к н и Г А

версия __________от ____________

ОгЛыВление

1 ЭЛЕМЕНТЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ 2

1.2 ПАМЯТЬ 2

1.2.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 2

1.2.2 АРХИТЕКТУРА ОПЕРАТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 3

1.2.2.1 СТРУКТУРА ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЯЧЕЙКИ ОЗУ 3

1.2.2.2 СТРУКТУРА ОДНОРАЗРЯДНОГО ОЗУ 4

1.2.2.3 СТРУКТУРА МНОГОРАЗРЯДНОГО ОЗУ 6

1.2.3 РАЗНОВИДНОСТИ ОЗУ ПО ДОСТУПУ К ИНФОРМАЦИИ 8

1.2.4 АРХИТЕКТУРА ПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 12

1.2.4.1 СТРУКТУРА ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЯЧЕЙКИ ПЗУ 13

1.2.4.2 СТРУКТУРА ПЗУ 14

1.2.5 УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА И РАЗРЯДНОСТИ ПАМЯТИ 16

1.2.5.1 УВЕЛИЧЕНИЕ ОБЪЕМА ПАМЯТИ 16

1.2.5.2 УВЕЛИЧЕНИЕ РАЗРЯДНОСТИ ПАМЯТИ 18

1. Элементы цифровой техники, используемые в микропроцессорных устройствах

   2. ПАМЯТЬ

Данный раздел включает в себя рассмотрение принципов построения памяти – ее аппаратной реализации. В нем не ставится целью рассмотрения всех типов и разновидностей памяти, применяемых в настоящее время, а также в вычислительных системах. Внимание будет уделено элементам памяти наиболее применяемым в микропроцессорных устройствах управления.

1. Общие сведения

Запоминающее устройство (ЗУ) – устройство, предназначенное для хранения информации (данных). Запоминающие устройства делятся на два вида – постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

ПЗУ (ROM – Read Only Memory) – устройство для хранения и считывания неизменяемых данных. В данном виде памяти хранятся программы, константы. Этот вид памяти является энергонезависимым, т.е. при отключении питания записанная информация сохраняется и при возобновлении питания может быть считана.

ОЗУ (RAM – Random-Access Memory) – устройство для записи, хранения и считывания изменяемых данных. В данном виде памяти хранятся данные, используемые в процессе выполнения программы – различные переменные, результаты вычислений и т.д. Информация в данном виде памяти теряется при выключении питания.

Существует множество промежуточных типов памяти, а также множество подтипов, но указанные — самые главные, принципиально отличающиеся друг от друга.

Память, как и следует из ее названия, предназначена для запоминания, хранения каких-то массивов информации, проще говоря, наборов, таблиц, групп цифровых кодов. Каждый код хранится в отдельном элементе памяти, называемом ячейкой памяти. Основная функция любой памяти как раз и состоит в выдаче этих кодов на выходы микросхемы по внешнему запросу. А основной параметр памяти — это ее объем, то есть количество кодов, которые могут в ней храниться, и разрядность этих кодов.

Для обозначения количества ячеек памяти используются следующие специальные единицы измерения:

• 1К — это 1024, то есть 2¹⁰ (читается «кило-» или «ка-»), примерно равно одной тысяче;

• 1М — это 1048576, то есть 2²⁰ (читается «мега-»), примерно равно одному миллиону;

• 1Г — это 1073741824, то есть 2³⁰ (читается «гига-»), примерно равно одному миллиарду.

Принцип организации памяти записывается следующим образом: сначала пишется количество ячеек, а затем через знак умножения (косой крест) — разрядность кода, хранящегося в одной ячейке. Например, организация памяти 64Кх8 означает, что память имеет 64К (то есть 65536) ячеек и каждая ячейка — восьмиразрядная. А организация памяти 4Мх1 означает, что память имеет 4М (то есть 4194304) ячеек, причем каждая ячейка имеет всего один разряд. Общий объем памяти измеряется в байтах (килобайтах — Кбайт, мегабайтах — Мбайт, гигабайтах — Гбайт) или в битах (килобитах — Кбит, мегабитах — Мбит, гигабитах — Гбит).

В общем случае любая микросхема памяти имеет следующие информационные выводы (Рис. 1 .1):

Рис. 1.1 Условное графическое обозначение микросхем памяти: ОЗУ (а), ПЗУ (б)

• Адресные выводы (входные), образующие шину адреса памяти. Код на адресных линиях представляет собой двоичный номер ячейки памяти, к которой происходит обращение в данный момент. Количество адресных разрядов определяет количество ячеек памяти: при количестве адресных разрядов n количество ячеек памяти равно 2n.

• Выводы данных (входные/выходные), образующие шину данных памяти. При чтении информации из памяти код на линиях данных представляет собой содержимое той ячейки памяти, к которой производится обращение в данный момент. При записи информации в память (только для ОЗУ) код на линиях данных представляет собой значение, записываемое в ячейку памяти, к которой производится обращение в данный момент. Количество разрядов данных определяет количество разрядов всех ячеек памяти (обычно оно бывает равным 1, 4, 8, 16). Как правило, выходы данных имеют тип выходного каскада 3С.

• Управляющие выводы (входные), которые определяют режим работы микросхемы. В большинстве случаев у микросхем памяти имеется вход CS (Chip Select) – выбор микросхемы (кристалла), RD (Read) – чтение, WR (Write) – запись (присутствует только у ОЗУ). Сигнал RD совместно с CS обеспечивает чтение данных из ячейки памяти, а сигнал WR совместно с CS обеспечивает запись данных в ячейку памяти.