Запоминающие устройства, элементы памяти на моп – интегральных транзисторах.

Цифровыми запоминающими называют устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде. Запоминающие устройства (ЗУ) классифицируют по назначению, технологии изготовления, способу адресации, способу хранения информации и т. д. По назначению запоминаю­щие устройства подразделяют на оперативные запомина­ющие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). ОЗУ обеспечивает режим записи, хра­нения и считывания информации в процессе ее обработ­ки. ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.

По технологии изготовления ЗУ делятся на биполярные (ТТЛ -,ТТЛШ -, ЭСЛ-, И²Л -технологии) и униполяр­ные (n - МОП, КМОП - и другие технологии).

По способу адресации все ЗУ делятся на адресные и безадресные (ассоциативные). В адресных ЗУ обращение к элементам памяти производится в соответствии с их ад­ресом, задаваемым двоичным кодом. Большинство ЗУ являются адресными. В ассоциативных ЗУ считывание информации осуществляется по ее содержанию и не за­висит от физических координат элементов памяти. Ассо­циативные ЗУ не имеют входов адресных сигналов.

К основным параметрам ЗУ относятся информацион­ная емкость, потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие и др.

Информационная емкость определяется числом ячеек памяти ЗУ и указывает максимальный объем хранимой информации. Если ЗУ рассчитано на хранение n чисел (слов), каждое из которых имеет m разрядов, то информационная емкость N определяется выражением N = n • m. Так, например, если ЗУ предназначено для хранения слов, каждое из которых содержит 4 разряда, то ЗУ имеет структурную организацию 16х4 и информационную ем­кость N = 16x4 = 64 бит. ЗУ емкостью 64 бит может быть организовано и как ЗУ 32х2 (32 слова по 2 разряда каждое). Емкость часто выражают в байтах (1 байт = 8 бит). Емкость ЗУ составляет от нескольких десятков до нескольких миллионов бит.

Потребляемая мощность — мощность, потребляемая ЗУ в установившемся режиме работы.

Время хранения информации — интервал времени, в течение которого ЗУ сохраняет информацию в заданном режиме.

Быстродействие — промежуток времени, необходимый для записи или считывания информации.

Основой любого ЗУ является матрица памяти (накопи­тель), которая состоит из n строк. Каждая строка имеет m ячеек памяти, образующих m-разрядное слово. Соответствующие шины в матрице памяти управляются от дешифраторов строк и столбцов. Выбор требуемой ячейки памяти осуществляется с помощью дешифраторов и столбцов путем подачи на них соответствующих адресных сигналов.

Оперативные запоминающие устройства

ОЗУ (их обозначают английской аббревиатурой подразделяются на статические и динамические). В статических ОЗУ запоминающая ячейка представляет coбой триггер на биполярных или полевых транзисторах, что определяет потенциальный характер управляющих сигналов и возможность считывания информации без ее разрушения. В динамических ОЗУ элементом памяти является ем­кость (например, затвора полевого транзистора), что тре­бует периодического восстановления (регенерации) запи­санной информации в процессе ее хранения.

ОЗУ динамического типа позволяют реализовать боль­шой объем памяти, но они сложнее в использовании, так как необходимо наличие специальной схемы управления режимами работы. В современных динамических ОЗУ имеются встроенные системы регенерации и синхрониза­ции. Такие ОЗУ по внешним сигналам управления не от­личаются от статических ОЗУ.

Рассмотрим в качестве примера некоторые микросхе­мы ОЗУ (рис. 2).

Выводы микросхем имеют следующие назначения: CS — выбор микросхемы, Ai — адресные входы, DIi — ин­формационные входы, DOi — информационные выходы W/R — разрешение записи/считывания, RAS — строб ад­реса строки, CAS — строб адреса столбца, СЕ — сигнал разрешения.

Микросхема К155РУ2 — это статическое ОЗУ с откры­тым коллекторным выходом — выполнена на основе ТТЛ-структур емкостью 64 бит. Имеет структуру 16x4, т. е. может хранить 16 слов длиной 4 разряда каждое.

Микросхема К537РУ8 — это статическое ОЗУ объемом 2 Кбайта, выполнена на основе структур КМОП, по вхо­ду и выходу совместима с ТТЛ-структурами. Имеет дву­направленную 8-разрядную шину данных, которая ис­пользуется и для записи, и для считывания информации.

Микросхема К565РУ5 — это динамическое ОЗУ на ос­нове n-МОП-структур, по входам и выходам совместима с ТТЛ-структурами, имеет организацию 64Кх1. Шина ад­реса работает в мультиплексном режиме. Вначале на ней выставляются адреса строк, которые запоминаются во внутреннем регистре по спаду сигнала RAS. Затем выстав­ляются адреса столбцов, которые запоминаются по спаду сигнала CAS.