Пзс в системах обработки информации.

В 1970-1975 гг. ПЗС предполагали использовать как устройства обработки информации. На основе ПЗС можно реализовать линии задержки цифрового или аналогового сигнала ( устройства динамической памяти).

Рис. Линия задержки на ПЗС. N – количество ячеек.

Максимальное число ячеек N определяется отношением времени тепловой регенерации электронно-дырочных пар _т к динамическому времени _D.

Число ячеек может достигать N = 10³ – 10⁴. Длина линии задержки на ПЗС может достигать 10 мм.

Если необходимо увеличить длину линии задержки, то есть сделать число элементов больше, чем это позволяет отношение , то прибегают к регенерации сигнала.

Рис. Линия задержки на ПЗС с регенератором.

Комбинация цепей вывода сигнала, транзисторного усилителя и ввода называется регенератором сигнала. В схеме усилителя может быть предусмотрена коррекция формы импульса, очистка импульсного сигнала от шумов.

Специализированные зу на пзс

На основе ПЗС можно реализовать запоминающие устройства с последовательным вводом-выводом информации.

Последовательный характер обращения информации в ЗУ на ПЗС определяет их невысокое быстродействие. Существующие серийные ЗУ на ПЗС с последовательной выборкой по способу организации памяти можно разбить на три класса: ЗУ с серпантинно-петлевой организацией; ЗУ с последовательно-параллельной организацией; ЗУ с произвольной выборкой и строчной адресацией.

Серпантинно-петлевая архитектура ЗУ

Рис. Схема ЗУ с серпантинно-петлевой организацией.

ЗУ представляет собой цепь последовательно соединенных ПЗС-регистров сдвига, управляемых синхронно общими тактовыми импульсами и замкнутыми в кольцо посредством петли обратной связи. Между регистрами предусмотрены устройства регенерации. Информация на входе и выходе имеет одну и же частоту, равную тактовой частоте управления. Число элементов между регенераторами выбирается исходя из эффективности передачи заряда и минимальной тактовой частоты. Максимальное время выборки из памяти определяется общим числом элементов в цепи и максимальной тактовой частотой. Основным достоинством такой организации является схемотехническая простота. Серпантинно-петлевая организация не обеспечивает высокой плотности упаковки элементов из-за встречного направления движения заряда в соседних регистрах и необходимости включения большого числа схем регенерации, увеличивающих плотность кристалла примерно на 25%.

Архитектура зу с последовательно-параллельной организацией.

Рис. Схема ЗУ с последовательно-параллельной организацией.

Информация вводится в верхний последовательный регистр сдвига, заполняет его и в параллельной форме сдвигается в первую строку матрицы параллельных регистров, а затем продвигается к нижнему последовательному регистру сдвига , откуда последовательной форме поступает на выход. Передача информации в параллельной форме по внутренней матрице позволяет значительно уменьшить количество передач при обращении того же объема информации , что и в последовательных ЗУ с серпантинно-петлевой организацией.

Недостатком такой организации является усложнение управления, поскольку необходимы две системы тактовых импульсов.

Данная организация позволяет создать ЗУ с очень высокой плотностью упаковки элементов, площадь которых ограничивается лишь шириной каналов переноса.