Общие вопросы организации микропроцессорных систем. История развития микропроцессоров и ЭВМ. Классификация микропроцессоров. Микросхемы динамической памяти (DRAM), страница 3

  По количеству одновременно выполняемых программ

1)  Однопрограммные

2)  Многопрограммные

  По организации структуры МП систем

1)  Системы с раздельными шинами

2)  С изолированными

3)  Общими

4)  Мультиплексируемыми (переключаемыми)

Микросхемы памяти:

Классификация по функциональному назначению:

Описание:

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство – микросхема, кот-ая может хранить информацию.

Регистровые ОЗУ – FIFO

  LIFO

Статические ОЗУ – используется триггеры.

Динамические ОЗУ – накопитель→конденсатор. Может сформировать большое число объема памяти.

ПЗУ:→постоянное запоминающее устройство (хранится информация при отключенном ист.пит.).

Однократнопрограммные: МПЗУ, ППЗУ, ПЛМ(ППЛМ).
Многократнопрограммные: все остальные.

Программируются с помощью электрического сигнала. Для стирания используется ультрафиолетовое излучение. Также используется стирание с электрическим сигналом (стирание по одной ячейки (у обычных, КМОП ОЗУ с литиевой батареей); информация перебирается; стирание поблочно и стирание всего).

По способу стирания: 1).в программаторах (специальное устройство для стирания).

                                      2).на плате (не снимать устройство из платы).

МПЗУ – масочные постоянные запоминающие устройства (программируют на заводе).

ППЗУ – сами программируем (пользовательские) в специальных программаторах.

ПЛМ, ППЛМ – программно-логические матрицы; прогр-ся пользователем.

РПЗУ – репрограммируемые запоминающие устройства.

EPROM с УФ стиранием – микросхемы с электрической записью и стиранием с УФ.

КМОП ОЗУ →

NOVRAR – при исчезновении питания из ОЗУ информация переходит в ПЗУ.

FRAM – выполнены на сегнетоэлектриках.

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.

На ЦМД – на цилиндрических магнитных доменах.

Типовая структура микросхемы памяти:

Основные характеристики микросхем памяти:

1).емкость памяти (Бит, Кбит) – показывает количество памяти в микросхеме.

2).информационная организация кристалла памяти → M x N →

                                   где: M – число слов (ячеек памяти)

                                           N – разрядность этого слова.

3).время доступа – это время от момента, когда микропроцессор выставил на ША адрес требуемой ячейки, на ШУ-сигнал чтения (записи до момента осуществления связи с данной ячейкой). Быстродействие памяти – это то, как быстро мы до нее можем добраться.

4).время восстановления – время, необходимое для того чтобы микросхема памяти вернулась в исходное состояние после того как микропроцессор снял адрес с ША, сигнал чтения/записи с ШУ и данные с ШД.

5).потребляемая энергия или рассеиваемая мощность → приводится для 2х режимов (хранение/чтение, запись в номинальном режиме работы).

6).плотность упаковки – характеризуется площадью, занимаемой одним элементом памяти на кристалле.

7).допустимая температура окр. среды – для 2х режимов: активная работы и для режима хранения (указывается верхний и нижний рабочий диапазоны).

8).удельная стоимость запоминающего устройства – отношение стоимости микросхемы памяти, деленная на емкость памяти.

Эксплуатационные параметры:

Допустимая влажность, температура, устойчивость к биологическим воздействиям, микроорганизмам.

II).По степени зависимости от источ.пит.:

            1).энергозависимые.

            2).энергонезависимые.

III).По физикотехнологическим признакам:

            1).биполярные.

            2).неполярные.

IV).По схемотехнологическим признакам:

            1).ЭСЛ - эммитерно-связанная логика.

            2).ТТЛ – транзисторно-транзисторная логика.

            3).ТТЛШ – транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки.

            4).ИИЛ – интегрально-инжекционная логика.

            5).n-МОП – полевые транзисторы с n-каналом (Ме, окись, п\проводники).

            6).КМДП – комплиментарные (Ме, диэлектрические, п\проводниковые).

V).По возможности доступа к информации:

            1).с произвольным доступом.

            2).с последовательным доступом (FIFO, LIFO).

VI).По структуре организации накопителей:

            1).с одноразрядной организацией.

            2).со словарной организацией (яч.памяти > элемента памяти).

Статические ОЗУ → SRAM (RAMS, RAM):

Элементы памяти статических ОЗУ:

на комплиментарных КМДП-транзисторах:

Принцип работы:

РШ1 – регистр шины.

Считывание происходит также как и работа, только наоборот.

на n-МДП транзисторах (элементы памяти):

С – для того чтобы триггер был в рабочем состоянии.

на ИИЛ – логике:

Элемент памяти на ТТЛ – логике:

Структура микросхемы ОЗУ с одноразрядной организацией:

Структура микросхемы ОЗУ со словесной организацией:

Имеется 128 строк и 16 столбцов (128 х 16 = 2048 х 8(разр.в слове) = 16384)

Чтобы получить 16 столбцов достаточно 4 разряда (4 х 4 = 16 столбцов).

OE(не) – разрешение выборки.

Циклы чтения\записи из микросхемы статического ОЗУ:

Цикл записи:

1).ранняя запись – сигнал WRITE=0, а запись инициируется отрицательным фронтом сигнала CS(не).

2).поздняя запись – во времени всего цикла = 0, а запись инициируется сигналом WRITE.

Цикл записи RAM:

Микросхемы динамической памяти (DRAM)

Достоинства: более простая, занимает меньше места, в том же объеме можно изготовить больше объема памяти (по сравнению со статической ОЗУ).

Недостатки: информацию нужно регенерировать (схема регенерации в ОЗУ); обычно одноразрядные, следовательно, адрес разбивают на две части и передают его последовательно (RAS – часть адреса выборки строки, CAS – часть выборки столбца).