Полупроводниковая память ЭВМ

Динамическое ОЗУ с матричным накопителем

Структурная схема приведена на рис. 10.10. Здесь - сигнал выбора строки; - сигнал выбора столбца; - сигнал управления записью/чтением; - разрядность строки накопителя запоминающих элементов; - разрядность столбца накопителя ; - количество адресных линий строк; - количество адресных линий столбцов. Адрес числа на ША задается ( )-разрядным двоичным числом, сохра-няемым в регистре адреса.

увеличить изображение
Рис. 10.10. Структурная схема динамического ОЗУ с матричным накопителем

При адрес -разрядный адрес строки фиксируется в регистре адреса. При этом дешифратор адресных линий выбирает одну из строк накопителя. При последующей подаче , как показано на временной диаграмме рис. 10.11, производится регенерация строки путем передачи информации из всех ЗЭ адресованной строки в двунаправленных усилителей с последующей записью в те же ЗЭ. Таким образом, формируя на адресной шине последовательность адресов строк, можно за тактов обеспечить полную регенерацию всего объема памяти. Это время не должно превышать 2 миллисекунды, за которое происходит полный разряд конденсатора - основы ЗЭ динамического ОЗУ.

увеличить изображение
Рис. 10.11. Таблица истинности и временная диаграмма работы динамического ОЗУ с матричным накопителем

Для чтения или записи нужно после адреса строки подать -разрядный код адреса столбца. При активном сигнале выбора столбца дешифратор адресных линий обеспечит выбор одного из двунаправленных усилителей. При будет производиться запись, а при - чтение из одного выбранного ЗЭ строки. В табл. 10.2 приведены основные параметры БИС динамических ОЗУ, выполненных по различным технологиям [6, с. 71 - 74], а на рис. 10.12 - примеры их функциональных обозначений.

Рис. 10.12. Функциональные обозначения динамических ОЗУ

Ключевые термины

Бит - элементарный информационный объём, соответствующий одному разряду двоичного числа.

Быстродействие ЗУ - определяется продолжительностью операции обращения к ЗУ.

Запоминающее устройство (ЗУ) - устройство, физически реализующее функцию памяти данных и программ.

Запоминающий элемент (ЗЭ) - часть памяти, предназначенная для сохранения одного бита информации.

Информационный объём памяти - количество бит (байт) информации, которое можно разместить в памяти.

М икропроцессор (МП) - цифровое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций и осуществляющее контроль за работой всей ЭВМ.

Накопитель - это регулярная структура из отдельных запоминающих элементов.

Обращение к ЗУ - это запись или считывание.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) - энергозависимое ЗУ, служащее для первоначального (временного) сохранения вводимой информации.

Память ЭВМ - это её функциональная часть, предназначенная для записи, хранения и выдачи данных.

Постоянное запоминающее устройства (ПЗУ) - энергонезависимое ЗУ, служащее для хранения неизменной информации (управляющих программ и программ, отлаженных пользователем).

Регенерация - процесс обновления путём перезаписывания информации в динамическом ОЗУ, осуществляемый с периодичностью порядка 2 миллисекунды.

Р егистры общего назначения (РОНы) - встроенная в кристалл микропроцессора регистровая память.

Сверхоперативные запоминающие устройства (СОЗУ) - имеют быстродействие, соизмеримое с быстродействием вычислительного устройства, служат для хранения результатов его промежуточных операций.

Схемы обрамления - это совокупность схем, включающая в себя дешифраторы выбора адресов ЗЭ, элементы управления режимами работы памяти (чтение, запись, хранение) и формирователи сигналов, обеспечивающие сопряжение накопителя с внешними схемами.

Шина адреса (ША) - совокупность адресных линий, подающих код адреса ячеек памяти или внешних устройств.

Шина данных (ШД) - совокупность информационных линий, по которым происходит передача разрядов кода двоичного числа.

Принятые сокращения

ЗУ - запоминающее устройство.

ЗЭ - запоминающий элемент.

МП - микропроцессор.

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство.

ПЗУ - постоянное запоминающее устройство.

РОНы - регистры общего назначения.

СОЗУ - сверхоперативное запоминающее устройство.

ША - шина адреса.

ШД - шина данных.

Краткие итоги

Для хранения информации в ЭВМ предназначен специальный блок, называемый памятью. В зависимости от назначения и исполнения различают различные типы памяти. Основой памяти служит запоминающий элемент. В нём сохраняется самый маленький информационный объём - 1 бит информации, соответствующий одному разряду двоичного числа. Совокупность упорядоченных определённым образом запоминающих элементов представляет собой накопитель. Вместе с обслуживающими его схемами обрамления он реализуется на отдельном кристалле полупроводника в виде ИМС памяти. В зависимости от количества адресных линий ( ) можно осуществлять обращение к числам, разрядность которых определяется структурой накопителя. Различают ПЗУ, предназначенные только для хранения информации, и ОЗУ, в которых информацию можно и записывать, и считывать.

Набор для практики

Вопросы для самопроверки

1. Что такое память ЭВМ?
2. Перечислите критерии классификации памяти ЭВМ.
3. Что такое быстродействие памяти?
4. Как рассчитать время обращения к памяти?
5. Что такое РОНы?
6. Чем отличаются ПЗУ и ОЗУ?
7. Сколько уровней можно выделить в иерархии памяти ЭВМ?
8. Какова единица измерения информационного объёма памяти ЭВМ?
9. Каково назначение накопителя в схеме памяти?
10. Что входит в схемы обрамления в схеме памяти?
11. Перечислите способы организации накопителей.
12. Перечислите режимы работы ОЗУ.
13. Перечислите режимы работы ПЗУ.
14. Зачем нужна плавкая вставка в запоминающем элементе ПЗУ?
15. Каково назначение сигнала CS?
16. Каково назначение сигнала WR?
17. Каково назначение сигнала RD?
18. Какой тип памяти обозначается ROM?
19. Какой тип памяти обозначается RAM?
20. Каково назначение сигналов CAS и RAS в динамическом ОЗУ?