2.3.2 Классификация запоминающих устройств

Полупроводниковые ЗУ подразделяются на энергонезависимые – постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и энергозависимые – оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

Благодаря энергонезависимости ПЗУ применяются для хранения инициализирующих и управляющих программ, различных таблиц констант и т. д. Микропроцессор в процессе работы может только считывать (извлекать) информацию из ПЗУ, но не в состоянии изменить его содержимое.

Процесс занесения информации в ПЗУ называется программированием и производится, как правило, вне микропроцессорной системы, в которой предполагается их использовать. Для этого служат программаторы, выполняемые в виде автономных или периферийных устройств ЭВМ, в которых производится подготовка и хранение на внешних носителях записываемой в ПЗУ информации.

Автономные программаторы имеют ограниченные функциональные возможности и применяются в основном для копирования информации с ПЗУ-оригинала. Более совершенными являются программаторы, построенные на базе компьютеров. Возможны два варианта их подключения: через стандартный интерфейс (RS-232, LPT, USB); через системную шину компьютера. В первом случае программатор является внешним блоком компьютера, во втором – его внутренним модулем.

ПЗУ, выполненные по Flash-технологии, позволяют осуществлять общее стирание и запись информации в ячейки памяти непосредственно микропроцессором. Это свойство приближает его к ОЗУ, но в отличие от них Flash ПЗУ обладает энергонезависимостью. Для ПЗУ используется аббревиатура ROM (Read Only Memory – память только для чтения).

На рисунке 2.11 приведен пример графического обозначения ПЗУ. Знак инверсии на входах управления показывает, что включение режима производится логическим уровнем 0, а выключение – 1.

Рисунок 2.11 – Условное графическое обозначение микросхем ПЗУ

ОЗУ служит для хранения временной и изменяемой информации, например отлаживаемых программ и промежуточных данных пользователя. Его главное преимущество перед ПЗУ – возможность записи и чтения информации непосредственно микропроцессором. При этом не требуется предварительное стирание содержимого ячеек памяти. Время записи в ОЗУ получается самым минимальным среди других типов ЗУ, а количество операций записи не ограничено. Для ОЗУ используется аббревиатура RAM (Random acsess memory – память с произвольной выборкой).

ОЗУ делятся на статические (SRAM – StaticRAM) и динамические (DRAM - DynamicRAM). Статические и динамические ОЗУ отличаются видом запоминающего элемента. В статических ОЗУ запоминающими элементами являются триггеры, в динамических ОЗУ данные хранятся в виде зарядов конденсаторов, образуемых элементами МОП-структур.

На рисунке 2.12 приведены примеры графического обозначения ОЗУ. Существует несколько вариантов организации выводов данных ОЗУ. На рисунке 2.12а показано условное графическое обозначение ОЗУ с раздельными входами (DI0-DI3) и выходами (DO0-DO3) данных, на рисунке 2.12б – ОЗУ с совмещенными входами/выходами (D0-D7) данных. Знак "↔" свидетельствует о том, что выводы данных являются двунаправленными. Вход WR служит для управления записью информации. Так как он имеет знак инверсии, запись производится нулевым уровнем сигнала.

Рисунок 2.12 – Условное графическое обозначение микросхем ОЗУ

Различают ЗУ с последовательным и параллельным интерфейсом. Основное отличие последовательной памяти заключается в том, что для нее требуется меньше линий передачи данных (рисунок 2.13), а значит, упрощается проектирование связей на печатной плате, снижается уровень шумов, улучшаются показатели надежности, экономится место на печатной плате, упрощается разводка микросхемы на плате, а также уменьшается себестоимость изделия.

Рисунок 2.13 – Преимущество микросхем с последовательным интерфейсом

В настоящее время на рынке представлено достаточное количество микросхемы памяти, как с последовательным, так и с параллельным интерфейсом. Широкий выбор устройств энергонезависимой памяти с различным напряжением питания и временем выборки, а также наличие микросхем в различных типах корпусов позволяет разработчикам выбрать наиболее удобный вариант для использования в конечном приложении.