності адреси k можна адресувати ЗП з інформаційною ємністю до E = 2k байт. Звичайно k визначає кількість ліній (розрядність) шини адреси комп’ютера. Так комп’ютери на базі мікропроцесорів і8080, і8086, що мали 16-ти розрядну шину адреси, працювали з ОЗП ємністю 216 = 64 Кбайт, а комп’ютери на основі 32 бітових процесорів (і80386, і486, Pentium) при 32 бітовій шині адреси здатні працювати з ОЗП ємністю до 232 = 4 Гбайт.
Питома ємність – це відношення інформаційної ємності до фізичного об’єму запам’ятовуючого пристрою.
Ширина вибірки визначається кількістю розрядів n, які записуються в запам’ятовуючий пристрій або зчитуються з нього за одне звернення. Цей параметр зв’язаний з кількістю ліній (розрядністю) шини даних комп’ютера. Комп’ютери на базі мікропроцесора і8080 мали ОЗП з n = 8, для сучасних комп’ютерів цей параметр складає n = 64, n = 128.
|
|
|
Електричні параметри пристроїв пам’яті поділяють на статичні і динамічні. До статичних параметрів відносять характерні для цифрових мікросхем параметри: напругу живлення, вхідні та вихідні напруги (струми) високого та низького рівнів, споживану потужність тощо. Споживана потужність звичайно задається або для усього ЗП, або визначається, як потужність, що потрібна для зберігання одного біта інформації.
Динамічні параметри характеризують швидкодію ЗП, яка визначається тривалістю операції звернення, що складається з часу, потрібного для пошуку одиниці інформації в ЗП, та часу для виконання самої операції. Розрізняють час звернення при зчитуванні 
і час звернення при записуванні 
: 
; 
, де 
, 
- відповідно час доступу при зчитуванні і записуванні, тобто проміжки часу від моменту початку звернення до моменту, коли потрібна комірка пам’яті стає доступною для виконання операції; 
, 
- відповідно затрати часу на самі процеси зчитування та записування інформації. Для більшості адресних ЗП = , а затрати часу на зчитування і записування інформації можуть відрізнятися, тому для характеристики швидкодій звернення до пристроїв пам’яті використовують параметр 
.
|
|
|
Послідовність у часі операцій зчитування або записування називають, відповідно, циклами зчитування або записування. Тривалість таких циклів може перевищувати час звернення при зчитуванні і записуванні , оскільки після кожної з цих операцій може бути потрібним деякий час для відновлення початкового стану ЗП. Тривалість циклу записування визначають параметром tCYW, а зчитування – параметром tCYR.
Наведені вище динамічні параметри ЗП називають експлуатаційними (вимірними) параметрами. Окрім них існує низка так званих режимних параметрів, забезпечення яких є необхідним для нормального функціонування ЗП. Це пов’язано з тим, що пристрої пам’яті мають декілька сигналів керування, для яких необхідно забезпечити певну послідовність розташування у часі і тривалість. Такі параметри розглянемо на прикладі циклу зчитування для мікросхеми ЗП, умовне графічне зображення якої наведено на рис. 8.1а.
Мікросхема пам’яті має k адресних входів (на умовному зображенні позначені символом А), кількість яких визначається максимальним числом N двійкових слів, що вона може зберігати, тобто k = log2N. При виконанні операції записування n-розрядне двійкове слово подається на входи DI (Data Input), при виконанні операції зчитування воно може бути прочитано з виходів мікросхеми DO (Data Output). Сигнал низького рівня напруги на вході CS (Chip Select – вибір мікросхеми) дозволяє роботу мікросхеми, сигнал високого рівня напруги – забороняє. Сигнал високого рівня напруги на вході R/W (Read/Write – зчитування/записування) задає операцію „зчитування”, а сигнал низького рівня напруги – операцію „записування”.
|
|
|
При виконанні операції зчитування для ЗП характерна така послідовність сигналів (рис. 8.1б). Спочатку подається адреса, щоб наступні операції не впливали на інші комірки ЗП окрім обраної. Після цього подається сигнал R/W високого рівня і дозволяється робота мікросхеми сигналом CS низького рівня (взаємне положення цих сигналів для різних ЗП може бути різним). Після надходження всіх сигналів потрібен деякий час для підготовки ЗП даних для зчитування. Тому положення заднього фронту сигналу CS повинно бути таким, яке забезпечує встановлення правильних даних для того, щоб їх можна було прочитати у неспотвореному вигляді з виходів DO.
| 
| ||
| а | б | ||
| Рис. 8.1. Типові сигнали на входах мікросхеми ЗП (а)
і їх часові діаграми для циклу зчитування (б)
| |||
Відповідно до часових діаграм (рис. 8.1б) існують наступні режимні динамічні параметри, які визначають вимоги до тривалості і взаємного часового положення двох сигналів, які у загальному випадку позначимо як А і В:
- тривалості сигналів tW(A), tW(B) (тут індекс w від англійського слова width – ширина), на рис. 8.1б це параметри tW(RD) і tW(CS);
- час попереднього установлення сигналу А відносно сигналу В tSU(A-B), для циклу зчитування (рис. 8.1б) це tSU(A-CS) – час попереднього установлення адреси відносно сигналу вибору мікросхеми CS і tSU(A-RD) – час попереднього установлення адреси відносно сигналу зчитування R/W = 1;
- час зберігання tV(A-B) визначається як інтервал часу між моментами закінчення сигналів А і В для циклу зчитування (рис. 8.1б) це час tV(CS-DO), тобто інтервал часу між моментами закінчення сигналу CS низького рівня і зняттям даних з виходу мікросхеми пам’яті DO.
Режимним параметром є також час утримання tH(A-B), який дорівнює інтервалу часу між моментами початку сигналу А і закінчення сигналу В.
Індексом А (від англійської Access – доступ) позначають інтервали часу від моменту появи того чи іншого сигналу на вході мікросхеми ЗП до моменту появи інформаційних сигналів на її виходах. На часових діаграмах (рис. 8.1б) показано два таких інтервали часу. Час доступу відносно адресного сигналу tA(A), який часто позначають як tA і час доступу відносно сигналу CS tA(CS), що звичайно позначають як tCS.
Основними вимогами до пристроїв пам’яті є максимально великі інформаційна та питома ємності, мала споживана потужність і висока швидкодія. На цей час немає жодного типу ЗП, який би задовольняв всі ці вимоги у повній мірі. Тому для побудови пам’яті комп’ютерів використовують різні види ЗП, запам’ятовуючі елементи яких мають різні фізичні принципи дії, а самі ЗП відрізняються структурою і експлуатаційними характеристиками.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 426; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!