Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

5.ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ

ИПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ

5.1.Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ)

Классификация и основные характеристики запоминающих устройств. В

цифровых электронных приборах широко применяются запоминающие устройства для хранения и выдачи информации. В простейшем случае для хранения информации могут использоваться триггера, регистры, магнитные диски и ленты.

Взависимости от выполняемых функций ЗУ подразделяются на:оперативные, постоянные и внешние запоминающие устройства.

Взависимости от материала, ЗУ подразделяются на полупроводниковые

имагнитные.

Современные ЗУ в настоящее время выполняются, как правило, в виде интегральных микросхем.

Основными параметрами ЗУ являются:

—емкость ЗУ М - это максимальное количество информации, которое может храниться в ЗУ. Емкость измеряется в байтах, в килобайтах, в мегабайтах, в битах и т.д.

—организация ЗУ, под которой понимают число слов (N), хранимых в ЗУ,

—быстродействие ЗУ - определяется временем выполнения операций записи

исчитывания. Время выполнения операции включает в себя время поиска и время записи или считывания информации.

Вбольшинстве ЗУ применяется адресный (произвольный) доступ к хранимой информации. По схемно-техническим признакам ИС памяти подразделяются на два класса: на биполярных транзисторах и на МДП- транзисторах. Электрические параметры микросхем памяти подразделяются на статические и динамические. К статическим параметрам относятся: напряжение

питания Uп, потребляемая мощность Pпотр., уровень напряжения и токи входных сигналов лог. 0 и лог.1 (U0вх , J0вх , U1вх , J1вх ) ., уровень напряжения и токи выходных

сигналов лог. 0 и лог.1 (U0вых , J0вых , U1вых , J1вых ) и другие. Указанные параметры характеризуют возможность работы ИС памяти со схемами управления.

Динамические параметры характеризуют временные процессы в микросхемах при записи, считывании или программировании ИС. Для

характеристики динамических параметров ИС памяти в справочной аппаратуре приведены временные диаграммы их работы.

Условное обозначение полупроводниковых ИС памяти соответствует ГОСТ 1948-74.

131

Рис.155 Условное обозначение ИС пам яти : ОЗУ с раздельным и информационным и шинам и записи и чтения (а), с совмещенными шинам и (б), ПЗУ масочное (в), ПЗУ програм мируемые (г).

Условное обозначение выводов микросхем памяти:

На центральном поле микросхемы обозначается выполняемая функция.

RAM -ОЗУ, ROM -массочное ПЗУ, PROM -программируемое ПЗУ, FPOM- репрограммируемое ПЗУ. Внизу пишется емкость в БИТах.

132

В правом верхнем углу указывается состояние выходных шин:

— выход имеет три состояния: 0,1,∞

— выходная шина представляет открытый коллектор,

— выходная шина представляет собой открытый эмиттер.

В маркировке ИС после серии: ОЗУ обозначаются -РУ, массочные ПЗУ- РЕ, программируемые ПЗУ- РТ, репрограммируемые ПЗУ с электрическим стиранием- РР, репрограммируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием- РФ, регистровые- ИР.

Оперативные ЗУ - это такие ЗУ, которые применяются для хранения, приема и выдачи оперативной информации, т.е. той информации, которая может изменяться в процессе работы прибора.

Оперативные ЗУ подразделяются на статические ЗУ и динамические ЗУ. В статических ЗУ элементами памяти являются статические триггера, а в динамических ОЗУ- конденсаторы.

Рис.156. Структурная схема статического ОЗУ (а) и временная диаграмма его работы (б).

Статические ОЗУ (рис.156) выполняются с произвольным доступом к информации.В зависимости от способа поиска информации в накопителе различают структуры с одномерной и двухмерной адресацией.

Адрес ячейки, в которую надо записать информацию (DI) или сосчитать ее (D0) поступает на дешифратор адреса. Дешифратор адреса выбирает в накопителе требуемую ячейку. Операция определяется управляющим сигналом

. Микросхема работает только при поступлении сигнала "выбор

133

микросхемы" CS при отсутствии сигнала CS выходные шины D0 находятся в третьем состоянии (R вых ≈ ∞) .