Разработка модуля асинхронной памяти, страница 3

1.3. Расчет создаваемой нагрузки и выбор интерфейсных элементов

Они включаются в разрыв между шинами адреса и данных, шинами управления и шинами системной магистрали. Для чего нужны интерфейсные элементы, обвязка? Конечно, для того чтобы снижать нагрузку на шины адреса, данных и управления, чтобы избежать порчи данных во время циклов чтения/записи. Дело в том, что данные на вышеперечисленных шинах в процессе работы постоянно меняются. Согласно требованиям технического задания, микросхема модуля памяти, точнее, её интерфейс должен соответствовать TTL – интерфейсу. Это означает, что критерий выбора буфера – это сравнение параметра, заданного в интерфейсе, с параметром, который рассчитывается исходя из действительных данных. Вот их мы и рассчитываем, перед тем как заключить, нужен буфер для стабилизации конкретной  шины или нет. Для этого рассчитаем коэффициенты объединения схемы:

Кadr. = 4  Коэффициент по шине адреса

 

Kdq = 2    Коэффициент по шине данных.

N_mod – число слов, хранимых модулем памяти 128K

N_бис – число слов, хранимых СБИС памяти 64K

n_mod – разрядность слова, хранимого модулем (32 бита)

n_бис – разрядность слова, хранимого СБИС памяти (16 бит)

Поскольку выбранные МС выполнены по схемотехнологии КМОП, расчет токовой нагрузки производить не требуется. Требуется расчет емкостной нагрузки. Приведем таблицу значений емкостей для выбранного типономинала базовой микросхемы памяти.

            Таблица 4. Значения емкостей для 7C1021B-15

Параметр	Условия тестирования	Максимальное значение	Единица измерения
Cin	Т=25°С,              f=1МГц, Vcc=5В	8	пф
Cout	Т=25°С,              f=1МГц, Vcc=5В	8	пф

Исходя из значений коэффициентов объединения и значений таблицы 3, рассчитаем создаваемую нагрузку по шине адреса и по шине данных.

С_{НАГР А}max = Кadr * С_{IN_БИС} + C_{МОНТАЖА.}

С_{НАГР D}max = ( Kdq –1 )*С_{OUT_БИС} + C_{МОНТАЖА.}

C_{МОНТАЖА} – паразитная емкость монтажа (10…20пф.)

Из этих формул получим числовые значения емкостей:

С_{НАГР А}max = 52 пф.

С_{НАГР D}max = 28 пф.

В качестве интерфейсных элементов нам нужно выбрать буфер на шину адреса и трансивер на шину данных.  Выберем: буфер –  серия CY74FCT16244T, трансивер – серия  CY74FCT16245T.

Описание функционирования буфера CY74FCT16244T (применительно к рис.2)

Данный буфер, по сути, представляет собой четыре 4-битных буфера, каждый из которых имеет свой вход разрешения вывода, свое заземление, свою линию питания. Их можно использовать и вместе как один 16-битный буфер, объединив параллельно входы разрешения записи, что и было использовано для  BF1 (см. рис.2). В элементе BF2 используется лишь часть его функциональных возможностей, в частности один буфер из четырех. Вход разрешения вывода буферов заземляется. Два информационных входа BF2 используются для буферизации оставшихся двух битов адреса. Неиспользуемые входы  BF2 заземляются, выходы остаются свободными. Приведем функциональную таблицу функционирования буфера:

Таблица 5. Функциональная таблица буфера CY74FCT16244T

Входы		Выходы
#OE	AВ	А
L	L	L
L	H	Н

Описание функционирования трансивера CY74FCT16245T (применительно к рис.2)

Трансивер составлен из двух 8 – разрядных устройств. На схеме накопителя (рис.2) входы разрешения ввода/вывода (DIR / #OE) у трансиверов 1 и 2 объединены. В данном случае эти сигналы активируют трансиверы полностью (обе 8-разрядные части каждого). 

Таблица 6. Функциональная таблица трансивера CY74FCT16245T

Входы		Состояние трансивера
#OE	DIR
L	L	Вывод данных с внутренних шин на магистраль
L	H	Загрузка данных с магистрали на внутренние шины
H	X	Состояние высокого импеданса

Рассчитаем нагрузку, которую создают линии управления:

8 пф – нагрузка одного входа управления.

С_{НАГР control}max = Кadr * С_{IN_БИС} + C_{МОНТАЖА = 42}