Построение схем памяти заданной структуры

Увеличение разрядности чисел

Как правило, разрядность данных одной ИМС памяти, оказывается недостаточной для хранения слова большой разрядности. Особенно это относится к ОЗУ, имеющим более сложную структуру запоминающего элемента, занимающего большее, нежели у ПЗУ, место на кристалле ИМС и хранящего часто лишь одноразрядные слова ( "Постоянные запоминающие устройства" ). Необходимая разрядность при этом обеспечивается соединением нескольких однотипных ИМС по следующим правилам [1]:

• на адресные шины всех ИМС параллельно подается один и тот же код адреса;
• управляющие сигналы (выбора кристалла и управление записью и чтением) подаются на все ИМС одновременно;
• каждая ИМС хранит свой разряд слова данных.

На рис. 13.1 приведена схема построения блока ОЗУ информационного объема 1Кх8 на базе ИМС информационного объема 1Кх1 каждая. На адресные линии каждой ИМС подключаются младшие линии шины адреса (для примера она принята 16-разрядной).

увеличить изображение
Рис. 13.1. Достижение требуемой разрядности двоичного числа в схемах памяти

Все ИМС группы работают одновременно, поскольку сигналы выбора кристалла CS объединены в одну линию. Аналогично и режим работы всех микросхем будет одинаковым, поскольку линии записи/чтения также объединены. При этом каждая ИМС хранит свой разряд данных. Все линии данных со всех ИМС образуют в данном случае 8-разрядную шину данных ШД.

Увеличение информационного объема при фиксированной разрядности данных

В том случае, когда разрядность всего двоичного числа поддерживается одной ИМС, а количество слов, сохраняемых ею, недостаточно для обеспечения требуемого информационного объема объединяют несколько таких ИМС по следующим правилам:

• одноименные разряды ШД всех ИМС включаются параллельно;
• младшие разряды ША подключаются параллельно ко всем ИМС;
• сигнал выбора кристалла у каждой ИМС свой, он приходит с дешифратора, на входы которого подаются старшие разряды ША, следующие за подключенными параллельно ко всем ИМС;
• сигнал выбора режима подается одновременно на все ИМС.

Построенная по этим правилам схема ПЗУ информационного объема 1Кх8 на базе ИМС информационного объема 256х8 каждая показана на рис. 13.2. Здесь младшие восемь разрядов ША подаются одновременно на все ИМС. Следующие два старших разряда ША– 9-й и 10-й – поступают на дешифратор, генерирующий сигналы выбора кристалла для каждой ИМС. Данному подключению соответствует карта памяти (табл. 13.1) – таблица, содержащая начальные и конечные адреса, поддерживаемые каждой ИС схемы памяти. В рассматриваемом примере начальным адресом памяти является адрес 0000₁₆. При подаче этого кода младшие восемь разрядов поступают на все ИС, но в активный режим переводится только первая ИМС, так как код 00₂ на входе дешифратора инициирует наличие активного (единичного) сигнала только на выходе "0" дешифратора, который в качестве сигнала выбора кристалла подается на вход CS первой ИМС.

увеличить изображение
Рис. 13.2. Достижение требуемого информационного объема памяти с фиксированной длиной двоичного числа

На входах CS остальных ИМС ROM в это время пассивный сигнал логического 0, поэтому они находятся в режиме хранения информации. В таблице указываются только младшие и старшие адреса, поддерживаемые каждой ИМС. Поэтому для всех ИМС в младшем адресе восемь младших разрядов равны нулю, а в старшем адресе – восемь старших разрядов равны 1. Для обеспечения непрерывности массива адресов за старшим адресом, поддерживаемым первой ИМС, следует младший адрес, поддерживаемый второй ИМС. Естественно, они отличаются на 1. Это положение справедливо и для остальных ИМС (табл. 13.1).

Краткие итоги

Если разрядности одной ИМС недостаточно для обеспечения нужной разрядности чисел, производится наращивание разрядности по шине данных. В случае, когда недостаточным является количество адресов одной ИМС памяти, осуществляется наращивание по шине адреса.

Ключевые термины

Карта памяти – таблица, содержащая начальные и конечные адреса диапазона адресов, поддерживаемых блоками памяти.

Набор для практики для лекции 13

Вопросы для самопроверки

1. В каком случае нужно соединять несколько ИМС памяти по шине данных?
2. В каком случае нужно соединять несколько ИМС памяти по шине адреса?
3. Какая ИМС служит для обеспечения выбора рабочего блока памяти?
4. Чем ограничивается наращивание разрядности по шине адреса?
5. Чем ограничивается наращивание разрядности по шине данных?