Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В контроллере использован мультиплексор «3 в 1» для обработки 7 битов с источниками информации в виде 7-разрядного реверсивного счетчика со 128 состояниями и одного 14-разрядного адресного регистра, ноторый производит выборку 7-разрядных номеров строк и колонок соответственно. Управление логнческнмн схемами чтения-записи обеспечивают сигналы %Е(Ц, САБ(Е) и КАБО(Е)-КАБЗ(1.). Если же на вход ОЗУ подается только сигнал САБ(1.), то выходы этого ОЗУ «повисают». В данном примере процесс регенерации полностью определяется контроллером.
Операция регенерации возобновляется Глава л через каждые 2 мс. В течение цикла регенерации обмен данными между МП и ЗУ невозможен. При вызове ЗУ во время этого цикла, когда активизируется сигнал ХАСК, МП переходит в режим %А1Т (ожндание) и ждет до конца цикла. Для исключения указанного периода ожидания в некоторых МП, таких, как 780, во время операций, не требующих связи с ЗУ, выполняется несколько циклов регенерации. Контроллер следит за числом циклов регенерации и своевременно обеспечивает их для всех строк ЗУ. В англоязычной специальной литературе этот метод регенерации называется «скрытой регенерацией» (й(ббеп ге1гезй). В настоящее время в продаже имеются контроллеры для ДОЗУ в интегральном исполнении, например 1п1е! 8202.
Эта схема совместима по выводам со стандартными ОЗУ на 16К1 бнт в ШР-корпусе на 16 выводов и может управлять работой ЗУ с объемом памяти вплоть до 64 кбайт, выполненных иа ОЗУ типа 2117/2118. Стабилизированный кварцем генератор вырабатывает тактовый сигнал с частотой следования 25 МГц, который в свою очередь синхронизирует формирование необходимых сигналов выборки. С помощью кольцевого регистра сдвига, в котором производится сдвиг единиц, генерируются требуемые временные сигналы КАБ, САЬ и %Е.
Внутренний счетчик обеспечивает последовательную выдачу адресов строк во время регенерации. Схема-арбитр проверяет, можно ли разрешить доступ к шине связи с ЗУ. Например, если происходит регенерация, то ее можно прервать, чтобы осуществить связь между ЗУ и МП, не выходя за пределы временного интервала 2 мс. По окончании связи с ЗУ регенерация будет продолжена до конца. В общем случае, независимо от совершенной в ЗУ операции в первую очередь будет закончен сеанс связи с ЗУ или цикл регенерации (т.
е. регенерация какой-либо определенной строки). Регенерацию можно проводить также в режимах, задаваемых пользователем, например скрытой регенерации или распределенной регенерации, когда используется указанный выше способ с последовательностью по 64 или 128 циклов, допускающих только цАБ (128 циклов для ОЗУ с объемом памяти более 16 Кбит, например типа 1п1е1 2117). С помощью контроллера„ которыя размещен в Г1!Р-корпусе, имеющем 40 выводов, можно осуществить непосредственную связь с МП типа 8080А, 8085А и 8086. Такой контроллер называется УУП (устройство управления памятью). Фирмы-изготовители обычно предоставляют потребителям необходимые временные диаграммы, из которых можно получить сведения о рабочих циклах ЗУ (время доступа„требуемое ь19 Завомимаюьлие устройства ьЗУ) ЙИ'И ьуЕИ Ппдде сешшв" " сасвшмае згььшвьваз ронине йннпедшдо нано Пикса ,Подвешен.
Ьдаддешснное иое сосшозное сьсшопноо азннедьшошшо Панно пасси чпьжя дашше Цани удода д йикп чпье- Цакп запасах Ц анн членов-азмшшиое- сшпаноенои ион докам- ошнсанапдшпро- ИИ4 1 дддп) ! гьед) ! 1,, Наддешсшьон Поьгдсшьпчшь "сосшознае еесшсьнае оннь б и сьеннььсиз ь'Ьььь Чсьеш нпн ниенна ! ! ! „Подвешен- ~ 'ноегтесшопнос ! дььпасаииме да/рюш ! '„Подвешен. сьсьпониас Нориаььиьш днььиьье Рнс, 2.20. Различные рабочие циклы динамического ОЗУ.
время установления уровней и хранения сигналов). Для интерпретации временнйх диаграмм необходимо также указать, какие именно операции инициируют различные сигналы адресации и управления. Например, цикл, при котором поступает только ьсАЬ, <сподвешиаает» выходы, если в предыдущем цикле не происходило обращение к ОЗУ. Цикл, допускающий только САЗ, переключает схему в режим пониженной мощности и также «подвешивает» выходы. При выборке определенной микросхемы или группы из нескольких микросхем в ЗУ с определенной структурой, когда на отдельные ОЗУ подается сигнал САБ, остальные ОЗУ автоматически переходят в режим пониженной мощности. Группы мик- росхем памяти внутри ЗУ большого объема селектируются с помощью сигналов КАБО-ЕАЯп.
При этом сигнал СЬ является лишним, что позволяет сэкономить один или два вывода ЫР-корпуса. В современных ОЗУ с объемом памяти )б и бйК бит отсутствует также и СЕ- илн СЬ-вывод. При этом ОЗУ, находящееся внутри ЗУ большого объема, будет селектировано для передачи информации при, помощи сигналов РАБ и САЬ, поданных одновременно на вход соответствующей ИС. На рис. 2.20 приведены временные диаграммы, которые непосредственно иллюстрируют процесс доступа к ДОЗУ. Зги диаграммы показывают, какие сигналы активизируются в различных рабочих циклах ЗУ и что мы можем ожидать на выходе ЗУ после обработки соответствующих данных.
С помощью цикла чтение — изменение — запись адресация ЗУ устанавливается только один раз, поэтому этот цикл длится меньше, чем индивидуальные циклы чтения и записи, взятые вместе. Прн подаче данных в последовательность колонок определенной строки также требуется более короткое время доступа, поскольку в этом случае выбор строки производится также только один раз. В связи с этим мы говорим о страничном режиме работы, так как здесь одновременно передается целая «страница» данных. Цикл ввода в страничном режиме длится несколько дольше, потому что в этом цикле устанавливается адрес строки. Мы видим, что в цикле, допускающем только сигнал ЯАЯ, выходные данные поступают из предыдущего цикла считывания.
Если цикл считывания не предшествует этому циклу БАБ, то выходы «повисают». В цикле, допускающем только сигнал САБ, выходы ОЗУ также «повисают» и, как мы уже отмечали выше, соответствующие элементы ОЗУ переходят в режим с пониженной мощностью. В пределах цикла чтение — изменение — запись прочитанная информация во время записи не теряется. Передача данных в страничном режиме используется при «дампе», т. е. при сбросе больших объемов данных с последовательной организацией в другое ЗУ, например дисковое ЗУ, ПЗС-ЗУ или ЦМД-ЗУ, в режиме «прямого» доступа к памяти, т.
е. без участия центр ального процессора (микропроцессора) . Как статические, так и динамические современные ОЗУ совместимы по выходным сигналам с ТТЛ-схемами и используют источники питания напряжением +5 В. Если для уменьшения времени доступа к ЗУ требуются какие-либо другие напряжения, то они обеспечиваются непосредственно на кристалле ОЗУ.
Пользователь обычно ие имеет информации об этих дополнительных источниках напряжения. )2! лиги минаюи)ие иггродсгва бзУ) 2.4. Сравнение статических и динамических ОЗУ Как следует из сказанного выше, СОЗУ в общем случае рассеивает большую мощность, чем ДОЗУ, что приводит к наличию разной плотности размещения информации на одном кристалле. Кроме того, для статической ячейки требуется больше транзисторов, чем для динамической (отношение составляет примерно 2- 6). Статические ОЗУ имеют преимущество, связанное с отсу~станем регенерации, что приводит к экономии по числу внешних схем и контроллеров.
)З результате небольшие Рис 22! л)литография слак тапа 2)О2А с обьсллом пнмяля )024)с ! Гчлт.. С Гнлнелннннн фарии ! гЫ. ЗУ оказывается выгоднее использовать в статическом варианте, а ОЗУ большого объема — в динамическом. В течение последних нескольких лет для СОЗУ были разработаны ячейки нового типа, с более простой геометрией и меньшей площадью. Как уже отмечалось выше, широкое применение находит режим работы с пониженной мощностью. Статические ОЗУ особенно широко используются в небольших промышленных ЭВМ. Ниже приведена таблица, в которой собраны параметры некоторых СОЗУ и ДОЗУ, иллюстрирующие уровень разработок в области этих ЗУ по состоянию на 1982 г.
Приведенные в таблице типы микросхем ЗУ производятся в основном фирмой 1п1е1. СОЗУ 2114, объем памяти 1К4 (время доступа 100 — 250 нс)— В1Р-корпус на 18 выводов. 21812, объем памяти 2К4 (совместимо по выводам с 2716)— ШР-корпус на 24 вывода. 21822, объем памяти 4К4 (совместимо по выводам с 2764)— ЕЧР-корпус на 28 выводов.
21834, объем памяти 8К8 (совместимо по выводам с 2764)— 01Р-корпус на 28 выводов (псевдостатическое ОЗУ с динамической структурой и регенерационной схемой на одном кристалле) ДОЗУ. 2164, 4164, объем памяти 64К1 (время доступа 150 — 250 нс, напряжение питания +5 В).
На рис. 2,21 представлена фотография микросхемы ОЗУ емкостью 1024Х! бит фирмы 1п1е1. Эта фотография является сильно увеличенным изображением кристалла ОЗУ. 2.5. Биполяриые ПЗУ По методу адресации ПЗУ представляет собой ЗУ с произвольным доступом, которое допускает лишь считывание информации в системе обработки данных.
ПЗУ используется для хранения неизменяющихся (перманентных) данных, например, программ ЭВМ (системной подпрограммы и управляющей программы). В комбинационной логике ПЗУ используются в качестве преобразователей кода, декодеров, контроллеров и других устройств. В предыдущей главе мы уже познакомились с простым вариантом ПЗУ в форме диодной матрицы (ПЛМ). В такой матрице набор диодов преобразует данные, вводимые с помощью клавиатуры в ВСП-код. На рис.
2.22 представлены ПЗУ различных типов, имеющиеся в распоряжении разработчиков схем. Их применяют как в бипо- !23 Заааиикающие устройства (ЗУ) лярном, так и в МОП-исполнении. Виполярные ПЗУ имеют более высокое быстродействие, но меньшую плотность размещения информации по сравнению с МОП-ПЗУ. Кроме того, ПЗУ подразделяются на масочно-программируемые ПЗУ (МППЗУ) и программируемые ПЗУ (ППЗУ). В случае МППЗУ программирование обеспечивается фирмой-изготовителем. При этом с помощью специально спроектированной маски в конце процесса изготовления ПЗУ на кристалле формируется требуемый ва- Рис.
2.22. Типы ПЗУ, используемых разраоотчнкамн схем. риант соединения компонентов (монтажа). Пользователь задает изготовителю исходную информацию для программирования ПЗУ и виде данных, пробитых на перфокартах, или записанных на магнитную ленту или магнитный диск (гибкий диск или дискету). В случае ППЗУ программирование осуществляется с помощью специального прибора — так называемого программатора. ППЗУ поставляется с памятью, заполненной либо нулями, либо единицами, в зависимости от технологии изготовления ячеек ЗУ. С помощью коротких импульсов тока пользователь сам разрушает проводящие дорожки в тех местах, где требуется убрать межсоедннения, чтобы получить ПЗУ с необходимой системой соединений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
