Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 17
Текст из файла (страница 17)
На рис. 2.8 показано, как происходит выборка одного бита. ЗУ ведет себя в целом как ху-матрица. Подавая на одну из шин х и одну из шин у напряжение Н-уровня, мы выбираем одну из ячеек для записи или считывания информации. В данном примере 16-разрядного ОЗУ мы видим, что выход усилителя сигнала записи и вход усилителя сигнала чтения соединены с активными шинами логического 0 или логической 1 соответствующей запоминающей ячейки. Элемент статического МОП-ЗУ состоит из соединенных между собой МОП-транзисторов, которые образуют триггер (рис. 2.7). При считывании информации из ячейки, которая является элементом матричной структуры, транзисторы Т1, Т7 и Т2, Т8 начинают проводить и содержимое запоминающей ячейки попадает на активные шины логического О н логической 1. Информация считывается соответствующим усилителем и преобразуется в ТТЛ-уровни для дальнейшей обработки.
На рис. 2,9 представлена структура ОЗУ типа 2114, В данном случае рассматривается ОЗУ с объемом памяти 1К4 (1024 4-разрядных слова) и временем доступа 200 нс. Для выборки 1024 ячеек памяти требуется 10 адресных входов (2"= =1024), которые обозначены на схеме как биты адреса АΠ— А9. Буферные каскады для ввода и вывода данных связываются с внешними схемами через общие выводы 17О корпуса микросхемы. Входные буферы получают разрешение на передачу информации при поступлении сигналов СЗ(Е) (выбор кристалла) и %Е(1.) (разрешение на запись), т. е.
при записи информации сигнал СЬ(Е) инициирует выборку ОЗУ. Г т ннн пню нтн) наста тг тд ен Рнс. 2.8. 16-разрядные биполярные 03У типа ВХ7484А. Втл!Уранао озими Рис. 2.9. Блок-схема ОЗУ типа 2114 емкость!о 1К4 бнт. н4 не ! "! ! ! ! ! ! ! Заиомииаиииив устройства (ЗУ) рвтрвйс йо-м втд) Рис, 2.10. Параллельиое вилючеиие ОЗУ типа 2114 али уаеличеиии объаиа памяти ЗУ 14К4). Выходной буфер получает разрешение на передачу при наличии сигнала СБ(Е), если не поступил сигнал %Е(1.), т.
е. в случае считывания информации из ОЗУ, когда %Е(1.) Н. Для увеличения объемов памяти можно подключить параллельно несколько микросхем ОЗУ; при этом можно увеличить как число слов, так и их длину. На рис. 2.10 и 2.11 представлены оба варианта расширения объема памяти. Глава 2 В примере, рассмотренном на рис. 2.10„при увеличении объема памяти ЗУ число адресных битов увеличивается на два. Выборка одного из четырех ОЗУ производится с помощью отдельного декодера, выходы которого связаны с 05(Ь)-входами используемых ОЗУ.
С помощью двух младших адресных битов Л10 и А11 можно селектировать «1 из 4», т. е. выбирать требуемое ОЗУ. Одноименные выводы 110, т. е. все 1/О1-выводы, все 1/02-выводы и т. д. различных ОЗУ соединяются между собой. Возможность такого объединения обеспечивается благодаря использованию 1/О-буферных каскадов с тристабильными выходами. При атом всегда селектируется только один 110-буфер, а именно тот, для которого активизирован сигнал СБ(Е), т.
е. СБ(Е) =1.. ЗУ с увеличенной длиной слова представлено на рис. 2.11. Адресные шины, а также входы, на которые поступают сигналы ЖЕ(1.) и СЗ(Ц, соединены параллельно. Для ввода и вывода Яда«данс дхидн //И //Яд //дд //Яд Фддн-д адди ддддди //дд ИЖ И?/ //Яд Яда) ияд) Рнс, 2.11. Параллельное включение ОЗУ тина 2114 яля увеличения ллннм слова (1Ка).
Запоминающие устройсева ~ЗУ) данных имеется 8 шни 1/О, что соответствует длине слова и 8 бит. В течение последних лет для структуры выводов корпуса ОЗУ разработан определенный промышленный стандарт, который позволил решить проблему совместимости по выводам. ОЗУ, изготовленные разными фирмами, могут отличаться по электрическим параметрам, однако структура выводов у всех моделей одинакова. Так обстоит дело по крайней мере с динамическими ОЗУ. Относительно выходов данных ОЗУ уже отмечалось, что кроме буферов с тристабильиыми выходамн имеются также схемы с открытым коллекторным выходом.
Эти схемы также можно соединять между собой, однако при этом необходимо использовать фиксирующие резисторы, которые присоединяются к высокому потенциалу +(/в, чтобы обеспечить на выходе напряжение ет'-уровня, когда выходные транзисторы не проводят ток. В спецификациях фирм-изготовителей тристабильные выходы обозначаются через ТЗ, а выходы с открытым коллектором — через ОС. В настоящее время выпускаются также и ОЗУ в КМОП- исполнении.
Как известно, ячейки КМОП-ОЗУ отличаются пренебрежимо малой потребляемой мощностью. С другой стороны, большие размеры КМОП-ячеек по сравнению с биполярным вариантом не позволяют разместить на одном кристалле ОЗУ с большим объемом памяти. В настоящее время для уменьшения энергопотребления стандартные и-МОП-ОЗУ переводят в режим с пониженной мощностью после каждого прерывания связи с внешними схемамн. В таком режиме потребляемая мощность уменьшается до 15% от мощности питания в режиме с непрерывным доступом. Это понижение потребляемой мощности играет существенную роль в больших ЗУ, содержащих десятки микросхем памяти, так каи прн вызове одного слова в этом режиме производится выборка только из одной микросхемы.
Те микросхемы, которые не выбираются, автоматически переходят в режим с пониженной мощностью. Этот режим обеспечивается специальной схемой, размещенной рядом с ЗУ и состоящей из декодеров и буферов, которые отключают напряжение питания периферийных схем, расположенных на кристалле микросхемы памяти, если ее вход С5 не активизируется. Недостатком режима с пониженной мощностью является увеличение времени доступа по мере того, как уменьшается время деселекцин ОЗУ. Этот эффект является следствием того, что нам требуется каждый раз заново подавать напряжение на периферийные схемы, а это требует времени и приводит Но Г лг к увеличению общего времени доступа. Схема автоматического понижения мо1цности находится на кристалле ОЗУ, как, например, в случае ОЗУ типа 2147 фирмы 1п(е1.
Данное ОЗУ, выполненное в виде МОП-микросхемы, размещено в корпусе 01Р с 18 выводами, разводка которых соответствует промышленному стандарту. На рис. 2Л2 показана зависимость среднего тока, потребляемого ОЗУ, от козффициента заполнения рабочего цикла яж выборки. По мере увеличения времени деселекции растет и средний ток. При отношении 8д времени доступа ко времени деселекции, равном 1о(а, потребляемый ток составляет всего лишь 10та от величины тока, потребляемого при непрерывной работе ОЗУ. Для ОЗУ с режимом автоматического понижения мощности необходимо обеспечить эф! фективную развязку по выводам напряжения питания.
В процессе выборки битов из ОЗУ следует точно выполнять требования спецификаций сю4олнссовммрслллслн аалемсилю фирм-изготоВителей. Зтн дан- иллужиа ллквглллллвлллл, в ные представляются обычно в рис. 2.12. з нмос ср лн на таблице, полУченной на основе от коэффициента ааиолнання им- Временной диаграммы. иульса амоорнн кристалла ОЗУ На рис. 2ЛВ приведены вретипа 2147 фирмы 1пЫ. меинйе диаграммы циклов счи- тывания и записи для микросхемы ОЗУ типа 2114.
Цикл считывания начинается с выборки адреса, после чего сигнал СЯ (выбор кристалла) инициирует чтение и тристабильные выходные буферы получают разрешение на передачу информации нз ОЗУ. Время задержки, возникающей между началом выборки адреса и появлением информации на выходе, называется временем доступа ОЗУ. Для ОЗУ типа 2114 фирма-изготовитель дает максимальное время доступа 200 нс. Очевидно, что сигнал СЬ должен иметь длительность, достаточную для того, чтобы данные могли появиться на выходе ОЗУ. Во время считывания сигнал %Е(Ц не активизируется, т.
е. %Е(Е) =Н. Цикл записи также начинается с выборки адреса. При появлении команды записи %Е(Е) входные буферы получают разрешение на передачу соответствующей информации в ячейки Зоиоиииаинс1ие кесройстоо РУ) 66они сяеььиаюя ~~ ььп «„сд Аьх ленные ,перес кты е, 'Сь «ьь Сшааоеьно -'ьс Рис. 2.13.
Циклы считывании и записи статического ОЗУ. йовже Лосясасссбне аия ехьйо Роснедюмеае Ппя еихоаа Апарина пипь снньроньнабиони13 Отесанное бй'пни 6) Епибоя ьреиенией аапсраииы Меиснения И ь рпхршоенш есеиенено» И-6 6 пяеиие аосшоео аииереона иьиенеиня с'-66роершоены Иеиеиеиня 6 И еиенение Маиноеп оншерепиа ББ ЯЯ Иесуоеесшбь она Иеоересшнпе оео пеишпеное еошнояиае ьрепняя иоиоя аваеаие ~Я (Иеирпиеияешиб оишхеешенновсоспияное ршхорп Рнс. 2.14.
Символическне обозначения, используемые на временнйх диа- грам мак. Глава 2 ЗУ. Выборка адреса продолжается до тех пор, пока данные не запишутся в ячейках ЗУ. Передача информации происходит прн поступлении заднего фронта сигнала ЮЕ(Ц. В течение некоторого времени после этого данные еще продолжают записываться из-за конечного времени перехода схемы из одного состояния в другое.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
