12.3.2.2. Особенности динамических озу

Динамические ОЗУ работают очень надежно. Это удивительно, если учесть, что хранимая информация должна быть примерно каждые 2 мс обновлена. Можно было бы предположить, что какой-нибудь бит пропадает. Однако этого не происходит.

Преимуществом динамических ОЗУ является большой объем памяти чипа или микросхемы. МОП-техника позволяет достичь высокой степени интеграции. Запоминающие элементы могут быть очень малы. Предло­женное в настоящее время самое большое динамическое ОЗУ имеет объем памяти 4 Мбит (1 Мбит = 1048576 бит, приблизительно 1 млн бит). 4 Мбит могут сохраняться в одной-единственной микросхеме. В разработке нахо­дится схема с 16 Мбит.

Недостатком является относительно большое время переключения. Так называемое время доступа лежит в интервале между 100 не и 300 не. Под временем доступа понимают максимальное время, которое проходит от ад­ресации элемента памяти до возможности работать с его данными.

Во время регенерации динамическое ОЗУ должно быть блокировано от записи и чтения, иначе будут возникать ошибки.

С ростом температуры кристалла токи утечки будут расти. Емкости бу­дут разряжаться быстрее. Рекомендованная производителем частота реге­нерации рассчитана на рабочую температуру 70 °С. Если эта температура будет превышена, то данные могут быть потеряны.

12.3.3. Организация элементов памяти и ее параметры

12.3.3.1. Организация элементов памяти

Статические и динамические ОЗУ предлагаются с различными объемами памяти и различными структурами.

Адресуемая ячейка памяти может состоять из одного элемента или из нескольких элементов. Если она состоит только из одного элемента, то такая память называется памятью с побитовой организацией. Каждый за­поминающий элемент, то есть каждый бит, имеет собственный адрес и явля­ется, таким образом, адресуемым. Конструктивная схема такой памяти пока­зана на рис. 12.21. Обозначение 16 х 1 значит: совокупная емкость 16 бит, емкость ячейки памяти 1 бит.

Рис. 12.21. Структура памяти 16 х 1.

Если ячейка памяти состоит из нескольких запоминающих элементов, то память является пословно организованной. На рис. 12.22 показана конст­руктивная схема 32 х 8-битово элемент является адресуемым. Все 8 бит ячей­ки памяти всегда записываются и считываются одновременно.

Для 256 х 1-памяти необходимы 16 Х-адресных шин и 16 7-адресных шин (рис. 12.23). Выводить эти шины наружу в порты микросхемы неудоб­но. Эта схема имела бы очень много выводов. Поэтому применяются де­шифраторы (см. разд. 11.2). Для выбора 16 элементов памяти нужны 4 ад­ресных линии. Адресные линии выводятся на ножки микросхемы.

Рис. 12.24. Структура памяти 16 Кбит х 1 с дешифратором и демультиплексором.

демультиплексор (см. разд. 11.1). На входы от А_х до А₇ сначала подается Х-адрес, затем F-адрес. Переключение происходит сигналом управления S. Мультиплексирование адресов позволяет применять небольшие корпуса ИС.

12.3.3.2. Параметры памяти

Для выбора памяти большое значение имеют ее параметры. В основном это емкость и структура, производительность и энергопотребление. Далее так­же важны электрические условия эксплуатации и допустимый рабочий ди­апазон. Рассмотрим по очереди самые важные параметры памяти.

Емкость

Емкость показывает количество элементов памяти, содержащихся в матри­це, т. е. число бит, которые могут быть сохранены.

Структура памяти

Характеризует объем памяти одной ячейки и способ адресации.

Время доступа

Время доступа является временем, которое проходит от момента адресации элемента памяти (ЭП) до возможности располагать информацией на выхо­де данных.

Рис. 12.23Структура памяти 256 х 1 с дешифратором.

Рис. 12.23 Структура памяти 256х1 с дешифратором

Как организованы адресные шины в 16 Кбит х 1-битовой памяти? Дол­жны быть адресованы 16 384 бит. Кроме этого, требуются 128 Х-адресных линии и 128 Y-адресных линии. Для выбора 128 адресных линий необходи­мо иметь 7 управляющих выводов (рис. 12.24). Всего на выводы микросхе­мы нужно выводить 14 адресных линий. Так как требуются еще информа­ционные выводы для ввода—вывода данных и для команд управления, то получается очень большое число выводов. Чтобы этого избежать, ставят

Длительность цикла обработки

Под длительностью цикла обработки понимают минимальное время между двумя следующими друг за другом процессами чтения—записи.

Энергопотребление

Указывается общее энергопотребление всей микросхемы. Оно может варьиро­ваться в зависимости от режима работы.

Электрические условия эксплуатации

Здесь указываются необходимые напряжения питания, необходимые уров­ни сигнала и диапазоны допустимых значений (см. гл. 6 «Семейства схем»), а также предельные значения других электрических величин.

Диапазон рабочих температур

Диапазон рабочих температур — диапазон температур, в котором память стабильно работает в рамках предписанных электрических условий эксплу­атации.