8.4.3. Використання озп

На ринку електронних компонентів існує великий вибір пам’яті з різною ємністю, кількістю розрядів, з різними методами керування, технічними характеристиками. Для кожної інженерної задачі обробки інформації необхідно підбирати мікросхеми пам’яті, які в найбільшій мірі відповідають вимогам розв’язуваної задачі. У цьому плані динамічні ОЗП мають досить обмежені області використання в якості системної оперативної пам’яті комп’ютерів.

Статичні ОЗП за характером доступу до пам’яті можуть бути розподілені на:

• ОЗП з паралельним (або довільним) доступом;

• ОЗП з послідовним доступом.

Особливість ОЗП з довільним доступом полягає у можливості довільної зміни порядку подачі адресних кодів на входи мікросхеми без будь-яких наслідків для роботи мікросхеми. Заміна адресних розрядів, яка може бути використана для полегшення розводки друкованих плат, не має ніякого значення для функціонування мікросхеми. У цьому режимі можливо записувати інформацію за будь-якою адресою та зчитувати у довільному порядку. Але такий спосіб доступу вимагає формування складних послідовностей всіх вхідних сигналів мікросхем пам’яті. Тобто для запису або зчитування необхідно сформувати код адреси необхідних ЗЕ, підготувати дані (при запису) і виконання операції супроводжувати сигналами CS, WR/RD, які повинні бути повністю узгодженими в часі. Такий режим в основному використовується в комп’ютерах і мікропроцесорних системах, де вимагається висока універсальність і гнучкість використання пам’яті, у тому числі і різними пристроями.

Послідовний спосіб доступу до пам’яті передбачає більш простий порядок звернення. У цьому випадку відпадає необхідність задавати код адреси використовуваного ЗЕ, оскільки він формується схемою автоматично. Для запису даних необхідно лише мати їх двійковий код та подати сигнал запису. Аналогічно забезпечується і зчитування. Автоматичне формування коду адреси забезпечується лічильником.

Виділяють три основні типи ОЗП з послідовним доступом:

• пам’ять типу FIFO;

• пам’яті типу LIFO;

• пам’яті для зберігання машинних даних.

Вище вже розглядалися перші два типи на основі регістрів, тому розглянемо лише приклади побудови на основі ОЗП.

Рис. 8.67

На рис. 8.67 зображена функціональна схема пам’яті типу FIFO. Адреси ОЗП формуються двома лічильниками, вхідні коди яких мультиплексуються на адресний вхід ОЗП. Потік даних поступає на вхід ОЗП по шині DI, а виводиться на шину DO.

Перед початком роботи лічильники DD1 і DD2 встановлюються на нуль. При виконані операції запису сигнал RD має низький рівень і перемикає мультиплексор DD3 на передачу адресного коду, сформованого лічильником DD2 за фронтом сигналу WR. Підготовленні дані з шини DI, що супроводжуються сигналом запису WR, записуються в ЕП, які задані кодом DD2. Запис починається з нульової адреси і виконується у відповідності до зростаючого двійкового коду. Зчитування інформації також починається з нульової адреси, яка формується лічильником DD1. При подачі сигналу зчитування RD за його фронтом інкрементується вміст лічильника DD1, а потім за високим потенціалом мультиплексор DD3 передає адресний код на ОЗП DD4, і відповідні дані зчитуються на шину DO.

Умови правильної роботи наступні:

• тривалість сигналу WR не повинна бути меншою мінімально допустимої тривалості сигналу WR мікросхеми пам’яті;

• тривалість сигналу RD не повинна бути меншою суми затримок на перемикання мультиплексора і часу вибірки мікросхеми пам’яті за адресним сигналом;

• інтервал подачі сигналу WR не повинен бути меншим суми затримок на перемикання лічильника запису, затримки на перемикання мультиплексора і мінімально допустимої тривалості сигналу WR мікросхеми пам’яті;

• інтервал подачі сигналу RD не повинен бути меншим суми затримок на перемикання лічильника читання, тривалості затримки мультиплексора і мінімального інтервалу часу на зчитування мікросхеми пам’яті.

Приклад функціональної схеми пам’яті типу LIFO приводиться на рис. 8.68. Вона має значно простішу структуру і використовує реверсивний лічильник.

Запис підготовлених даних DI забезпечується низьким рівнем сигналу . Після виконання операції запису вміст лічильника за фронтом сигналу інкрементується на одиницю, формуючи тим самим адресу для чергових даних.

Зчитування забезпечується за фронтом імпульсу RD, який декрементує вміст лічильника.

Рис. 8.68

Третій тип пам’яті, призначений для тимчасового зберігання масивів даних, пояснюється функціональною схемою, що приведена на рис. 8.69.

Особливість такого модуля пам’яті полягає в тому, що спочатку масив даних визначеного розміру послідовно, починаючи з молодшої адреси, що задається лічильником DD2, записується з шини DI в елементи пам’яті ОЗП DD3. Для зчитування лічильник встановлюється в нуль зовнішнім сигналом, а потім за сигналом RD зчитується у тій самій послідовності на зовнішню шину DO.

Рис. 8.69

В усіх розглянутих випадках ОЗП використовується подібно до регістрів великої ємності.