Электронно вычислительные машины и вычислительные системы (стр. 4 из 6)

Область старшей памяти – это область памяти в один сегмент (64кБ) после 1МБ.

Для того, чтобы использовать эту память существует драйвер XMS.SYS.

Физическая организация памяти.

1. Двусторонние ЗУ.

Составной частью являются элементы памяти:

1. Бистабильный триггер – статическая память (SIM).

2.

Электронный ключ на полевом транзисторе – динамическая память (DIM).

3. Магнитный сердечник – ферритовая память.

Это все были статические запоминающие элементы, т. е. Они могут хранить информацию сколь угодно долго, пока есть питание.

Простейшие схемы динамической памяти.

Должно выполнятся условие Сз.э.>>Ср.ш.

Информация должна возобновится.

Режимы работы ЗУ.

1) хранение

2) чтение

3) запись

4) регенерация (для динамической памяти)

5) чтение – модификация – запись (считываемые данные изменяются, и записываются по этому же адресу).

Преимущества п/п ЗУ.

1) большая емкость при малых размерах

2) высокое быстродействие

3) высокая технологичность

4) низкая емкость.

Недостатки п/п ЗУ.

1) потеря информации при отключении питания

2) чувствительность к воздействию электромагнитных полей.

Мультиплексированные адреса.

Сначала записывается во входной регистр старший байт, затем он пересылается в регистр Y. Потом записывается во входной регистр младший байт. И он пересылается в регистр Х.

По полноте структурной схемы ЗУ делятся на:

- схемы без дешифрации адреса и данных

- без дешифрации данных

- без дешифрации адреса

- с полной дешифрацией информации.

По способу подачи данных - однонаправленные и двунаправленные.

По числу каналов – одноканальные и многоканальные.

В микросхемах ЗУ могут быть следующие выходы:

1) логический выход (0 и 1), объединение через дизъюнкцию

2)

выход с открытым коллектором

3)

выход с открытым эмиттером

4)

с трех стабильным выходом

5) с объединением входа и выхода.

Графическое обозначение микросхемы памяти.

Управляющие сигналы могут быть следующими.

1) Выбор кристалла (микросхемы) CS (разрешение работы).

2) Чтение/Запись W/R(0 - запись, 1 - чтение).

3) Сигнал разрешения обращения к микросхеме ОЕ (при полном (не мультиплексном) адресе).

Если адрес мультиплексный, то управляющих сигналов больше:

1) CS

2) OE

3) W/R

4) RAS – сигнал выбора строба адреса строки

CAS – сигнал выбора строба адреса столбца.

Эти стробы управляют и процессом выбора кристалла. Если хотя бы одного из этих сигналов нет, то выбора не происходит.

Параметры запоминающих микросхем.

1) быстродействие (10 ¸ 200нс)

2) потребляемая мощность

3) стоимость

4) емкость и др.

Емкости некоторых микросхем

64к*1б – 4164 (41-разрядность,64-объем)

128к*1б – 41128

64к*4б – 41000

4М*1 или 1М*4 – 44000.

Микросхема К565РУ1. Строка включает 64 запоминающих элемента. Всего 64 строки (РУ – память).

Вход – одноразрядный. Адрес – двенадцатиразрядный.

Схема матрицы элементов (для одной строки):

Сигнал с мультиплексора MS формируется специальной схемой.

Режим работы микросхемы.

CE	CS	RD	Режим	Создание Д0
0	x	x	Хранение	Высокоомный выход
1	0	0	Запись, регенерация	(закрытый выход) Д
1	0	1	чтение, регенерация	`Д
1	1	x	Регенерация	Д

Способы увеличения разрядности емкости блоков памяти на динамической памяти.

Увеличение емкости памяти.

Строчная организация:

Полупроводниковые ЗУ с интерфейсом Mulypas.

Регенерация.

Способы регенерации:

1. Программный.

2. Аппаратный.

3. Аппаратно – программный (IBM PC).

4. Автогенерация.

При программном способе есть программа. которая управляет регенерацией. Специальный таймер каждые 2мс выдает сигнал прерывания и обращение к микропрограмме регенерации, которая выдает специальный сигнал регенерации, поступающий во всю схему управления всех схем ЗУ. По этому сигналу ДС выбора банка осуществляется включение всех банков памяти ЭВМ. После выбора этих банков осуществляется последовательное обращение к ячейкам памяти внутри банка. Регенерация информации происходит для выборной ячейке во всех банках. Время действие программы 150мкс.

Достоинства – простота, Недостатки – большие затраты времени до 10%.

Аппаратный способ. В устройстве управления каждого блока памяти имеет специальный генератор регенерации, с выхода которого каждые 27мкс вырабатывается импульс, по которому блокируется обращение к ЗУ со стороны ЭВМ и организует внутренний неполный цикл считывания из некоторых ячеек памяти. Есть счетчик адреса строк, разрядность которого зависит от разрядности запоминающих микросхем. Через 27мкс происходит новое обращение к ЗУ но уже с другим адресом.

Достоинства – быстрота.

Недостатки – необходимость синхронизации регенерации между различными банками памяти, усложнение аппаратной части.

Аппаратно – программный способ. Строится на микросхемах контроллерах регенерации динамической памяти (КДП или КПДП).

Контроллеры различаются:

1) разрядностью слов

2) разрядностью шины адреса

Контроллер формирует сигнал RAS и CAS. При поступлении сигнала регенерации с таймера КПД осуществляет неполную регенерацию памяти по содержимому регистра адреса, которое изменяется внутри контроллера.

Авторегенерация. Может применятся, когда видеопамять является частью ОЗУ и =1/2 ОЗУ.

Цикл обработки информации тогда состоит из двух равных частей: обработки и отображения. Одновременно с обращением к видеопамяти происходит обращение к аналогичной ячейке памяти ОЗУ и происходит регенерация.

Особенности организации памяти на ЗУ статического типа.

(+) 1. Простота, т.к. нет необходимости регенерации.

(-) 2. Сравнительно небольшая емкость, т.к. больше габариты, чем у DIM; высокая потребляемая мощность и большая цена.

(+) 3. Высокое быстродействие.

КЭШ – память в настоящее время делится на 2 уровня.

1) Расположена в самом процессоре 256кБ. Длительность доступа tдост.= 5 – 10нс. Разрядность – 32 разряда.

2) КЭШ – память 2-ого уровня. Внешняя, устанавливается на плате. Объем от 256кБ до 1МБ, tдост.=15нс.Разрядность 64 бита. Скорость 528МБ/с.

Необходимость КЭШ – памяти – согласование скоростей работы процессора и ЗУ. Микросхемы памяти: К1802РП6 (32*9), КМ1804ИР3 (8*4), К1802ИР1 (16*4).

Режимы работы:

1. Одиночный.

- чтение только А

- чтение только В

- запись только по адресу А

- запись только по адресу В

2. Парный.

- чтение по адресу А и В

- запись по адресу А и В

3.Перекрестный.

- чтение по А, запись по В

- чтение по В, запись по А

WR – запись, CE – разрешение обращения к каналу, RD – чтение.

Разрешение осуществляет по низкому уровню (лог. 0).

Адреса по каналам А и В не должен совпадать.

Безадресные ЗУ.

1. Стек.

2. Магазин.

3. Ассоциативное ЗУ.

4. Динамическое (цепочечное) ЗУ

Стек – FILO. LIFO. т.е. first in last out или наоборот (1-ым пришел последним ушел).

С помощью стека осуществляется передача информации в процедуре. Стек используется при прерываниях. Используется в циклах.

В стеке есть вершина, накопитель, указатель в стеке. Есть команды записи (PUSH) и извлечения (POP).

Глубина стека: количество слов которое может вместить стек.

Существует 2 способа организации стека:

- программный - в ОЗУ

- аппаратный в процессоре – в процессоре

Указатель стека – это регистр указывающий сколько регистров стека занято.

Способы изменения содержимого стека:

- декрементивный –1

- инкрементный +1