Основные параметры ЗУ.
Определение и классификация ЗУ.
Тема 7.1. Общие сведения об устройствах памяти.
План:
1. Определение и классификация ЗУ.
2. Основные параметры ЗУ.
Цифровые запоминающие устройства (ЗУ) предназначены для записи, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифрового кода. ЗУ содержат запоминающую среду, а также средства для помещения, извлечения и идентификации данных. ЗУ в основном состоит из ЯП (ячеек памяти) - это минимальная часть ЗУ, в которой хранится наименьшее количество информации - бит. В ЗУ хранятся программы, исходные данные, промежуточные данные, константы, таблицы и т.д.
Классификация ЗУ:
I. По функциональному назначению:
1) Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) - устройства памяти цифровой информации, объединенные со схемами управления, обеспечивающими режимы записи, хранения и считывания цифровой информации в процессе ее обработки. RAM – Random Access Memory.
2) Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) - матрица пассивных элементов памяти со схемами управления, предназначенная для воспроизведения неизменяемой информации, которая заносится в матрицу памяти при изготовлении. ROM – Read Only Memory.
3) Программируемые ПЗУ (ППЗУ) - это ПЗУ с возможностью однократного электрического программирования, они отличаются от ПЗУ - позволяют в процессе применения ИМС памяти один раз изменить состояние запоминающей матрицы электрическим методом по заданной программе. PROM.
4) Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) - ПЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования - в начальный период времени число циклов записи/стирания было ограничено (104). EEPROM.
5) Репрограммируемые ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации (РПЗУУФ). Они отличаются от РПЗУ только способом стирания информации с помощью ультрафиолетового излучения, для чего в корпусе ИМС имеется специальное окошко. EPROM.
II. По способу хранения информации:
1) Динамические ЗУ - для хранения информации используются инерционные свойства реактивных элементов (конденсаторов). Т.е. информация представлена в виде заряда полупроводниковых конденсаторов. Это требует периодического восстановления информации (регенерации) из-за токов утечки конденсаторов.
2) Статические ЗУ - в них элементы памяти (ЯП) представляют собой ячейки с двумя состояниями (0 и 1) - это триггеры. Чтение информации из такой ячейки возможно без разрушения информации.
Статические ЗУ бывают:
а) Синхронные - имеют статический накопитель (матрицу элементов памяти) и цепи управления, требующие синхронизации.
б) Асинхронные - в них синхронизация не нужна.
III. По технологии изготовления ЗУ:
1) Полупроводниковые ЗУ на основе БТ – это технологии ТТЛ, ЭСЛ.
2) Полупроводниковые ЗУ на ПТ с изолированным затвором – это технологии рМОП, пМОП, КМОП.
3) Полупроводниковые ЗУ на основе приборов с зарядовой связью.
4) Магнитные ЗУ.
5) Оптические ЗУ.
6) Трансформаторные ЗУ.
7) ЗУ на электронно-лучевых трубках и линиях задержки.
IV. По способу обращения к массиву элементов памяти:
1) Адресные ЗУ - в них обращение к элементам памяти производится по их физическим координатам, которые задаются определенным адресом - двоичным кодом. Адресные ЗУ бывают:
а) ЗУ с произвольным обращением - они допускают любой порядок следования адресов.
б) ЗУ с последовательным обращением - элементы памяти выбираются в порядке возрастания либо уменьшения адресов.
2) Ассоциативные ЗУ - поиск информации осуществляется по ее содержимому.
3) Файловые ЗУ.
4) Стековые (магазинные) ЗУ.
Все параметры ЗУ делятся на 3 типа:
I. Динамические параметры - они определяются происходящими в ЗУ временными процессами:
1. Время хранения информации tsg - время, в течении которого ЗУ в заданном режиме сохраняет информацию.
2. Время выбора микросхемы - tcs.
3. Время выбора адреса - ta.
4. Время выборки сигналов - trd.
II. Статические параметры - они характеризуют работу ЗУ в установившемся режиме:
1. Напряжение источника питания ЗУ - Ucc.
2. Ток потребления - это ток, который потребляет ЗУ от источника питания в заданном режиме - Icc.
3. Напряжение питания ЗУ в режиме хранения информации - Uccs.
4. Ток потребления ЗУ в режиме хранения информации - Iccs.
5. Напряжение сигнала на входе или выходе, соответствующее логической единице - UH.
6. Напряжение сигнала на входе или на выходе, соответствующее логическому нулю - UL.
III. Классификационные параметры - это параметры, по которым выполняют разделение по группам в соответствующих сериях ИМС ЗУ:
1.Информационная емкость N - число бит памяти в накопителе ЗУ.
2.Число слов в ЗУ n - число адресов слов в накопителе ЗУ.
3.Коэффициент разветвления по выходу Кр - число входов других ИМС, которые можно подключать одновременно к этому выходу данной ИМС и мощности хватит.
4.Число циклов перепрограммирования Ncy - число циклов запись/стирание, при котором работоспособность ЗУ сохраняется.
5.Потребляемая мощность Рсс - потребляемая мощность ЗУ в установившемся режиме работы.
6.Потребляемая мощность ЗУ в режиме хранения информации Рссs.
Контрольные вопросы:
1. Для чего предназначены и на чем строятся ЗУ?
2. Расскажите о классификации ЗУ по функциональному назначению.
3. Расскажите о классификации ЗУ по способу хранения информации.
4. Расскажите о классификации ЗУ по технологии изготовления
5. Расскажите о классификации ЗУ по способу обращения к массиву элементов памяти.
6. Перечислите динамические параметры ЗУ.
7. Перечислите классификационные параметры ЗУ.
8. Перечислите статические параметры ЗУ.