Электротехника \ Схемотехника

Разработка комбинированного модуля памяти, состоящего из модуля SRAM (статической оперативной) объёмом 2 Кб, разрядностью слова 16 бит и модуля EPROM объёмом 32 Кб аналогичной разрядности слова, страница 2

Внешняя шина адреса содержит 16 разрядов, из них 14 младших используются   для  адресации  EPROM,  10 - для адресации SRAM, 2 остаются неиспользуемыми. Поэтому необходимо выполнять проверку: обращаемся ли мы к EPROM, SRAM или к другому устройству, которое может адресоваться с использованием 2 старших битов внешней шины адреса. Если два старших бита составляют комбинацию 00 (А15, А14), то это трактуется как обращение к EPROM, если шесть старших битов составляют комбинацию 010000, то это обращение к SRAM. Если поступает одна из этих комбинаций, то адресный селектор выдает сигнал CS соответствующей странице (EPROM или SRAM). Любые другие комбинации старших битов адреса свидетельствуют об обращении к другому устройству памяти. Помимо адресов на входы селектора подаются управляющие сигналы, из которых формируются сигналы #OE трансивера и DIR трансивера. DIR зависит от уровня сигнала #W/R, #ОЕ устанавливается низким уровнем, если обращение идет к нашей памяти. Если сигнал MEMR на низком уровне, то пассивизируется память, отключается трансивер. Сигнал WE# для SRAM  и #OE для EPROM – это сам сигнал #W/R. Модуль памяти не должен быть все время подключен к внешней магистрали.

Отключение от внешних магистралей происходит следующим образом: если обращение не к разработанному модулю, то микросхемы памяти пассивизированы сигналом CE, а трансивер переводит шины в состояние высокого импеданса. Таким образом, разработанный модуль не добавляет нагрузку на общую линию и не мешает обмену данными между устройствами. Управление буфером не осуществляется, но создаваемая им нагрузка (т.к. он все время открыт для пропуска адреса) не мешает работе других устройств. 

Для организации адресного селектора было выбрано устройство фирмы ATMEL: 

ATF1502ASL.

Его характеристики:

·  Число входов – 16

·  Число выходов – 16

·  Напряжение питания – 5В±10%

·  Время задержки распространения сигнала 7.5 нс.

Модуль EPROM имеет 3 входа выбора кристалла CS0 – CS2 . При чтении   необходим высокий уровень на каждом из них, поэтому для упрощения функциональной схемы, они были объединены в один вход CS, что можно увидеть на функциональной схеме модуля памяти (рис. 4).

4. Расчет создаваемой нагрузки.

Поскольку выбранные ИМС выполнены по схемотехнологии КМОП, производить расчет токовой нагрузки не требуется. Необходимо рассчитать емкостную нагрузку.

Если она превысит 6 –8 пФ, то необходимо использовать интерфейсные элементы для обеспечения интерфейса ТТЛ.

Рассчитаем коэффициенты объединения:

Nmod – число слов, хранимых модулем памяти

Nбис – число слов, хранимых СБИС памяти

nmod – разрядность слова, хранимого модулем

nбис – разрядность слова, хранимого СБИС памяти

 SRAM:

 по адресам   --   Коб, А =   4

 по данным    --   Коб, DQ  = 1

 по линии управления -- Коб.УПР = 4

EPROM

по адресам   --   Коб, А =   1

 по данным    --   Коб, DQ  = 1

по линии управления -- Коб.УПР = 1



Таблица 3. Нагрузка, создаваемая СБИС SRAM памяти:

Параметр

Описание

Условия тестирования

Значение (max)

Единица измерения

СIN БИС

Входная емкость

Т=25°С, f = 1Mhz, VCC=5.0V

8

пф

СOUT БИС

Выходная емкость

Т=25°С, f = 1Mhz, VCC=5.0V

8

пф

Таблица 3a. Нагрузка, создаваемая СБИС EPROM памяти:

Параметр

Описание

Условия тестирования

Значение (max)

Единица измерения

СIN БИС

Входная емкость

Т=25°С, f = 1Mhz, VCC=5.0V

10

пф

СOUT БИС

Выходная емкость

Т=25°С, f = 1Mhz, VCC=5.0V

10

пф

      Снагр.А   = СIN БИС * Коб. А + Спараз

Снагр.DQ = СOUT БИС * (Коб. DQ – 1) + Спараз

Снагр.управ  = СIN БИС * Коб. А + Спараз

Спараз – паразитная емкость монтажа  (10…20пф

Для расчета нагрузки на линии управления паразитная емкость выбирается в 10пФ., для всех остальных линий – 20пФ.

SRAM:

Снагр.А  =  8 * 4 + 20 = 52 пФ

Снагр.DQ = 8 * (1 –1 ) + 20 = 20 пФ

Снагр.управ  = 42пФ.

EPROM:

Снагр.А  =  10 * 1 + 20 = 30 пФ

Снагр.DQ = 10 * (1 –1 ) + 20 = 20 пФ

Снагр.управ  = 20пФ.

Мы получили значения емкостной нагрузки, превышающие значения допустимые интерфейсом ТТЛ, следовательно, необходима буферизация.

5. Выбор интерфейсных элементов.

В качестве буфера на шину адреса выберем 16-битный буфер фирмы Texas Instruments

серии CY74FCT16244T.

А в качестве трансивера на шину данных 16-битный трансивер  CY74FCT16245T того же производителя.

Скачать файл