Оперативні запам’ятовуючі пристрої.

Статичні запам’ятовувачі ВІС ОЗП

Це двостанові комірки пам’яті – тригери, які крім зберігання одиниці біт інформації (1 або 0) дозволяють здійснювати операцію звертання WR/RD (WR – запис; RD - зчитуваня).

За технологією виготовлення:

- Біполярні;

- Польові.

Біполярні мають найвищу швидкодію серед статичних (t_в= 5…50нс), але в порівнянні з польовими (на МОН) – меншу інформаційну місткість та значну потужність споживання.

Статичні ОЗП компонуються у прямокутну матрицю, розміром n×m(n – число m-розряднихслів), яку називають накопичувачем ЗП.

Динамічні запам’ятовувачі.

Спосіб запам’ятовування інформації реалізується зарядом або розрядом паразитної ємності.

Запам’ятовувач значно простіший від статичного, вимагає вдвічі меншого числа транзисторів і при однакових розмірах кристалу дозволяє вдвічі збільшити інформаційну ємність.

Динамічний запам’ятовувач на ємності не потребує джерела живлення.

Значення паразитної ємності <0,1 пФ, тому стала часу розряду накопичувального конденсатора є досить значною – не менше 1 мс. Тому, щоб розрізнити інформацію (0 або 1), яка зберігається у вигляді заряду, необхідно її відновлювати, тобто регенерувати, причому з періодом регенерації не менше 1 мс. Це ускладнює схему запам’ятовувача і організацію структури ІС ОЗП в цілому.

Регенерація динамічного запам’ятовувача ОЗП здійснюється за кожним звертанням до нього. Схема регенератора підсилювача автоматично виконує цей процес при звертанні до стовпця накопичувача з інтервалом близько сотні мікросекунд. Динамічні ОЗП побудовані так, що сам процес звертання до стовпця забезпечує регенерацію інформації в усіх його розрядах.

Принцип побудови і структура ВІС ОЗП.

Основний вузол - n×mматрицязапам’ятовувачів. Залежно від способу звертання WR/RD до запам’ятовувачів існує 2 типи організації накопичувачів:

- з однокоординатною (або послідовною) вибіркою;

- з двокоординатною вибіркою.

рис.7.1.

До розряднихпідсилювачівінформації (вихід)

ША – адресні шини

ШР – розрядні шини (вхід)

–шина звертання (запис/зчитування)

При однокоординатній вибірці реалізується пошук групи запам’ятовувачів за одною адресою, тобто однією шиною ША вибирається тільки одне з усіх nm-розрядне слово.

Шина звертання - спільна для всіх n×m запам’ятовувачів. 0 – запис, 1 – зчитування.

При появі на одній з адресних шин ША і сигналу вибірки і-го слова, наприклад, при «1» на шині , інформацію з кожного запам’ятовувача З_і1, З_і2 … З_іm і-го рядка (тобто і-го слова) можна зчитувати.

Для запису слова, наприклад, у комірку З₂₁, З₂₂ … З_2mслідактивізуватидругий рядок накопичувача, тобто ША₂, а на всі розрядні шини ШР₁ … ШР_m подати вхідну інформацію. При цьому - «0» - запис.

Цей тип організації має лише одну координату звертання до запам’ятовувачів – номер рядка. Тому для нього досить одного дешифратора адреси; це – двомірний накопичувач – типу 2D, бо ЗП у ньому розташовані на площині.

Накопичувач з двокоординатною вибіркою (рис.7.2)

рис.7.2.

Потрібну комірку запам’ятовувача шукають за допомогою двох адресних шин – горизонтальної (по рядках) ШАХ і вертикальної (по стовпцях) ШАY і розрядної шини ШР.

Такий накопичувач має тривимірну будову і складається з m накопичувачів розрядів, кожний з яких містить n запам’ятовувачів.

Для запису слова за адресою X_i, Y_i на входи адреснихдешифраторів ШАХ і ШАYподаютьсявідповіднікоди X_i, Y_i, а двійкове значення слова – на спільні розрядні шини ШР,…,ШР_m. Аналогічно здійснюється зчитування записаного слова.

Це тривимірний – типу 3D.

Обидва типи можуть бути як статичні, так і динамічні.

Динамічні накопичувачі дещо ускладнені, бо їм необхідна періодична регенерація запам’ятовувачів.

Типова структурна схема ВІС ОЗП

Склад:

- ОЗП-накопичувач;

- DCX - дешифраторадреснихшин;

- DCY-дешифраторрозряднихшин;

- RGA-регістр адрес (може бути, а може не бути);

- Схема керування ОЗП;

- Пристрій запису даних Di;

- Пристрій зчитування даних D0.

Вхідні сигнали:

- Інформаційні;

- Адресні;

- Керуючі. : (Chipselect) – вибір мікросхеми і подаються для визначення режиму роботи; запису, зберігання чи зчитування.

У багаторозрядних ОЗП інформаційні сигнали, які підлягають запису чи зчитування, передаються з метою економії переважно по одних і тих самих виводах мікросхеми.

Вхідні схеми – це формувачі на ЛЕ, що забезпечують спряження накопичувача з вхідними (зовнішніми) пристроями за струмом і напругою.

Окрім того, вихідні каскади ВІС ОЗП – часто тристанові (зі станами 0, 1 і Z) буфери, які полегшують каскадування ВІС у системах з шинною організацією передачі даних.

У інших мікросхемах ОЗП зустрічаються вихідні каскади з відкритими колекторами.

DO0 DO1 DO2 DO3

DO

– строб адреси рядка.

– строб адреси стовпця.

(128 рядків 512 стовпців)

Двобайтовий режим адрес.

2×8 адрес

Р = 0,0003/0,003 3бер/3вер

n×m=16×4біт 64к×1

з відкритим колектором. Приклади мікросхем ЗП.

K531PY9 – статична