Модуль 4. Цифровые запоминающие устройства
Модуль 4.
Цифровые запоминающие устройства.
Устройства сопряжения аналоговых и цифровых схем.
ТЕМА 15. Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)
ТЕМА 15.
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
Структура ПЗУ с прожиганием.
Программирование ПЗУ.
Классификация ПЗУ.
Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).
Элемент статического ОЗУ.
Типовая структура ОЗУ.
Временная диаграмма работы
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)
ПЗУ представляет собой чисто комбинационную схему, имеющую n адресных входов и m выходов.
Рисунок 15.1 Схемное обозначение ПЗУ
Всевозможные конъюнкции с помощью дешифратор
Всевозможные конъюнкции с помощью дешифратор
C помощью схем “или” собираются все нужные конъюнкции.
ПЗУ организуются по двухъярусной структуре:
Структура ПЗУ Работа схемы: если все плавкие перемычки целы, то при выборе любого адреса на входы всех дизъюнкторов будет поступать хотя бы по одной единице,…
Структура ПЗУ
Работа схемы: если все плавкие перемычки целы, то при выборе любого адреса на входы всех дизъюнкторов будет поступать хотя бы по одной единице, поэтому
y0 = y1 = ··· = ym-1 = 1.
Для занесения в схему какой-либо информации некоторые перемычки пережигаются (ПЗУ с прожиганием), тогда на некоторых дизъюнкторах на все входы поступают “0” и на выход подается “0”.
Прожигаемая ПЗУ Примером такой
Прожигаемая ПЗУ
Примером такой ПЗУ является К155РЕ3. ЕЕ структура 328 (32 слова по 8 битов каждое).
Рисунок 15.3 ПЗУ К155РЕ3
Если перемычка П0 – цела, то при выборе транзистора
Если перемычка П0 – цела, то при выборе транзистора VT0 (по адресу 00000 открывается “0” выход дешифратора), тогда ток этого транзистора создает через делитель R1R2 на базе VT2 некоторый потенциал, VT2 открывается, и на выходе y0 появится “0”.
VT1 в это время закрыт, т.к. потенциал его базы равен 0. Чтобы на выходе у0 получить “1” необходимо перемычку П0 сжечь.
Для этого Uпит2 повышают до уровня 10-11 В; открывается стабилитрон VD, на базе VT1 появляется положительный потенциал, транзистор VT1 открывается и его ток сжигает перемычку.
Теперь на базе VT2 не будет положительного потенциала, VT2 – закрыт, следовательно у0 = 1.
Длительность прожигающего импульса выбирается в интервале 520мс.
ПЗУ с УФ стиранием ПЗУ со стиранием информации ультрафиолетовым излучением в настоящее время наиболее широко используются в микропроцессорных системах
ПЗУ с УФ стиранием
ПЗУ со стиранием информации ультрафиолетовым излучением в настоящее время наиболее широко используются в микропроцессорных системах. В БИС таких ПЗУ каждый бит хранимой информации отображается состоянием соответствующего МОП-транзистора с плавающим затвором (у него нет наружного вывода для подключения). Затворы транзисторов при программировании «1» заряжаются лавинной инжекцией, т.е. обратимым пробоем изолирующего слоя, окружающего затвор под действием электрического импульса напряжением 18 – 26 В. Заряд, накопленный в затворе, может сохраняться очень долго из-за высокого качества изолирующего слоя. Так, например, для ППЗУ серии К573 гарантируется сохранение информации не менее 15 – 25 тысяч часов во включенном состоянии и до 100 тысяч часов (более 10 лет) — в выключенном.
ПЗУ с электрическим стиранием
ПЗУ с электрическим стиранием
Они позволяют производить как запись, так и стирание (или перезапись) информации с помощью электрических сигналов. Для построения таких ППЗУ применяются структуры с лавинной инжекцией заряда, аналогичные тем, на которых строятся ППЗУ с УФ стиранием, но с дополнительными управляющими затворами, размещаемыми над плавающими затворами. Подача напряжения на управляющий затвор приводит к рассасыванию заряда за счет туннелирования носителей сквозь изолирующий слой и стиранию информации. По этой технологии изготовляют микросхемы К573РР2.
Достоинства ППЗУ с электрическим стиранием:высокая скорость перезаписи информации и значительное допустимое число циклов перезаписи — не менее 10000.
Рассматриваемые типы запоминающих устройств (ЗУ) применяются в компьютерах для хранения информации, которая изменяется в процессе вычислений, производимых в соответствии с программой, и называются оперативными (ОЗУ)
Рассматриваемые типы запоминающих устройств (ЗУ) применяются в компьютерах для хранения информации, которая изменяется в процессе вычислений, производимых в соответствии с программой, и называются оперативными (ОЗУ). Информация, записанная в них, разрушается при отключении питания.
Главной частью ЗУ является накопитель, состоящий из триггеров
Статические ОЗУ
ОЗУ
Рисунок 15.4 Матрица ЗУ
Рисунок 15.4 Матрица ЗУ
Накопитель двухкоордииатпого ЗУ состоит из нескольких матриц (рис
Накопитель двухкоордииатпого ЗУ состоит из нескольких матриц (рис.9-1), количество которых определяется числом разрядов записываемого слова. Запоминающие элементы(ЗЭ) одной матрицы расположены на пересечении адресных шин Х строк и Y столбцов, имеют одну общую для всех элементов разрядную шину. В ЗЭ одной матрицы записываются одноименные разряды всех слов, а каждое слово — в идентично расположенные запоминающие элементы ЗЭi, всех матриц, составляющие ячейку памяти. Таким образом, в двухкоординатное четырехматричное ЗУ, матрицы которого содержат по 16 запоминающих элементов (рис. 1), можно записать 16 четырехразрядных слов.
Динамические ОЗУ В них запоминающий элемент содержит только один транзисторн
Динамические ОЗУ
В них запоминающий элемент содержит только один транзисторн.(рис.15.5)
Рисунок 15.5 Элемент динамической ОЗУ
Информация в таком элементе хранится в виде заряда на запоминающем конденсаторе , обкладками которого являются области стока
Информация в таком элементе хранится в виде заряда на запоминающем конденсаторе , обкладками которого являются области стока МОП-транзистора и подложки. Запись и считывание ннформаини производятся путем открывания транзистора по затвору и подключения тем самым заноминаюшей емкости к схеме усилителя-регенератора. Последний, по существу является триггерным элементом ,который В зависимости от предварительной подготовки или принимает (считывает) цнформацию из емкоетной запоминающец ячейки, устаиавливаясь при этом в состояние 0 пли 1,или, наоборот, в режиме записи соотвегствующим образом заряжает ячейку, будучи иредварительно установленным в 0 нли 1
В режиме чтения триггер усилителя — регенератора в начале специальным управляющим сигналом устанавливается в неустойчивое равновесное состояние, из которого при подключении к нему запоминающей емкости…
В режиме чтения триггер усилителя — регенератора в начале специальным управляющим сигналом устанавливается в неустойчивое равновесное состояние, из которого при подключении к нему запоминающей емкости он переключается в 0 или 1. При этом в начале он потребляет часть заряда, а затем при установке в устойчивое состояние , возвращает его ячейке осуществляя таким образом регенерацию ее состояния. В режиме хранения информации необходимо периодически производить регенерацию для компенсации естественных утечек заряда. максимальный период цикла регенерации для каждой из ячеек обычно составляет 1 — 2 мс.
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
