К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Такая система сигналов называется дифференциальной. Небольшие отклонения напряжения позволяют сократить время транзакции и ускорить пересылку данных. 5.2. Полупроводниковая НАМ-память 343 При использовании дифференциальной сигнальной системы с высокой скоростью пересылки данных необходима особая технология реализации коммуникационных линий, затрудняющая создание широких шин. Кроме того, для работы с дифференциальными сигналами необходимы особые интерфейсные схемы.
КашЪпз предоставляет полную спецификацию конструкции таких коммуникационных линий, называемых каналом Яатопз. Современные шины КашЬиз могут работать на тактовой частоте до 400 МГц, причем данные пересылаются по обоим фронтам тактового сигнала, так что общая частота передачи составляет 800 МГц. Микросхемы памяти КатЬвз имеют конструктивные особенности, хотя проектируются на основе стандартной технологии 1ЖАМ. Они объединяются в несколько банков памяти, используемых для параллельного доступа к нескольким словам. В состав микросхемы входит интерфейсная схема для шины КашЪпз.
Такие микросхемы называются Яатбпз 1ИАМ (КОКАМ). В исходной спецификации шины КашЪпз определяется канал из девяти линий данных и множества управляющих линий и линий питания. Восемь линий данных предназначены для пересылки одного байта данных, а девятая — для контроля четности. Последующие спецификации предоставили возможность использовать дополнительные каналы. Двухканальная КашЪпз, известная также как Р1тесГ ИИАМ, имеет 18 линий данных, что позволяет пересылать по 2 байта данных за раз.
Отдельных адресных линий шина не имеет. Взаимодействие между процессором или другим устройством, играющим роль «о«явна шины, и модулями КОКАМ, являющимися подчиненными устройствами, осуществляется посредством пакетов, пересылаемых по линиям данных. Существует три типа пакетов: запроса, подтверждения и данных. Пакет запроса отсылается хозяином шины, и в нем указывается тип выполняемой операции. Этот пакет содержит адрес памяти и 8-разрядный счетчик, определяющий количество пересылаемых байтов.
Тип операции задает операции чтения данных из памяти или записи данных в память, а также чтения или записи различных управляющих регистров микросхемы КОКАМ. Когда хозяин шины высылает пакет запроса, адресуемое подчиненное устройство отвечает пакетом подтверждения — положительного, если оно может немедленно удовлетворить запрос, или отрицательного в противном случае (тогда хозяин шины должен предпринять новую попытку).
Количество битов в пакете запроса превышает количество линий данных, позтому на его пересылку требуется несколько тактов. Однако малая ширина коммуникационного соединения компенсируется высокой скоростью пересылки данных. Микросхемы КОКАМ можно объединять в большие модули, подобные 81ММ я О1ММ. Один такой модуль, называемый К1ММ, может содержать до 16 микросхем КОКАМ. Технология КагпЬпз конкурирует с технологией 1ПЖ 51ЖАМ. У каждой из ких имеются определенные преимущества и недостатки.
По причинам нетехнического характера спецификация 1ПЖ ВОКАМ является открытым стандартом, тогда как спецификация КОКАМ считается собственностью компании КашЬпз 1пс., и производители микросхем должны за нее платить. На рынке памяти при равной производительности микросхем решающим фактором обычно является цена. 344 Глава 5. Система памяти 5.3. Память, доступная только для чтения Микросхемы ЯКАМ и РКАМ являются энергозависимыми, и как только питание выключается, хранящаяся в них информация попросту исчезает.
Однако существует множество устройств и компонентов, которым требуются запоминающие устройства, сохраняющие информацию и после выключения питания. Примерами таких устройств могут служить жесткие диски обыкновенных компьютеров, предназначенные для хранения огромных объемов информации, в том числе и программного обеспечения операционной системы. Когда компьютер включается, программное обеспечение загружается с диска в основную память. Эту работу выполняет специальная загрузочная программа.
Поскольку код загрузочной программы достаточно велик, большая его часть также хранится на диске. Процессор выполняет специальные команды, загружающие программу в память. Если бы вся память состояла только из энергозависимых микросхем, процессор не смог бы получить доступ к этим командам. Поэтому компьютер обычно содержит небольшую энергонезависимую память, в которой хранятся команды, выполняемые при включении компьютера первыми и обеспечивающие копирование программы загрузки с диска в основную память.
Энергонезависимая память особенно часто используется во встроенных системах, о которых рассказывается в главе 9. В таких системах обычно не бывает дисковых запоминающих устройств, и их программы хранятся в энергонезависимой полупроводниковой памяти. Существуют разные типы энергонезависимой памяти. Как правило, содержимое памяти считывается так же, как из ЖАМ и 1ЖАМ, а вот для его записи применяется специальная процедура.
В рабочем режиме содержимое такой памяти только считывается, поэтому она называется памятью, доступной юолько Йн чтения (Кеао Оп1у Мепюгу, КОМ). 5.3.1. ВОМ На рис. 5.12 показана одна из возможных конфигураций ячейки КОМ. Логическое значение 0 хранится в ячейке в том случае, если в точке Р транзистор соединен с «землей»; в противном случае в ней хранится 1. Линия бита через резистор соединена с источником питания. Для того чтобы прочитать информацию о состоянии ячейки, нужно активизировать линию слова. При этом транзисторный ключ закрывается и, если есть соединение между транзистором и «землей», напряжение на линии бита падает почти до нуля. Если соединения с «землей» нет, на линии бита остается высокое напряжение, соответствующее логической единице.
Схема считывания на конце линии бита генерирует правильное выходное значение. Данные записываются в КОМ при ее производстве. 5.3.2. РВОМ Некоторые микросхемы КОМ разрабатываются таким образом, что данные в нях может записывать пользователь. В этом случае память называется программируемой КОМ (РгойгапппаЫе КОМ, РКОМ). Для программирования микросхемы 5,3. Память, доступная только для чтения 345 РКОМ, то есть для записи в нее данных, используется плавкое соединение (точка Р на рис. 5.12). До программирования во всех ячейках памяти хранятся нули.
Для того чтобы поместить в нужные ячейки единицы, пользователь может пережечь плавкие соединения с помощью импульсов усиленного тока. Совершенно очевидно, что зтог процесс необратим. Линия бита соответствует значению 0 соединения соответствует значению 1 Рис. 5.12.
Ячейка РВОМ Память РКОМ гибче и удобнее по сравнению с КОМ. Последняя используется в основном для хранения неизменяемых (постоянных) программ и данных, особенно в тех случаях, когда выпускается большое количество одинаковых микросхем. Сравнительно высокая стоимость процесса подготовки шаблона для записи информации в КОМ делает производство небольших партий таких микросхем слишком дорогим.
В подобных случаях гораздо удобнее и дешевле использовать программируемые пользователем микросхемы РКОМ. 5.3.3. ЕРВОМ Еще один тип микросхем КОМ позволяет не только записывать, но и перезаписывать данные. Такая память обычно называется стираемсй перепрограммируемой КОМ(ЕгззаЫе РгоягапнпаЫе КОМ, ЕРКОМ). Поскольку ЕРКОМ способна хранить информацию в течение длительного периода, она может использоваться вместо КОМ для хранения программного обеспечения, которое время от времени должно обновляться. Структура ячейки ЕРКОМ подобна структуре ячейки КОМ, показанной на рис.5.12.
Однако в ней всегда имеется соединение с «землей» и используется особый транзистор, который может функционировать или как обычный, или как выключенный. Этот транзистор можно запрограммировать, чтобы он работал как постоянно открытый ключ, поместив в него заряд, который он «захватывает» и не выпускает наружу. Таким образом, ячейка ЕРКОМ может использоваться для создания памяти с такой же структурой, как у описанной выше КОМ. Важным преимуществом микросхемы ЕРКОМ является то, что ее содержимое можно вытереть и повторно запрограммировать. Для стирания необходимо с помощью ультрафиолетового света удалить заряды, заключенные в транзисторах 346 Глава 5. Система памяти ячеек памяти. Поэтому микросхемы ЕРКОМ монтируются в непрозрачные кор- пуса с прозрачными окошками.
5.3.4. ЕЕРНОМ У памяти ЕРКОМ имеется два существенных недостатка: во-первых, для перепрограммирования чип нужно извлекать из схемы, а во-вторых, при перепрограммировании ультрафиолетовый свет стирает все его содержимое. Существует другая разновидность стираемой программируемой КОМ, для которой обе операции можно выполнить электрическим путем. Такие микросхемы, называемые электронно-перепрограммируемой постоянной памятью (Е1есгг1сацу ЕгазаЪ|е РгоягапппаЫе КОМ, ЕЕРКОМ), для стирания или перезаписи, как вы, по-видимому, уже догадались, не нужно извлекать из компьютера.
Более того, их содержимое можно изменять выборочно. Единственным недостатком ЕЕРКОМ является то, что для стирания, записи и чтения данных в них требуется разное напряжение. 5.3.5. Флэш-ламять Одна из сравнительно недавних разработок памяти, подобных ЕЕРКОМ, получила название флэт-памяти. Ячейка такой памяти содержит подобно ячейке ЕЕРКОМ один транзистор, управляемый «захваченным» зарядом.
Однако технологии флэш-памяти и ЕЕРКОМ, несмотря на большое сходство, существенно различаются: ЕЕРКОМ позволяет считывать и записывать содержимое одной ячейки, тогда как флэш-память дает возможность считывать ячейки по одной, а записывать только блоками. Перед записью исходное содержимое блока ячеек стирается.Флэш-память имеет большую плотность ячеек, а следовательно, большую емкость и меньшую стоимость в пересчете на бит.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
