Схемотехника запоминающих устройств.

ЗУ – техническое устройство, содержащее запоминающую среду (элементы памяти) и средства для записи и считывания данных, в соответствии с идентификатором их местоположения.

 

Основные характеристики и параметры ЗУ.

Информационная ёмкость – это предельный объём хранимой информации в битах, байтах или словах. Чаще всего этот объём отображают в битах.

1 байт- 8бит

1 слово

N – разрядность хранимых слов

A – количество слов

C = A*N [бит] – информационная ёмкость в битах

1 кило = 2^ 10 = 1024

1 мега = 2^ 20

1 гига = 2^ 30

Динамические характеристики ЗУ:

1. Время цикла A – интервал между двумя чтениями / ЧТ-ЗП / ЗП-ЗП

 

2. Время выбора (время ЧТ/ЗП)

Время записи – интервал от момента появления сигнала запись до фиксации данных в запоминающем устройстве.

Время чтения – это интервал от момента появления сигнала ЧТ до появления данных на выходе микросхемы.

 

 

3. Стоимость ЗУ. Вводят удельную стоимость – это отношение цены к объёму. (Сколько стоит хранить 1 байт информации).

4. Потребляемая мощность. Удельная потребляемая мощность измеряется в [мкВ/бит]. Быстродействующее ЗУ имеет высокую потребляемую мощность.

5. Разрядность хранимых слов.

6. Разрядность адреса

M = log₂A

7. Число источников питания (сейчас в основном один источник питания).

8. Общие технические параметры, которые характерны для любой аппаратуры (габариты, температурный диапазон, влажность, надёжность, радиационная стойкость и др.).

 

 

Классификация ЗУ ( для стандартных ЗУ):

1) По использования в вычислительных системах:

1. Сверхоперативное ЗУ

 

Регистры общего назначения.

Прямая адресация используется в этой памяти для обеспечения высокой скорости обмена, адрес ячеек находится непосредственно в коде команды. Объём сверхоперативного ЗУ обычно не большой.

Время записи и чтения одного порядка.

2. Буферное ЗУ. Предназначен для промежуточного временного хранения данных с целью согласования устройств по скорости.

Пример: КЭШ – память.

3. Оперативное ЗУ. Время ЗП и ЧТ приблизительно одинаковы и могут варьироваться в широких пределах. Последовательный порт принимает данные и передаёт в компьютер. ОЗУ используется для хранения данных и программ, участвующих непосредственно в вычислениях.

ОЗУ ещё называется запоминающее устройство с произвольной выборкой. Что подчёркивает независимость местоположения данных от адреса.

RAM – Random Access Memory

4. Постоянное ЗУ (ПЗУ) (неизменяемое) и перепрограммированное ПЗУ.

Бывают:

- Непрограммируемое

- Однократно программируемое

- Перепрограммируемое

а) непрограммируемое. ROM – Read Only Memory

Только считывание, с помощью специальных масок. Изменение данных не возможно.

б) однократно программируемое. PROM

К ним относят ЗУ с пережигаемыми перемычками.

PROM = OTP

Это название осталось исторически, когда реально присутствовали нехромовые перемычки, и при программировании они либо сохранялись, либо пережигались. В настоящее время перемычки изготавливают из материала, который переходит в иное состояние при пропускании через него повышенного тока. При этом увеличивается или уменьшается его сопротивление.

К каждому классу также относят память с ультрафиолетовым стиранием, в корпусе которой отсутствует окно для стирания.

Из программируемых ПЗУ данное ПЗУ имеет самое высокое быстродействие.

В) перепрограммируемое.

Позволяет записать новую информацию.

Время чтения у таких ЗУ значительно меньше времени записи. Запись состоит из двух этапов:

Стирание, а затем запись новой информации.

Пример: 20 нс

20 Мс

 

Стирание бывает электрическое, либо ультрафиолетовое.

ЗП –только электрическая.

 

RPROM

EPROM

VVPROM

EEPROM (FLASH)

5. Внешнее запоминающее устройство.

Т_цикл = f (А_др.)

 

2) по способу поиска данных.

Типы:

1. Адресное ЗУ

В этих ЗУ используется адрес или номер ячейки памяти, все ячейки перенумерованы, и доступ осуществляется с помощью адреса. Время обращения не зависит от местоположения.

2. ассоциативное ЗУ

К данному устройству можно отнести КЭШ –память.

В ассоциативных ЗУ поиск данных осуществляется путём сравнения признака поиска и признака, хранящегося в каждом слове. В случае совпадения признаковслово выводится. Если совпадений несколько, то слова выводятся по очереди. Совпадений может не быть совсем.

3. Память стекового типа

а) FIFO (очередь)

n

1

б) LIFO ( стек)

n

 

 

4. Файловые ЗУ - это последовательное ЗУ, во многом совпадающее с FIFO.

n

1

Отличие заключается в том, что если записать одно слово, то для того, чтобы его прочитать необходимо сделать n – 1 чтение пустых ячеек.

Для того, чтобы различать данные, вводятся признаки начала и конца файла.

Каждый файл добавляется идентификатором файла.

Способ записи данных на магнитных носителях.

5. Циклические ЗУ. По-существу – это ЗУ, подобное файловым, имеющем, однако, заданную длину очереди.

Информация из таких ЗУ циклически считывается, либо записывается. Используется в видеокартах.

 

3) По используемому принципу записи и хранение информации.ё

1. Триггерные или статические ЗУ

Для хранения информации используются триггеры.

2. Динамические ЗУ

Хранение информации осуществляется на конденсаторах. В таких ЗУ требуется периодическое восстановление информации.

3. Электростатические ЗУ

Используют эффект влияния электрического заряда и поля на свойства полупроводниковых материалов.

Пример:

масочная ЗУ

прожигаемое ЗУ

и др.

 

4) По используемой технологии

1. ТТЛ

2. ТТЛШ

3. КМОП

4. И² Л

…

 

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Использование мультиплексоров для синтеза комбинационных устройств.
2. Классификация запоминающих устройств
3. Криминалистическое исследование взрывчатых веществ и взрывных устройств.
4. Незаконные приобретение, передача, сбыт, хранение, перевозка или ношение оружия, его основных частей, боеприпасов, взрывчатых веществ и взрывных устройств. Незаконное изготовление оружия.
5. При осмотре электроустановок разрешается открывать двери щитов, сборок, пультов управления и других устройств.
6. Программирование цифровых устройств. Assembler.
7. Синтез корректирующих устройств.
8. Схемотехника зарядных устройств