Электронные запоминающие устройства. Память с произвольной выборкой: Динамическая ОЗУ

 «Электронные запоминающие устройства»

Все электронные запоминающие устройства делятся на два типа:

1. Постоянное запоминающее устройство (ROM)

Микросхемы постоянной памяти различают по возможности програм-мирования:

§  Микросхемы, программируемые при изготовлении, содержимое которых определяется рисунком технологического шаблона;

§  Программируемые однократно после изготовления перед установкой их в целевое устройство – PROM (Programmable Read Only Memory). Программирование осуществляется за счёт пережигания плавких перемычек в структуре микросхемы;

§  Микросхемы, стираемые и программируемые многократно – EPROM (Erasable PROM). Для стирания и программирования требуется наличие специальных технических средств – программатор. К EPROM относятся такие разновидности как: UV-EPROM (Ultra-Violet Erasable PROM) – память с ультрафиолетовым стиранием и последующим программированием и EEPROM (Electrical Erasable PROM) – с электрическим стиранием и последующим програм-мированием. К этому же разделу можно отнести и микросхемы Flash памяти, к осбенностям которой можно отнести быстрое стирание выбранного блока (блочное стирание).

Однократно программируемые:

Однократно программируемые ПЗУ являются самым простым типом ПЗУ. В их основу положены ячейки на плавких перемычках. Изначально все перемычки целые. В зависимости от типа ПЗУ изначальное состояние может быть как 0 так и 1.

Снимок разрыва плавкой перемычки показан на рисунке б) при исходном состоянии перемычки а).

Процедура программирования:

1. На шину адреса подается адрес, производится выборка ячейки;

2. На шину данных – данные;

3. На вход подается импульс повышенного напряжения (12-25В);

4. Через некоторое время перемычка сгорает.

Даже в однократно программируемых ПЗУ бывают ситуации, когда перемычки восстанавливаются.

Перепрограммируемые:

В ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием используется принцип смещения уровней Ферми светом с определенной длиной волны.

В ПЗУ с электрическим стиранием используются полевые транзисторы с плавающем затвором.

В микросхемах ПЗУ стираемых как ультрафиолетовым светом, так и электрически, для программирования (после стирания) используется специальный набор линий для проведения сей операции:

§  Vpp – питающее напряжение для перепрограммирования (12-24 В);

§  PGM# – управляющий сигнал, низкий уровень – разрешение на запись. При наличии на линии Vpp уровня напряжения соответствующего уровню перезаписи для данной микросхемы сигналом PGM# производится разрешение на перезапись данных в микросхему.

§  WE# (только для Flash) – Write Enable – разрешение записи. Низкий уровень при низком уровне CS# разрешает запись и переводит выходные буферы в высокоимпедансное состояние не зависимо от сигналов управления каналом выходов данных. Временная диаграмма шинного цикла чтения/записи аналогичны обычной статической памяти (см. ниже), что позволяет подключить flash память непосредственно к системной шине процессора. Стирание микросхем данного типа является внутренним циклом и начинается по сигналу сигнализирующего начало записи (например WE#) при соответствующем уровне Vpp (У современных микросхем уровень Vpp может соответствовать уровню питающего напряжения микросхемы Vcc).

2. Память с произвольной выборкой: Статическая ОЗУ

Особенности:

§  Микросхемы с произвольной выборкой, энергозависимые;

§  Обладают большим быстродействием, используется как кэш-память;

§  Низкая плотность упаковки на кристалле (требуют большую площадь);

§  Высокая стоимость производства микросхем данной реализации;

§  Не требует регенерации.

Циклы обмена статической памяти:

3. Память с произвольной выборкой: Динамическая ОЗУ

В основу положен принцип хранения информации на паразитных емкостях. В отличие от статической памяти, где на ячейку приходится до 200 транзисторов (4 на триггер, остальные на мультиплексоры и т.п.), в динамической памяти используется 1 транзистор и его паразитная емкость.

Оперативная память (динамическая ОЗУ) реализована как прямоугольный массив однобайтных ячеек. Для доступа к произвольной ячейки необходимо указать адрес строки (ROW Address) и адрес столбца (COLUMN Address), по которому расположен необходимый блок. Для передачи адреса строки и столбца используется мультиплексированная шина адреса (MA), поэтому для идентификации адресных пакетов на шине используются специальные стробирущие сигналы: