Скачать презентацию ЭЛЕМЕНТЫ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ Этапы развития технологий ЗУ Скачать презентацию ЭЛЕМЕНТЫ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ Этапы развития технологий ЗУ

3_Элементы запоминающих устройств.ppt

  • Количество слайдов: 32

ЭЛЕМЕНТЫ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ЭЛЕМЕНТЫ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Этапы развития технологий ЗУ прошли длительный путь. В разное время использовались устройства на основе Этапы развития технологий ЗУ прошли длительный путь. В разное время использовались устройства на основе ферритовых сердечников, биполярных и полевых транзисторах. Наиболее распространены ЗУ на основе n-МОП и КМОП структур. Перспективные разработки – на основе сегнетоэлектриков (RAMBUS) и цилиндрических магнитных доменов.

В состав ЗУ входят матрица запоминающих элементов и схема дешифрации адреса. В состав ЗУ входят матрица запоминающих элементов и схема дешифрации адреса.

Матрица ЗУ может иметь одно- или двухкоординатную дешифрацию адреса. В зависимости от типа ЗУ Матрица ЗУ может иметь одно- или двухкоординатную дешифрацию адреса. В зависимости от типа ЗУ элементом памяти может быть: триггер, миниатюрный конденсатор, транзистор с "плавающим затвором", плавкая перемычка.

Упорядоченный набор элементов памяти образует ячейку памяти. Количество элементов памяти в ячейке называется длиной Упорядоченный набор элементов памяти образует ячейку памяти. Количество элементов памяти в ячейке называется длиной слова. Каждой из ячеек соответствует число, называемое адресом ячейки памяти.

Основными характеристиками микросхем памяти являются: информационная емкость, быстродействие, энергопотребление. Емкость ЗУ выражается в единицах Основными характеристиками микросхем памяти являются: информационная емкость, быстродействие, энергопотребление. Емкость ЗУ выражается в единицах бит, кратных числу 210 = 1024=1 Кбит

Чаще всего используются ЗУ байтового формата с ячейками по 8 бит. Например, ИМС емкостью Чаще всего используются ЗУ байтового формата с ячейками по 8 бит. Например, ИМС емкостью 256 Кбит содержит 32 768 ячеек памяти или 32 Кбайта. При другом формате количество ячеек памяти указывается в словах. Например, ИМС емкостью 256 Кбит с ячейками по 16 бит содержит 16 384 ячейки памяти или 16 Кслов.

Десятичная приставка Двоичная приставка Название Символ Степень Название килобайт k. B 103 мегабайт MB Десятичная приставка Двоичная приставка Название Символ Степень Название килобайт k. B 103 мегабайт MB гигабайт Символ Степень МЭК ГОСТ кибибайт Ki. B Кбайт 210 106 мебибайт Mi. B Мбайт 220 GB 109 гибибайт Gi. B Гбайт 230 терабайт TB 1012 тебибайт Ti. B Тбайт 240 петабайт PB 1015 пебибайт Pi. B Пбайт 250 эксабайт EB 1018 эксбибайт Ei. B Эбайт 260 зеттабайт ZB 1021 зебибайт Zi. B Збайт 270 йоттабайт YB 1024 йобибайт Yi. B Йбайт 280

ОЗУ - RAM (Random Access Memory) ПЗУ - ROM (Read Only Memory) ОЗУ - RAM (Random Access Memory) ПЗУ - ROM (Read Only Memory)

По назначению: ОЗУ – для временного хранения информации, необходимой в данный момент времени (данные), По назначению: ОЗУ – для временного хранения информации, необходимой в данный момент времени (данные), ПЗУ – для хранения программ и данных, необходимых постоянно (загрузчики, мониторы, BIOS).

По энергонезависимости: в ОЗУ при выключении напряжения питания информация разрушается, в ПЗУ сохраняется. По энергонезависимости: в ОЗУ при выключении напряжения питания информация разрушается, в ПЗУ сохраняется.

По времени доступа: циклы чтения/записи ОЗУ имеют одинаковую длительность, циклы записи ПЗУ значительно длиннее По времени доступа: циклы чтения/записи ОЗУ имеют одинаковую длительность, циклы записи ПЗУ значительно длиннее циклов чтения.

ПОСТОЯННАЯ ПАМЯТЬ 1. Однократно программируемые устройства обеспечивают самую высокую надежность. Mask ROM - масочные ПОСТОЯННАЯ ПАМЯТЬ 1. Однократно программируемые устройства обеспечивают самую высокую надежность. Mask ROM - масочные ПЗУ программируются на заводе изготовителе. OTP ROM – программируются один раз пользователем.

2. Многократно программируемые устройства – PROM (перепрограммируемые ПЗУ) EPROM – электрически программируемые, стираемые ультрафиолетом, 2. Многократно программируемые устройства – PROM (перепрограммируемые ПЗУ) EPROM – электрически программируемые, стираемые ультрафиолетом, EEPROM - электрически программируемые, электрически стираемые,

FLASH - электрически программируемые, электрически стираемые непосредственно в системе, с практически неограниченным количеством циклов FLASH - электрически программируемые, электрически стираемые непосредственно в системе, с практически неограниченным количеством циклов перезаписи. На электрических схемах также обозначаются как EEPROM

ПОПУЛЯРНЫЕ СЕРИИ МИКРОСХЕМ ПЗУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПЗУ ПОПУЛЯРНЫЕ СЕРИИ МИКРОСХЕМ ПЗУ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ПЗУ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ПЗУ 24 CХХ (1 К-10 Кбит) с интерфейсом I 2 C, 25 CХХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ПЗУ 24 CХХ (1 К-10 Кбит) с интерфейсом I 2 C, 25 CХХ (1 К-64 Кбит) SPI интерфейс, 26 CХХ и 45 СХХ (1 М-64 Мбит) data Flash, 93 CХХ (1 К-16 Кбит) с трехпроводным интерфейсом micro. Ware

УГО параллельного ПЗУ типа EEPROM, с двунаправленными трехстабильными выходами, объемом 16 Кбит, 2 К УГО параллельного ПЗУ типа EEPROM, с двунаправленными трехстабильными выходами, объемом 16 Кбит, 2 К х 8 (2 Кбайта)

ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ Статическая (SRAM), в которой информация после записи может храниться сколь угодно долго ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ Статическая (SRAM), в которой информация после записи может храниться сколь угодно долго при наличии напряжения питания. Динамическая (DRAM), в которой информация после записи должна периодически

Статическая память делится на быстродействующую и сверхбыстродействующую (время доступа 1 нс). Кэш-памятью называется специальная Статическая память делится на быстродействующую и сверхбыстродействующую (время доступа 1 нс). Кэш-памятью называется специальная область сверхбыстродействующей памяти, предназначенная для выполнения программ в ближайший момент времени.

Достоинства SRAM: большая надежность хранения информации, малая потребляемая мощность, не требуется регенерация. Недостатки SRAM: Достоинства SRAM: большая надежность хранения информации, малая потребляемая мощность, не требуется регенерация. Недостатки SRAM: меньшая степень интеграции при большей стоимости. Наиболее распространены микросхемы статической памяти 62 СХХ. Например, 62 С 16 – 2 Кб, 62 С 64 – 8 Кб, 62 С 512 – 64 Кб.

В основе статической памяти лежит использование триггеров, в основе динамической – емкостей затворов МОП-транзисторов, В основе статической памяти лежит использование триггеров, в основе динамической – емкостей затворов МОП-транзисторов, заряд которых со временем уменьшается. Для восстановления заряда требуется периодическое обновление информации – регенерация.

Процесс регенерации выполняется при помощи контроллера регенерации памяти. Это устройство может быть самостоятельным устройством, Процесс регенерации выполняется при помощи контроллера регенерации памяти. Это устройство может быть самостоятельным устройством, входить в состав чипсета или процессора. Цикл регенерации составляет около 15 мкс.

Особенностью динамических ОЗУ является мультиплексирование шины адреса. Адрес строки и адрес столбца передаются поочередно. Особенностью динамических ОЗУ является мультиплексирование шины адреса. Адрес строки и адрес столбца передаются поочередно. Адрес строки синхронизируется стробирующими сигналом RAS# (Row Address Strobe), а адрес столбца - CAS# (Column Address Strobe).

Достоинства DRAM: позволяет добиться наивысшей степени интеграции при наименьшей стоимости. Недостатки DRAM: меньшая надежность Достоинства DRAM: позволяет добиться наивысшей степени интеграции при наименьшей стоимости. Недостатки DRAM: меньшая надежность хранения информации, необходимость регенерации снижает производительность МП-системы на 15 -20%.

Оперативная память делится на синхронную и асинхронную. В асинхронной - установка адреса и подача Оперативная память делится на синхронную и асинхронную. В асинхронной - установка адреса и подача управляющих сигналов выполняются в произвольные моменты времени. Необходимо только соответствие временных соотношений между этими сигналами.

В синхронной – необходим внешний синхросигнал, к импульсам которого привязаны моменты подачи адресов и В синхронной – необходим внешний синхросигнал, к импульсам которого привязаны моменты подачи адресов и обмена данными. Синхронная память позволяет более полно использовать конвейеризацию и блочный обмен данными. В настоящее время самой популярной является синхронная динамическая память.