Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Статическое и динамическое ОЗУ. (СХЕМОТЕХНИКА)
Запоминающие устройства - 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, конденсаторные, оптоэлектронные, голографические, криогенные. В данном пособии рассматриваются только полупроводниковые ЗУ на микросхемах. По типу способу организации обращения: с последовательным поиском, с прямым доступом, адресные, ассоциативные, стековые, магазинные. По характеру считывания: с разрушением информации, без разрушения информации. По способу хранения: статические, динамические. По способу организации: однокоординатные, двухкоординатные, трехкоординатные, двух-трехкоординатные. Основным элементом ЗУ является элемент памяти (ЭП), хранящий 1 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 3-е состояние. При этом ЗУ находится в состоянии хранения. Почти все ИМС памяти имеют ШД с 3 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- разрешение записи). ШД может быть 2-направленной, 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 рис. 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 DC. 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 современные 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 1 бит запомненной информации, измеряемая в мВт/бит или мкВт/бит.
|
