33. Оперативные запоминающие устройства(озу) статического и динамического типа.

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. 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 т разрядов, то информационная емкость N определяется выражением N = n • т.

ОЗУ (их обозначают английской аббревиатурой RAM) подразделяются на статические и динамические. В стати­ческих ОЗУ запоминающая ячейка представляет собой триггер на биполярных или полевых транзисторах, что определяет потенциальный характер управляющих сигна­лов и возможность считывания информации без ее разру­шения. Статические ОЗУ выполняются по различным тех­нологиям (ТТЛ, ЭСЛ, КМОП, w-МОП, И²Л) и обладают теми же достоинствами и недостатками, что и элементы, изготовленные по той или иной технологии. Так, для по­лучения высокого быстродействия статические ОЗУ вы­полняются по ЭСЛ-технологии, а И²Л-технология позво­ляет увеличивать функциональную плотность ЗУ в несколько раз по сравнению с ТТЛ-технологией. В по­следнее время интенсивно развиваются статические ОЗУ по КМОП-технологии.

Среди отечественных серий микросхем статических ОЗУ серии К500, К1500 выполнены по ЭЛС-технологии, К132, К1809 - по и-МОП-технологии, К176, К561, К573, К581 — по КМОП-технологии, К555 — по ТТЛ-техноло­гии, К541, К185 — по И²Л-технологии.

Благодаря высокому быстродействию статические ОЗУ широко используются в КЭШ-памяти. КЭШ-память (или буферная память) предназначена для запоминания копий информации, передаваемой между различными устрой­ствами, прежде всего между процессором и основной па­мятью различных вычислительных устройств.

КЭШ-память имеет небольшую информационную ем­кость по сравнению с основной памятью, но более высо­кое быстродействие и особенно эффективна, когда требу­ется многократное использование одних и тех же данных.

Так например, микросхема К1500 представляет собой статическое ОЗУ, выполненное по ЭЛС-технологии, име­ющее организацию 64 х 4 и предназначенное для постро­ения локальных и буферных ОЗУ (КЭШ-память).

В динамических ОЗУ элементом памяти является ем­кость (например, входная емкость 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.

В обозначении микросхем после номера серии идут две буквы РУ, относящие микросхемы к виду ОЗУ.

Плотность упаковки элементов памяти динамических ОЗУ в несколько раз превышает плотность упаковки в ста­тических ОЗУ, т. е. они имеют большую информационную емкость. Они в несколько раз дешевле статических ОЗУ.

Динамические ОЗУ имеют ряд особенностей, суще­ственно отличающих их от статических, одной из которых является использование в них последовательной адреса­ции.

К динамическим ОЗУ относятся микросхемы серии К565.

Выводы микросхем имеют следующие назначения: CS — выбор микросхемы, А; — адресные входы, DI, —информационные входы, DO; — 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 16 х 4, 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 и-МОП-структур, по входам и выходам совместима с ТТЛ-структурами, имеет организацию 64Кх 1. 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.