Чижма С.Н. - Основы схемотехники 2008 (1055377), страница 67
Текст из файла (страница 67)
микросхемам большей емкости без изменения печатной платы. Каждый блок -, ' может быть запрограммирован и стерт 100000 раз. Микросхемы имеют выход ."ЧтЕние(занят" с открытым стоком, который может использоваться для идентификации активности контроллера РЕК (Рго8гапъеЕгазе,'Кеаб). Поскольку Выкод сделан с открытым стоком, существует возможность подключать несколько таких выходов от разных микросхем памяти вместе через один "педтягивающий" резистор к положительному выводу источника питания. ° 1б СЕ ЕЕ не СНЕ ССЕ Ю а! ЕСЕ ССЕ СŠ— Е "ЕЕ ЕССССЕ.Е а КЕЕС~;- Е б> Рис.28.15. Схема внешних выводов (а), назначение выводов (б) и структурная схема (в) Р1аз-памяти Массив памяти 1'1А1чЭ-структуры организован в виде блоков, каждый из которых содержит 32 страницы. Массив раздел на две области: главную и запасную (рис.
28.16). 389 «в хстяаяствк вла =м«.ран цы с р~»:ц =ммм~мз ~М %26 й Рис. 28,16, Организация массива памяти г4А!чР-структуры Главная область массива используется для хранения данных, в то время как запасная область обычно задействована для хранения кодов коррекции ошибок (ЕСС), программных флагов и идентификаторов негодных блоков (Вад В!оскс) основной области.
В 8-битных устройствах страницы в главной области разделены на две полустраницы по 256 байт каждая, плюс 16 байт запасной области. В 16-битных устройствах страницы разделены на главную область обьемом 256 слов и запасную объемом 8 слов. Память на основе ячеек 14ОК имеет сравнительно большие времена стирания и записи, но обладает доступом к каждому биту на чтение. Данное обстоятельство позволяет применять такие микросхемы для записи и хранения программного кода, который не требует частого перезаписывания. Такими применениями могут быть, например, В ГО 8 дзи встраиваемых компьютеров или ПО для телевизионных приставок. Свойства ХАБР-г !аз!з определили область ее применения: карты памяти и иные устройства хранения данных. Сейчас данный тип памяти применяется почти повсеместно в мобильных устройствах, фото- и видеокамерах и т.д. ИА!9Р-Е!азп лежит в основе практически всех типов карт памяти: БтапМеб!а, ММС, ЯеспгеР!8!!а1, МешогуЯг!сЕ.
Достнгнугая в настоящее время информационная емкость Е!азп-памяти достигает 8ГБит, типовая совокупная скорость программирования и стирания составляет до 33.6 мС! 64 кБ при тактовой частоте до 70 МГц. Двумя основными направлениями эффективного использования Е!ааппамяти являются хранение редко изменяемых данных и замена памяти на магнитных дисках. Для первого направления используется Е!аз!з-память с адресным доступом, а для второго — файловая память.
390 28.6. ОЗУ типа И4АМ РВАМ вЂ” оперативное энергонезависимое ЗУ, сочетающее высокое быстродействие и малую потребляемую мощность, присущие ОЗУ, со свойством хранения данных при отсутствии приложен ного напряжения. В сравнении с ЕЕРКОМ и Г!азЛ-памятью время записи данных в ЗУ этого 'типа и потребляемая мощность намного меньше!менее 70 нс против нескольких миллисекунд), а ресурс по циклам записи намного выше (не менее 10 ' против 10 ...10 циклов для ЕЕРКОМ). РКАМ должна стать в ближайшем будущем самой популярной памятью в цифровых устройствах.
РКАМ будет отличаться не только быстродействием иа уровне ОКАМ, но и возможностью сохранять данные при отключении энергии. Словом, РВАМ может вытеснить не только медленную Г!азЬ, но и обычную ОЗУ типа ОКАМ. Сегодня ферроэлектрическая память находит ограниченное применение, к примеру, в КГ!О-тэгах. Ведущие компании, в числе которых Кагп!гоп, Загпвнпй, Ь!ЕС, ТозЬ!Ьа, активно развивают ГКАМ. Примерно к 2015 году на рынок должны поступить вы игабайтные модули РВАМ. Указанные свойства РВАМ обеспечивает сегнетоэлектрик (псровскнт), используемый в качестве диэлектрика накопительного конденсатора ячейки памяти. При этом сегнетоэлектрическое ЗУ хранит данные не только в виде заряда конденсатора (как в традиционных ОЗУ), но и виде электрической поляризации кристаллической структуры сегнетоэлектрика.
Сегнетоэлектрический кристалл имеет два состояния, которые могут соответствовать логическим 0 и 1. Термин ГВАМ еше не устоялся. Первые ГКАМ получили пазвание— ферродинамические ОЗУ. Однако в настоящее время в качестве запоминающих ячеек используется сегнетоэлектрик и сейчас РВАМ часто называют сегнетоэлектрическим ОЗУ. Первые ГКАМ имели 2Т,'2С-архитектуру (рис. 28.17, а), на основе которой выполняется и большинство современных микросхем сегнетоэлектрической памяти.
Ячейка такого типа, в которой каждому биту соответствует индивидуальньш опорный бит, позволяет определить разницу зарядов с высокой точностью. А благодаря считыванию дифференциального сигнала исключается влияние разброса параметров конденсаторов ячеек. Позже появились РВАМ с архитектурой 1Т!1С !рис.28.17, б), Достоинство микросхем с такой архитектурой — меньшая, чем в обычных схемах плогцадь ячейки и, следовательно, меныпая стоимость микросхемы в пересчете на единицу информационной емкости. 391 Иг~'ню га Гготжь а~ ..!и~ге Довс~ ~ яо„чоя саа~ждипя и.аьо им~ о ГзГяа! а.ыи а' '.хлви се~на-озала-рм ~ее~ а коааечсо-ар а) Ы,» ю слов на гы ым е Г 1 ЭйарГО жайаис ~май 'сег атозввктр$ вский -7Ь ко~ да н согор Гозреь.ччьа аьбсвжа б) Рис.
28.17. Ячейка памяти типа 2Т!2С (а) и 1ТН С (б) На рис.28,18 приведена структурная схема сегнетоэлектрнческого ОЗУ (РВАМ) объемом 1 Мбит и параллельным интерфейсом доступа РМ20Ь08 фирмы Кат1гол. В таблице 28.1, показаны выводы микросхемы. РМ20Ь08 — энергонезависимая память с организацией 128К х 8, которая считывается и записывается подобно стаьщаргному статическому ОЗУ, Сохранность данных обеспечивается в течение 10 лет, при этом, нет необходимости задумываться о надежности хранения данных (неограниченная износостойкость), упрощается проектирование системы и исключается ряд недостатков альтернативного решения энергонезависимой памяти на основе статического ОЗУ с резервным батарейным питанием, Быстрота записи и неограниченное количество циклов перезаписи делают РВАМ лидером по отношению к другим типам энергонезависимой памяти.
392 Рис. 28.18. Структурная схема ГУАМ ГМ20Ь08 Таблица 28.1, Выводы ГКАМ РМ20Ь08 Наименование Описание вывода А(16:О) Адресные входы ! СЕ , 'Вход выбора микросхемы 0Е Чтение Запись )ЗД17:О) ' Линии данных Выход схемы контроля напряжения Е Р7. Г;,л ' Напряжение питания З.ЗВ Обший питания 393 28.7. Построение плат памяти Емкость микросхемы памяти оценивается числом бит (или байт) информации, которую она может хранить. Это число соответствует количеству комбинаций, которое можно выставить на ее адресных входах. В большинстве случаев емкость одной микросхемы оказывается недостаточной, так что приходится использовать несколько микросхем.
На рис. 28. !9 представлена упрощенная структурная схема памяти микропроцессорной системы, Для построения памяти ! кБ применены 2 ИМС по 5 1 2х 8 разрядных слов каждая. В зависимости ат структуры шины конкретной МП системы, примененных схем памяти для построения реальной системы (платы памяти) требуется дополнительные ИМС. АΠ— А15 — адресные пинии памяти. АΠ— А9 — внутренняя шина (внутренняя линия адреса). 1)0 — 1)7 — двунаправленная линия, составляющая шину данных. Члмнле — сигнал для вывода данных из памяти на шину данных МП системы.
Запись — сигнал для записи данных из МП в память. Все адресные сигналы подлежат буферированию, что выполнено на ИМС ТТЛ типа малой степени интеграции. Они служат для развязки шин микроЭВМ и внутренних адресных входов внутри памяти. В небольших схемах памяти буферы могут не использоваться. АΠ— А8 — адресная шина с буферами непосредственно на ИМС памяти. А9 служит для выбора одной из двух ИМС памяти. Следовательно, адресуемая ячейка находится в одной из двух 512 битовых областей памяти.
А9 поступает через схему "ИЛИ" на одну из ИМС памяти, а А9 через вторую схему "ИЛИ" на вторую схему памяти, следовательно, когда вьюрана одна из ИМС, доступ ко второй закрыт. Адреса А10-А!5 сравниваются с набором данных адресов, набранного посредством тумблеров 51 — 56. Выходной сигнал схемы сравнения содержит информацию о том, имеет ли место обращение к данной памяти. Если адресные сигналы совпадают с адресом полученным набором тумблеров, то на выходе схемы сравнения формируется сигнал логического "О", который разрешает выбор кристалла иа данной плате памяти. Если не совпадают сигналы А10— А15 с 51 — 56, то на выходе схемы сравнения формируется сигнал логической "! "., запрещающий обращение к данной плате памяти.
Если на линиях 51 — 56 все "О", то плата памяти будет реагировать на адреса от О до 1 кБ, если 5! = 1, 52 — 56 = 0 — на адреса 1кБ — 2кБ и т.д. Следовательно, наращивание памяти возможно до 64 кБ с помощью тумблеров 31 — Яб. 394 Рис. 28Л 9. Структурная схема памяти МП системы Линии РΠ— Р7 связаны с кристаллами с помощью шинных приемопередатчиков (формирователей). Эти формирователи выполняют 2 функции: обесценивают ввод (запись) данных и вывод (считывание) при соответствующих сигналах "чтение" и "запись" 395 ГЛАВА 29 ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ 29.1. Общие понятии и определении В любой современной микропроцессорной системе наряду со стандартными устройствами, такими, как процессор, память, интерфейсные схемы присутствуют и некоторые нестандартные части, специфичные для данной разработки.
Это относится к схемам управления блоками, обеспечения их взаимодействия и др. Стандартные БИС!СБИС лидируют по уровню интеграции, т. к, высокая стоимость проектирования оптимизированных по плотности БИС/СБИС, достигающая сотен миллионов долларов, оказывается в данном случае приемлемой, поскольку раскладывается на большое число производимых микросхем. Рсализация нестандартной части системы исторически была связана с применением микросхем малого (МИС) и среднего (СИС) уровней интеграции.
Применение МИС и СИС сопровождается резким ростом числа корпусов ИС на платах, усложнением монтажа, снижением надежности системы и ее быстродействия. В то же время заказать для системы специализированные ИС высокого уровня интеграции затруднительно, т, к, это связано с очень большими затратами средств и времени на их проектирование. Возникшее противоречие нашло разрешение на путях разработки БИС! СВИС с программируемой и репрограммируемой структурами, получившими обобщенное название программируемые логические интегральные схемы. ПЛИС -удобные в освоении и применении элементы, альтернативы которым зачастую не найти.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
