Микросхемы памяти представляют собой функционально и конструктивно законченные микроэлектронные изделия. Разработаны микросхемы оперативно запоминающих устройств ОЗУ, постоянных запоминающих устройств ПЗУ, перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств ППЗУ.
Структура МКС ОЗУ включает:
- массив элементов памяти (ЭП) объединенных в матрицу накопителя (МП), расположенных вдоль строк и столбцов;
- дешифратор кода строк X;
- дешифратор кода столбцов У;
- устройство ввода-вывода УВВ.
Запоминающее устройство (ЗУ) – это совокупность аппаратных средств, обеспечивающих существование информации во времени. В состав вычислительных систем входит одновременно несколько типов запоминающих устройств, а чаще всего все: сверхоперативные, оперативные, постоянные и внешние. Все они отличаются принципом действия, характеристиками, техническими решениями.
Основными действиями в памяти являются операции записи, хранения и чтения. Время выполнения операции обращения к памяти определяет быстродействие данного типа ЗУ. Количество информации, которое может одновременно храниться в ЗУ, называется емкостью. Показатель, определяющий количество слов и их разрядность, которые могут храниться в ЗУ, называется организацией.
Ёмкость запоминающих устройств принято измерять в битах. Бит – это один двоичный разряд. Более крупная единица – байт, это машинное слово длиной в восемь бит. Далее используются следующие единицы:
1Кбайт = 1024 байта = 8∙210 бит;
1 Мбайт = 220 байт = 8∙220 бит;
1Гбайт – 230 байт = 8∙230 бит.
ОЗУ предназначены для хранения программ и данных, непосредственно используемых процессором в ходе выполнения операций. Содержимое ОЗУ в ходе решения задачи изменяется. Для повышения быстродействия ОЗУ в состав вычислительного устройства вводится сверхоперативная память (СОЗУ). Она предназначена для хранения небольшого числа слов (несколько десятков) и конструктивно входит в состав процессора.
|
|
Постоянное ЗУ (ПЗУ) содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения процессором задачи. Это обычно стандартные программы, таблицы данных, постоянные коэффициенты. Существует разновидность постоянных ЗУ, допускающая неоднократное перепро-граммирование (РПЗУ). Как и ОЗУ, постоянные ЗУ реализуются на основе микроэлектронной элементной базе и выпускаются в виде микросхем.
Внешние ЗУ предназначены для хранения больших массивов информации в течение длительного промежутка времени. Они обычно строятся на основе магнитных свойств вещества.
Основной частью запоминающего устройства является массив элементов памяти, объединенных в матрицу накопителя. Элемент памяти (ЭП) может хранить один бит информации (0 или 1). Каждый ЭП имеет свой адрес. Для обращения к ЭП необходимо его выбрать с помощью кода адреса, который подается на входы. ЭП объединяются в группу, называемую ячейкой. Все элементы ячейки выбираются одним адресом. В качестве оперативной памяти обычно используются полупроводниковые ЗУ, которые по способу хранения информации делятся на статические и динамические. В статических ОЗУ в качестве ЭП применяются статические триггеры на биполярных или МДП - транзисторах. При наличии напряжения питания триггер сохраняет свое состояние неограниченное время.
|
|
В динамических ОЗУ элементы памяти выполнены на основе конденсаторов, сформированных внутри полупроводникового кристалла. Такие элементы памяти не могут долгое время сохранять свое состояние и нуждаются в периодическом восстановлении (регенерации). Динамические ОЗУ отличаются от статических большей информационной емкостью, что обусловлено меньшим числом компонентов в одном элементе памяти и, следовательно, более плотным их размещением в кристалле полупроводника. Однако они сложнее в применении, так как нуждаются в организации принудительной регенерации, в дополнительном оборудовании и в усложнении устройств управления.
Обозначение сигналов (выводов) микросхем
| Наименование вывода | Обозначение |
| Адрес | A |
| Тактовый сигнал | C |
| Строб адреса столбца | CAS |
| Строб адреса строки | RAS |
| Выбор микросхем | CS |
| Разрешение | CE |
| Запись | WR(write) |
| Считывание | RD(read) |
| Запись/считывание | W/R |
| Входные данные | DI |
| Выходные данные | DO |
| Данные: вход-выход | DIO |
| Регенерация | REF |
| Программирование | PR |
| Стирание | ER |
| Напряжение питания | Ucc |
| Напряжение программирования | UPR |
| Общий вывод | OV |
Условное обозначение микросхем памяти
| Индекс | Назначение |
| РМ | Матрицы ОЗУ |
| РВ | Матрицы ПЗУ |
| РУ | ОЗУ |
| РТ | Программируемые ПЗУ |
| РЕ | ПЗУ масочные |
| РР | Репрограммируемые ПЗУ с электрическим стиранием |
| РФ | Репрограммируемые ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием |
| РА | Ассоциативные ОЗУ |
| РЦ | ЗУ на ЦМД |
| РП | Прочие |
|
|
Обозначение функций элементов
| Наименование вывода | Обозначение |
| Постоянное ЗУ (ПЗУ) | ROM |
| Перепрограммируемое ПЗУ (ППЗУ) | PROM |
| ПЗУ с многократным программи-рованием (РПЗУ) | RPROM(EEPROM) |
| Репрограммируемое ППЗУ с ультра-фиолетовым стиранием (РФПЗУ) | UVPROM(EPROM до 1993 г.) |
| Оперативное запоминающее уст-ройство (ОЗУ) | RAM |
Технологии изготовления микросхем
| Серия МКС | Технология | Пояснение |
| КМОП, КМДП Совместимы с МКС ТТЛ технологии | Комплементарные полевые транзисторы со структурой металл-окисел-полупроводник. Комплементарный-взаимо- дополняющий (разные проводимости) | |
| КМДП | Функциональный ряд серии включает более 20 типономиналов, отличающихся ёмкостью от 1024 до 65536 бит. Организация одноразрядная, словарная. Ucc = 5в | |
| ИИЛ-ТТЛ | Биполярные транзисторы статических ОЗУ | |
| ТТЛШ | Динамические ОЗУ | |
| n-МДП | Электрический конденсатор внутри МДП структуры | |
| n-МДП | Входы и выходы имеют уровни ТТЛ, логическая 1 = 2,4 в | |
| МНОП | Логический 0 = 0,4 в. Выходы с тремя состояниями. Быстродействие 55…200Нс | |
| n-МДП | ||
| n-МДП | В режиме считывания взаимозаменяемы с МКС РПЗУ К573РФ2, К573РФ5 |