Оперативные запоминающие устройства статического типа

 

Техника БИС развивается, в первую очередь, по пути повышения степени интеграции цифровых схем с регулярной структурой. Наибольшего успеха в этом направлении достигнуто для БИС с МОП структурами. Различают статические ОЗУ на n - МОП - структурах и К - МОП - структурах.

На рисунке 4.1 показаны схемы ячеек ОЗУ статического типа на n-МОП транзисторах. Схемы ячеек рисунок 4.1 а), б) предназначены для ЗУ со словарной организацией. Схемы ячеек рисунок 4.1 в), г) обеспечивают построение ЗУ с координатной произвольной выборкой.

Рисунок 4.1 – Схемы ячеек ЗУ статического типа, выполненных на МОП– транзисторах с n-каналами

На рисунке 4.2 а) показана ячейка КМОП ОЗУ со словарной выборкой, а на рисунке 4.2 б) с координатной.

Рисунок 4.2 – Схемы ячеек ЗУ статического типа, выполненных на МОП–транзисторах n и p-типа (комплементарная МОП-структура – КМОП)

 

В обоих случаях ячейка ЗУ содержит триггер, являющийся элементом памяти и управляющие ключи для выбора ячейки, записи и считывания информации. Так как энергопотребление КМОП - ячеек гораздо ниже, чем n-МОП, то уровень интеграции, достигаемый в КМОП ОЗУ существенно выше уровня n-МОП.

В практикуме предлагается изучить микросхему ОЗУ КМОП типа КР537РУ10 (2816). Эта микросхема содержит 2048 восьмиразрядных слов оперативной памяти (см. справочник по микросхемам). На рисунке 4.3 показана блок-схема ОЗУ КР537РУ10 (2816).

 

А – адресная шина;

D – двунаправленная шина данных;

DCx – дешифратор строк;

DCy – дешифратор столбцов.

 

Рисунок 4.3 – Структурная схема микросхемы статической памяти КР537РУ10

 

Микросхема содержит матрицу-накопитель емкостью 2048*8 бит. Выбор каждого из 2048 слов осуществляется с помощью дешифраторов строк DCx и столбцов DCy матрицы соответственно. Микросхема может работать в трех режимах: режим считывания, режим записи и режим хранения.

Режим работы определяется сигналами, подаваемыми на входы схемы управления согласно временной диаграмме, показанной на рисунке 4.4.

В режиме хранения микросхема КР537РУ10 (2816) характеризуется весьма низким энергопотреблением (не более 20 мкА).

 

А - сигналы адресной шины;

D - сигналы шины данных;

СЕ, СО – строб-сигналы записи – считывания;

W – сигнал разрешения записи – считывания.

 

Рисунок 4.4 – Временные диаграммы записи и считывания данных микросхемы КР537РУ10