Основы информатики 2 2 (стр. 4 из 12)

ЗУ такого типа получили назв. ЗУ с двухадресной выборкой. В них адрес разбивается на две части. Ст. биты адреса образуют компоненту АХ, обеспечив. выборку строки в ЗМ, мл. биты обр. ком. АУ, обесп. выборку столбца в ЗМ.

Структура запоминающего массива для j-го бита слова (одна матрица) ЗУ выглядит следующим образом:

При чтении и записи информации в матрице выборка элемента осуществляется с помощью 2х компонент адреса: Ах и Ау (младший и старший биты адреса). Выбранным оказывается ЗЭ для которого i’=i’’=1. При поступлении сигнала считывания СЧ информация из выбранного ЗЭ через усилитель считывания УССЧ передается на j линию схемы данных. При записи информация по сигналу ЗП с jй линии входной шины через усилитель записи УСЗП заносится в выбранный ЗЭ.

Адрес, исп. для выборки, хранится в регистре адреса ДД1. С выхода этого регистра адрес разбивается на две компоненты, кот. пост. на дешиф. строки ДД2 и дешиф. столбца матрицы ДД3. Каждый ЗЭ связан двумя входами выборки CS1 и CS2 с дешиф. строки и столбца. Запись и считыване инф. в ЗЭ осущ. через их инф. выводы Р1 и Р2. Эти выводы связаны через усилительзаписиДД5 и усилитель считывания ДД6. В соответствии с адресом, хранящимся в ДД1, осущ. выборка одного ЗЭ в матрице. При записи или считывании открываются соотв. усилители и произв. запись или считывание. Такие схемы имеют сигнал стробирования.

16. Запоминающий элемент статических ЗУ (схема, работа)

Используется для реализации статической памяти. в качестве ЗЭ используется статические триггеры на биполярных или полевых транзисторах. Схемы на биполярных транзисторах имеют высокое энергопотребление и большую стоимость, однако обл. выс. быстродействием.. схемы на МОП тр-рах имеют более низкое быстродействие, обесп. более выс. степень интеграции и более низкое энерго потребление.

Схема на рисунке

Работа схемы:

Соответствие лог 0 или 1 ЗЭ определяется тем, какой мз триггеров VT1 или VT2 открыт. Если открыт 1, то 0, если второй – 1. В триггерах эмиттеры 11, 21 – информационные, через них осущ запись и счит инф. Элементы 12, 13,22,23 – адресные, исп для выборки ЗЭ в ЗМ в соответствии с сигналами на адресных линиях i’ i’’ в состоянии хранения информации ток открытого транзистора замыкается через адресные эмиттеры на линиях выборки i’ i’’ в состоянии хранения с вых УСЗП0 и УСЗП1 на информационные эмиттеры 11 21 поступ напряжение 1-1.5 В, кот удержив эмиттерные переходы в закрытом состоянии. это необх для исключения ответвления тока транзистора через инф эмиттер.

При считыв инф на вх УСЗП0 и УСЗП1 подается сигнал лог 0, закрывающий выходные транзисторы усилителей записи, затем подается сигнал выборки i’ i’’ , что приводит к запиранию адресных эмиттеров и открыванию информационных. Ток открытого эмиттера начинает течь на вход соответствующего усилителя считывания, насыщая выход транз этого уселителя и обеспечивая на его вых лог 0

Запись информации :

На вход соотв усилителя подается лог 1 (если необх записать в ячейку 1, то подается на вход УСЗП1, если 0 – УСЗП0). Сигнал лог 1 открывает вых транзистор усилителя записи и замыкает соотв инф эмиттер на землю. Сигнал выборки i’=i’’=1 при записи также запираются эмиттерные переходы 12 13 22 23, а на инф эмиттере транзистора VT1 при записи лог 1 либо транзистора VT2 при записи лог 0, удержив-ся уровень напряжения 1-1.5 В. если в ячейке записи лог 1, т.е. на выходе УСЗП1 лог 0 при открытом транзисторе VT2 в ЗЭ – 1, ток через эмиттер и открытый выходной транзистор УСЗП1 замыкается на землю, и состояние ЗЭ не изменяется. В том случае ,если в ЗЭ лог 0 , открыт транзистор VT1 , появление на вых УСЗП1 сигнала выборки i’=i’’=1 приводит к отпиранию транзистора VT2 и запиранию VT1. Транзистор открывается , ток через инф эмиттер течет на землю и в ячейке лог 1.

17. Масочные и однократно программируемые ПЗУ

Программируются непосредственно в процессе производства. Для этого используется фотоэлектронная либо рентгеновская литография и специальные шаблоны, называемые масками.

Создаются масочные ПЗУ следующим образом:

На 1-ом этапе используются все шаблоны-маски, к-ые позволяют создать все связи между адресными и разрядными линиями ПЗУ. Это означает, что исходно формируются все элементы транзисторов (К, Б, Э), диодов (n-область, p-область), к-ые выполняют функцию ЗЭ, связывающих адресные и разрядные линии.

На следующем этапе создания масочного ПЗУ один из шаблонов заменяют шаблоном, к-ый позволяет убрать отдельные элементы у диодов либо транзисторов, состоящих в связях между адресными и разрядными линиями. ЗЭ масочных ПЗУ, реализованные на биполярных и униполярных транзисторах, показаны на рис.

В случае, если ЗЭ ПЗУ реализованы на биполярных транзисторах (рис а), выборка слова из ЗМ осуществляется с помощью инверсного унитарного кода, снимаемого с выхода диода. Это означает, что будет выбрана та АЛ, к-ая подключена к выходу дешифратора, на к-ом 0. При этом если транзистор имеет эмиттер, он открывается и подключает разрядную линию (РЛ) к земле. На РЛ формируется U0. Если эмиттер у транзистора отсутствует, на РЛ сохраняется U1, поступающее от Uп, т.е. на РЛ U1.

Программирование ППЗУ осуществляется путем устранения специальных перемычек, выполненных из нихрома, поликремния или титаната вольфрама, к-ые в состав ЗЭ этих ПЗУ. ЗЭ обычно реализуется на биполярных или униполярных транзисторах. Схема ЗЭ ППЗУ показ на рис.

Исходно в ППЗУ с такими ЗЭ записаны двоичные слова, содержащие единицы во всех разрядах. Для записи в какой- либо ЗЭ логического 0 необходимо устранить перемычку.

Программирование ППЗУ осуществляется с помощью специальных устройств – программаторов, в состав к-ых входит клавиатура, схема управления, буферные ЗУ и схемы формирования сигналов.

Программирование ППЗУ данного типа заключается в кратковременном (1мс) повышении напряжения питания транзисторов до 12 В и пропускании тока 20–30 мА через ЗЭ, для к-ых перемычки надо устранить.

18. Флэш память

Flash’ка: для запоминания и стирания используються два физэффекта.

для запоминания: надбарьерная электронная эммисия.

для стирания: туннельнный эффект (эффект Фаулера-Нордхейма)

Эммисия:

при Е>0 искривляется барьер и для эммисии электрону требуется меньшая энергия => больше электронов перепрыгивают барьер.

тунельный эффект достигается при толщине барьера 100-1000А

При Uпор=0 – образуется n-канал в проводнике р-типа. В транзисторе с плавающим затвором величина порогового напряжения при котором транзюк открывается зависит от наличия заряда на плавающем затворе. Запоминающий Элемент flash-памятиможет состоять из одного или двух транзисторов. ЗЭ – плоская матрица (типа DRAM).

Схема на одном транзюке:

Uвыборки = (Un1+Un0)/2

При записи U1 на АЛ – Uзап,а на РЛ - 1/2Uзап.

В транзисторе образуется n-канал электроны из которого за счет разности Uзс и за счет надбарьерной эмиссии «горячих» электронов переходят на затвор.

При записи U0 на АЛ – +Uзап,а на РЛ - 0.

Не образуется n-канал, эмиссии электронов нет.

Стирание: на АЛ - -Uc на Uпит - +Uc. Если в ПЗ имеються электроны, то они туннелируют в Uпит.

19. КЭШ – память, (общая характеристика )

Кеш-память (SRAM) используется для ускорения обмена информации между ОП ВМ, которая реализована на DRAM, и быстродействующим процессором.

Она позволяет снизить простои процессора, при обращении к ОП и , тем самым, повысить производительность ЭВМ.

Кеш-память реализована на основе статических триггеров SRAM, которая обладает высоким быстродействием и допускает многократное считывание без разрушения информации.

Система Кеш-памяти:

Контролер Кеш-памяти предназначен для управления ресурсами кэш-памяти и наиболее эффективного ее использования.

При обращении к памяти процессор выставляет на шину адреса адрес ОП, интересующей его информации. Контролер Кеш-памяти проверяет имеется ли такая информация в кэш-памяти, если имеется она немедленно передается процессору, если нет возвращает кэш-памяти отказ.

При отказе контролер по адресу находим информацию в ОП и передает ее в кэш. После чего команда повторяется.

В том случае, если при обращении к памяти требуемая инф-ция находится в кэш говорят о кэш попадании, если нет – о кэш промахе. Коэффициент попадания определяется как отношение числа попаданий к общему числу обращений.

Коэффициент зависит от объема и организации кэш-памяти, от алгоритма поиска инф-ции и особенности выполняемой программы.

При обращении к ОП контролер кэш обеспечивает передачу данных из ОП в кэш-память в виде блоков, которые могут иметь длину 2, 4, 8 и 16 бит. Эти блоки содержат не только ту информацию, которую процессор требует из памяти в данный момент времени, но и ин-цию, которая может потребоваться в дальнейшем. При считывание ин-ции из ОП в кэш. Это может осуществляться тремя путями.

С упреждением – в считываемом блоке содержится не только данный байт, но и байты с большими адресами, которые могут потребоваться в дальнейшем.