Джон Ф.Уэйкерли Проектирование цифровых устройств. Том I (2002) (1095889), страница 219
Текст из файла (страница 219)
Чтобы реализовать это, необходимы серьезные временные ухищрения, но промышленность как-то умудряется преодолевать такого рода затруднения на протяжении последних 25 лет! На рис. 10.34 приведены временные диаграммы цикла регенерации только по стробу адреса широки (1ЦАЯ-оп1у гебелЬ сус1е). Этот цикл выполняется для обновления строки памяти фактически без чтения или записи каких-либо данных, Цикл начинается в тот момент, когда на мультиплексированных адресных входах (восемь битов в случае динамического ОЗУ 64Кх1) присутствует адрес строки и сигнал НАЯ 1 переходит на активный уровень. На спадающем фронте сигнала 1ЧАЯ (. во внутренний регистр адреса строки (гозг-ангеле герйгег) записывается адрес строки, и в защелку строки(гон 1агсЬ) на кристалле считывается выбранная строка матрицы памяти Когда сигнал НАЯ 1 переходит на неактивный уровень, содержимое строки из защелки строки перезаписывается в память.
Для обновления содержимого всего динамического ОЗУ емкостью 64Кх1 разработчик системы должен позаботиться о том, чтобы каждые четыре миллисекунды выполнялись 256 таких циклов со всеми 256 возможными адресами строк. Для генерирования адреса строки можно применить внешний 8-разрядный счетчик, а для инициализации цикла регенерации каждые 15.6 мкс используется таймер. Цикл чтения(геаг1сус1е), показанный парис. 10 35, начинается аналогично циклу регенерации, при этом содержимое выбранной строки считывается в защелку строки.
Затем на мультиплексированные адресные входы подается адрес столбца, который записывается во внутренний регистр адреса столбца (со1итп-адг1гелл гейигег) по спадающему фронту сигнала САЯ 1.. Адрес столбца используется для выбора одного бита только что прочитанной строки, который появляется на выводе 000Т динамического ОЗЪ'. Пока сигнал САя 1. имеет активный уровень, выход (301)Т с тремя состояниями, открыт.
Тем временем, как только сигнал НАЯ ~ переходит на неактивный уровень, содерзкимое всей строки переписывается обратно в матрицу. 10.4. Динамические оперативные запоминающие устройства 1001 Примечание: САЗ ь = Н10Н А СГЭЯ НАЗ 1. адис гл гюкт загрузка регистра адюса строки, чтение выбранной строки и запись ее содержимого в защелку строки перепись содержимого защелки строки в выб- ранную строку йримвчание: )Л/Е ).=Н16Н агйюс ст)хоки атквс сплю ге ВАЗ 'ь загрузка регистра аджа строе, чтение выбрзнной строки и запись ее содержимого в защелку строки САЗ 1.
загрузка регистра адреса столбца, выдача выбранного бита на открытый выход 001)Т щжписьссдвркимо- го защелки строки в выбранную строку запиранив выхода 001)Т чаво Рис. 10.3З. Временные диаграммы цикла чтения из динамического ОЗУ (Н)ОН вЂ” высокий уровень, ча11б — установившееся значение) ХИТРАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ Вы, возможно, заметили, что интервалы установившихся значений сигналов адреса строки и адреса столбца на рис.
10.35 продлены вправо относительно спадающих фронтов сигналов ВАЗ 1. и САЗ 1, по которым во внутренние переключающиеся по фронту регистры записываются адреса. Как правило, время установления сигналов для адресных входов динамического ОЗУ мало (часто 0 нс), но время удержания сигнала относительно велико (7-20 нс). Это может приводить к определенным затруднениям при конструировании другой, полностью синхронной системы, в которой используется единый тактовый сигнал и имеются триггеры с нулевым временем удержания. Возникающие трудности часто преодолеваются нежелательными способами, в том числе с помощью линий задержки с отводами путем переключения по другому фронту тактового сигнала.
По этой причине многие разработчики считают проектирование систем с динамическими ОЗУ хитроумной, черной магией Рис. 10.3 З. Временные диаграммы цикла регенерации только по стробу ад- реса строки 1Н!ОН вЂ” высокий уровень) 1002 Глава 10. Память и микросхемы типа СРЬ0 и РРОА А00Р) адхс ст~хВи эджс столбца йА8 1 загрузка репютрв аписа сдюки, пение ныбранной орое, ищись а защеику строки перепнсь ссдеркиыого защелки слюки в выб.
раннующроку 01Р) чада САЗ 1 мгрузкарепютраарресастолбнв,передача битадвнныксо гг входа О ля в одну из ячеек защелки строки по ааресу выбранного отолбна Приме а ке: 000Т = Н)-Е Рис. 10.3б. Временные диаграммы цикла записи в динамическом ОЗУ (Н1-Л вЂ” третье состояние, чаЫ вЂ” установившееся значение) В типичных динамических ОЗУ возможны циклы и другого типа, не показанные на рисунке: ° Цикл регенерации по отроду адреса столбца, предшестеуюиуий циклу регенерации по стробу адреса строки (САЯ-Ьеуогг-Нгйб ге)гезЬ оус!е). В этом цикле осуществляется регенерация без подачи адреса строки от внешнего счетчика. Вместо этого используется внутренний счетчик адреса строки, имеющийся в самом динамическом ОЗУ.
Если активный уровень сигнала САВ 1- устанавливается раньше, чем активный уровень сигнала ВАВ ), то в динамическом ОЗУ регенерируется строка, определяемая содержимым внутреннего счетчика, и затем оно увеличивается на единицу. Такая возможность упрощает разработку систем с динамической памятью: пропадает необходимость во внешнем счетчике регенерации и число мультиплексируемых источников, от которых поступают сигналы на адресные входы динамического ОЗУ, сокращается с трех (строка, столбец, регенерация) до двух. ° Цикл «чтение-модификация-запись» (геаг!-тот!г)у-ют!уе сус)е) начинается подобно обычному циклу чтения, при котором данные появляются на выходе 000Т, когда сигнал САВ Е переходит на активный уровень. Однако затем, Цикл записи (нт)ге сус!е), показанный на рис. 10.36, также начинается подобно циклу регенерации и чтения.
Однако для того, чтобы выполнить цикл записи, сигнал разрешения записи Иуб Е (игле епаЫе) должен перейти на активный уровень прежде, чем будет установлен активный уровень сигнала САЯ Е Единственное, ради чего это делается, состоит в том, чтобы запереть выход 000Т на всю остающуюся часть цикла, несмотря на то, что впоследствии сигнал САЯ Е переходит на активный уровень.
Как только выбранная строка будет считана в защелку строки, бит, имеющийся на входе 01Н, по сигналу ФЕ Е записывается в ту ячейку в защелке строки, которая выбрана адресом столбца. Затем, когда содержимое строки переписывается в матрицу по нарастающему фронту сигнала йАВ 1„в выбранном столбце этой строки присутствует новое значение. 10.4.
Динамические оперативные запоминающие устройства 1003 дпя того чтобы в то же самое место записать новые данные, может быть установлен активный уровень сигнала чУЕ 1, ° Цикл постраничного чтения (ра~е-тес(е геагг сус1е) позволяет прочесть целую строку («страницу») данных без повторения полного цикла НАЗ-САЯ. Когда в защелке строки уже хранится содержимое целой строки, для выполнения этого цикла просто требуется многократное повторение сигнала САЗ Е в виде импульсов низкого уровня, в то время как сигнал НАЗ Е постоянно остается на активном уровне.
На каждом спадающем фронте сигнала САЯ 1 формируется новый адрес столбца и на выходе ОСОТ появляется новый бит. Данный цикл обеспечивает намного более быстрый доступ к памяти при последовательном чтении из соседних ячеек, то есть из ячеек со следующими друг за другом адресами; такой доступ к памяти часто осуществляется в микропроцессорных системах при вглборке команд и при заполнении кэш-памяти. ° Цикл постраничной записи (раде-тоде зггйе сус!е) аналогичен циклу постраничного чтения: он позволяет записать несколько битов строки, по одному сигналу НАЗ Е при многократном повторении сигнала САЗ 1.. Одно время в некоторых динамических ОЗУ использовались два других режимаа м и ого кратного доступа: режим статической выборки по столбцам (згаг(ссо(итп тос(е) и режим выборки па слогам (палубайтовый режим выборки; тЬЫе тес(е).
Их перестали применять в связи с преобладанием на рынке так называемых динамических ОЗУ с увеличенным временем доступности данных '(ехгепс(ес(-с(ага-оиГ (ЕОО) (ИАМ1 В этих устройствах во время циклов чтения состояние разрешения выхода уже не определяется сигналом САЗ (.; вместо этого используется отдельный вход управления выходом ОЕ 1.. Это существенно для быстрых циклов постраничного чтения, поскольку установившиеся значения данных удерживаются на выходе в течение большего интервала времени. Если раньше выходы переводились в третье состояние между импульсами САЗ 1„то теперь (управляемые сигналом ОЕ Е) они непрерывно остаются открытыми, и поэтому при постраничном чтении значения выходных сигналов неизменны от начала одного импульса САЗ Е до начала следующего. 10.4.3.
Синхронные динамические ОЗУ Протокол доступа по фронту сигналов НАЗ/САЗ обычных динамических ОЗУ не только сложен; трудно заставить эту память работать быстро и укладываться во временные границы при связи с остальными блоками системы. В результате а начале 90-х годов появились синхронные динамические ОЗУ (зупсйгопоиз )ИАМ, З(ИАМ), в которых применен более традиционный синхронный интерфейсс, а к концу 90-х годов эти устройства стали доминирующими на рынке памяти для персональных компьютеров. В синхронных динамических ОЗУ сохранен мультиплексный принцип адресации обычных динамических ОЗУ: адрес строки и адрес столбца подаются за два шага.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
