6.2.1 Схема динамічного запам'ятовувального пристрою
Комірки пам'яті організовані в матрицю, яка складається з рядків та стовпчиків. Повна адреса комірки даних об'єднує два компонента – адресу рядка (row Адреса, біт) і адреса стовпчика (column Адреса, біт). На рис. 6.3 представлено матрицю, яка складається з 32 рядків та 32 стовпчиків, тобто з 1024 комірок.
Коли СРU (або пристрій, який використовує канал DMA) звертається до пам'яті для зчитування інформації, на входи мікросхеми потрапляє строб виведення даних ОЕ (Output Enabled), потім подається адреса рядка і одночасно з нею (чи із затримкою) сигнал RAS (Row Адреса, біт Strobe). Це означає, що кожна шина стовпчика з'єднується з коміркою пам'яті (вибраного рядка). Адреса комірки потрапляє по адресним лініям (у нашому випадку їх 10) на дешифратор, який перетворює потрапивший набір нулів та одиниць у номер рядка. Ємність конденсатора дуже мала (долі мікрофаради) і його заряд також малий, тому використовується підсилювач, який підключений до кожної шини стовпчика динамічної пам'яті. Інформація зчитується з усього рядка запам'ятовувальних елементів одночасно та потрапляє в буфер вводу/виведення.
Вивід
Рис. 6.4. Структурна схема динамічної пам'яті.
Із незначною затримкою після сигналу RAS на входи динамічної пам'яті подається адреса стовпчика і сигнал СAS (Column Адреса, біт Strobe). При зчитуванні дані вибираються з буфера вводу/виведення і поступають на вихід динамічної пам'яті в залежності від адреси стовпчика.
При зчитуванні інформації з комірок пам'яті відбувається її руйнування, тому відбувається перезаписування зчитаної інформації: виводи регістра рядка знову з'єднуються з загальними шинами стовпчиків пам'яті для того, щоб перезаписати зчитану інформацію з рядка. Якщо комірка мала заряд, то вона знову буде заряджена ще до закінчення циклу зчитування. На комірки, які не мали заряду, напруга не подається.
Якщо виконується записування до пам'яті, то подається строб записування WE (Write Enable) і інформація потрапляє на відповідну шину стовпчика не із буфера, а з входу пам'яті із відповідною адресою стовпчика. Таким чином, проходження даних при записуванні задається комбінацією сигналів, які визначають адресу стовпчика і рядка, а також синалом дозволу записування даних до пам'яті.
6.2.2 Регенерація динамічної пам'яті
Запам'ятовуючим елементом динамічної пам'яті є конденсатор З, який може знаходитися в зарядженому стані – логічна «1», або в розрядженому – логічний «0». Ємкість конденсатора частки Пф (10 –12 Ф).
Оскільки конденсатори надзвичайно малі, то велика вірогідність мимовільної зміни їх стану із-за «паразитних» витоків і наведень. Для виключення втрати даних періодично проводяться цикли регенерації, які в сучасних модулях ініціюються спеціальними мікросхемами.
Елементи динамічної пам'яті утворюють так звану сторінку, що складається з рядків і стовпчиків. При зчитуванні даних зміст однієї сторінки цілком перенесенняиться в буфер, який реалізований на елементах статичної пам'яті. Після цього в рядку прочитуються значення (0 або 1) потрібної комірки, а вміст буфера знов записується в колишній рядок динамічної пам'яті. Такі пересилки даних здійснюються шляхом зміни стану конденсаторів комірок, тобто відбувається процес заряду. Вона складається з регулярних циклічних звернень до q рядків матриці ЕП по адресах, які формуються зовнішнім або внутрішнім лічильником адреси. Такі цикли називаються холостими, оскільки в них не відбувається обміну інформацією.
Максимальний період звернення до кожного рядка для гарантованого зберігання інформації в сучасних мікросхемах пам'яті знаходиться в межах 8-64 мс. Залежно від об'єму і організації матриці пам'яті для одноразової регенерації потрібно 512, 1024, 2048 або 4096 циклів звернень (тобто, по числу рядків q).
Основні типи динамічної пам'яті представлено нижче.
Першою, такою, що знайшла застосування в РС модифікацією DRAM, була пам'ять, яка працювала в режимі швидкого сторінкового обміну FPM (Fast Page Mode) або просто в режимі сторінкового обміну (Page Mode).
Унаслідок істотної відмінності інтерфейсу від традиційної асинхронної пам'яті мікросхеми SDRAM не можуть бути встановлені в модулі SIMM. Вони застосовуються в слотах DIMM або встановлюються прямо на системну (або графічну) плату.