Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебное пособие, страница 40

На рисунке 6.4  показано  обозначение восьмиразрядного ПЗУ (1к х8) на принципиальных схемах. 

Рисунок 6.4 - Обозначение  постоянного запоминающего устройства

1к х8 на принципиальных схемах

В реальных ПЗУ запись информации производится при помощи последней операции производства микросхемы – металлизации. Металлизация производится по шаблону с помощью “маски”, поэтому такие ПЗУ получили название масочных ПЗУ. Еще одно отличие реальных микросхем от упрощенной модели, приведенной выше – это использование кроме мультиплексора еще и декодера. Такое решение позволяет превратить одномерную запоминающую структуру в двухмерную и, тем самым, существенно сократить объём схемы дешифратора  адреса ПЗУ. Эта ситуация иллюстрируется рисунком 6.5.

Рисунок 6.5 - Схема двумерного  ПЗУ

На этом рисунке запоминающая матрица представляет собой сетку ортогональных проводников, в  местах  пересечения которых,  могут быть установлены элементы с односторонней проводимостью (ЭОП). Программирование масочного ПЗУ заключается в расстановке ЭОП в нужных местах и производится на заводе изготовителе. Такие соединения не могут быть изменены, что очень неудобно для мелких и средних серий производства, не говоря уже о стадии разработки устройства. Естественно, что для крупносерийного производства масочные ПЗУ являются самым дешевым видом ПЗУ, и поэтому широко применяются в настоящее время. Например, микросхемы К155РЕ24, К568РЕ5, К596РЕ1 и др.

Для мелких и средних серий производства радиоаппаратуры были разработаны микросхемы, которые можно программировать в специальных устройствах - программаторах. В этих микросхемах постоянное соединение проводников в запоминающей матрице заменяется плавкими перемычками. При производстве микросхемы изготавливаются все перемычки, что эквивалентно записи во все ячейки памяти логических единиц. В процессе программирования на выводы питания и выходы микросхемы подаётся повышенное питание. При этом, если на выход микросхемы подаётся напряжение питания (логическая единица), то через перемычку ток протекать не будет и перемычка останется неповрежденной. Если же на выход микросхемы подать низкий уровень напряжения (присоединить к корпусу), то через перемычку будет протекать ток, который расплавит эту перемычку, и при последующем считывании информации из этой ячейки будет считываться логический ноль.

Микросхемы, работающие по такому принципу, называются программируемыми ПЗУ (ППЗУ или PROM). В качестве примера можно назвать микросхемы  556РТ5, 556РТ6, 556РТ16 и др.

Программируемые ПЗУ оказались очень удобны. Однако при разработке радиоэлектронных устройств часто приходится менять записываемую в ПЗУ информацию. ППЗУ при этом невозможно использовать повторно, поэтому ошибочно записанное ПЗУ  приходится выкидывать, что естественно повышает стоимость разработки аппаратуры. Для устранения этого недостатка был разработан еще один вид ПЗУ, из которых информацию можно стирать и программировать заново. Это, так называемые,   репрограммируемые  ПЗУ – РПЗУ.

Установка  ЭОП  осуществляется  путем обратимого пробоя  области затвора МОП- структуры. Так как добротность МОП  структуры высока, то  состояние пробоя может сохраняться десятки лет.  Стереть записанную информацию можно двумя способами:

              - рентгеновским  или ультрафиолетовым облучением в течение 10 - 40 мин. через специальное кварцевое окошко;   

    - электрическим путём.

В первом случае при облучении микросхемы, изолирующие свойства затвора  теряются и происходит стирание сразу во всех ячейках. Количество циклов записи - стирания  колеблется в диапазоне от 10 до 100 раз, после чего микросхема выходит из строя. Это связано с разрушающим воздействием ультрафиолетового излучения.

В качестве примера таких микросхем можно назвать микросхемы 573 серии российского производства (К573РФ6, К573РФ9 и др.). Репрограммируемые ПЗУ изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 6.6.

Рисунок 6.6 - Обозначение репрограммируемого постоянного

запоминающего устройства на принципиальных схемах