47 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
5.ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Память цифровых систем предназначена для хранения данных. Она обычно имеет иерархическую структуру и состоит из нескольких частей различного объема и быстродействия, между которыми распределяются данные в зависимости от частоты их использования. Например, память вычислительных машин подразделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя память имеет невысокое быстродействие, но большой объем. Она строится обычно с использованием магнитных носителей информации. Внутренняя память является основной и ее быстродействие должно быть как можно более высоким. Она строится чаще всего с использованием полупроводниковых запоминающих устройств - специализированных интегральных схем памяти. В соответствии с выполняемыми функциями внутренняя память делится на оперативные и постоянные запоминающие устройства (ЗУ). Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) позволяют записывать, хранить и считывать произвольные данные. Информация, хранимая в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), в процессе работы системы не меняется и может только считываться. Интегральные схемы памяти также делятся по своему функциональному назначению на оперативные и постоянные ЗУ.
Количество и разрядность хранимых слов данных определяют информационную организацию памяти. Произведение числа битов слова на количество слов равно информационной емкости - максимальному объему хранимой информации. Интегральные схемы ЗУ имеют различную организацию. Например, ИС с информационной емкостью 1024 бит = 210 бит = 1К могут иметь организацию 1024 слов х 1 бит, 256 слов х 4 бит и т.д. Микросхемы ОЗУ большой емкости (16К - 64К) являются одноразрядными.
Каждое слово данных хранится в отдельной ячейке памяти. По способу обращения к массиву ячеек запоминающие устройства делятся на адресные и ассоциативные. В адресных ЗУ обращение к ячейкам памяти производится по их физическим координатам, задаваемым внешним кодовым словом - адресом. Адресные ЗУ, в которых допустим любой порядок следования адресов, называют запоминающими устройствами с произвольным обращением, или с произвольным доступом (выборкой). ЗУ, в которых обращение к ячейкам памяти возможно только в порядке возрастания или убывания адресов, представляют собой запоминающие устройства с последовательным доступом (примеры таких ЗУ являются регистры сдвига). В ассоциативных ЗУ поиск и выборка информации
48
осуществляется по содержанию произвольного количества разрядов хранимых слов данных.
По способу хранения информации различают статические и динамические ЗУ. Элементы памяти статических ЗУ представляют собой бистабильные ячейки - триггеры. В динамических ЗУ для хранения информации используются конденсаторы (для компенсации утечки заряда конденсаторов выполняется периодическая регенерация состояния элементов памяти).
Виды памяти, различаемые по признаку зависимости сохранения записи при снятии электропитания: энергонезависимая память - ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды ПЗУ и ППЗУ (программируемые ПЗУ) и энергозависимая память - ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относится ОЗУ.
Полупроводниковые ЗУ отличаются по технологическому исполнению (ЭСЛ, ТТЛ, И2Л, МОП). По уровням входных и выходных сигналов ЗУ совместимы с логическими элементами одной из трех основных систем: ЭСЛ, ТТЛ, КМОП.
ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА И МИКРОПРОЦЕССОРЫ ЧАСТЬ 2