Запоминающие устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

ОЗУ

Микросхемы ОЗУ построена на биполярных и МДП транзисторах. Элементом памяти в первых из них служит простейший триггер, во вторых - триггер или конденсатор, заряжаемый до напряжения, соответствующего единичному состоянию элемента. Биполярные триггерные микросхемы обладают значительным быстродействием, а МДП микросхемы - большей емкостью ЗУ. Кроме того, МДП-микросхемы потребляют значительно меше энергии.

Типичный пример триггерного ОЗУ - параллельный регистр;. При четырех битах хранимой информации все его компоненты умещаются в одном корпусе с 14-ю выводами, обеспечивающими доступ ко всем входам и выходам четырех элементов памяти. Организация памяти в виде отдельных регистров применяется при создании ОЗУ малой емкости.

При увеличении емкости ОЗУ возникает проблема доступа к каждому элементу памяти при ограниченном числе выводов в корпусе. Эта задача решается с помощью адресной организации ЗУ с использование дешифратора кода адреса. Как уже говорилось ранее, дешифратор с n адресными входами дешифрирует 2ⁿ состояний. Таким образом, при четырех входах можно организовать обращение к 16 элементам памяти при 10 к 1024 элементам.

Запоминающее устройство адресного типа состоит из трех основных блоков: массива элементов памяти (накопитель), блока адресной выборки (дешифратор адреса) и блока управления.

Рассмотрим назначение и взаимодействие этих блоков на примере ОЗУ на 64 бита с адресной организацией выборки 16 четырехразрядных слов (16 слов х 4 разряда = 64 бита).

Условное изображение и функциональная схема такой микросхемы приведены на рисунке 1,а. Массив памяти образован 16 четырехразрядными цепочками триггеров. При сигнале V=0 одна из цепочек, соответствующая выставленному адресу А1-А4, переходит в рабочее состояние, и ее сигналы поступают на входы элемента И (7-10). При сигнале V-1 на всех выходах DС низкие уровни, и следовательно, все триггеры отключены от выходных шин накопителя. При V=0 и W=0 на выбранную цепочку поступают информационные сигналы входы (D0-D4) и элементом 1 вырабатывается сигнал записи. В этом режиме при смене информации на входе ОЗУ происходит перезапись информации в данном слове массива. При сигналах V=1 и W=0 входная информация проходит непосредственно на выход микросхемы, минуя массив триггере (дешифратор не выбирает ни одной из цепей). И, наконец, при V=1 и W=1 запрещена работа дешифратора, узла, вырабатывающего сигнал "Запись" и входных элементов И.

Рис. 1

Таким образом, блок управления (десять элементов И) обеспечивает работу ОЗУ в режимах: запись, считывание, сквозной перенос, хранение информации.

Выходные логические элементы И выполнены по схеме с открытым коллектором, что позволяет соединять вместе выходы Q нескольких микросхем ОЗУ. При этом происходит наращивание емкости ОЗУ две микросхемы-32 слова, три-48 и т. д.

Адресное управление А1-А4, информационные входы D1-D4 и выход Q1-Q4 всех микросхем объединяют в общие шины, а выбор рабочего массива осуществляют дополнительным дешифратором по входам V и W. Так построена микросхема К155РУ2 рисунок 1,б.

Рис. 2 (нажмите для увеличения)

При конструировании ОЗУ емкостью в сотни тысяч бит в одном корпусе возникают трудности с созданием дешифраторов с таким числом выходов. Их удалось преодолеть при построении матричных накопителей, в которых выборка каждого элемента памяти осуществляется не по одной шине, а по двум (по строкам и столбцам). Функциональная схема такого ОЗУ емкостью 256 бит приведена на рисунке 2. Для выбора 256 ячеек необходимы восемь адресных входов. Они разделены на две четверки, каждая из которые управляет дешифратором на 16 положений. При любой комбинации сигналов A1-A8 единичные значения сигналов на шине строки и шине столбца окажутся только у одного элемента памяти. Только этот элемент будет воспринимать управляющие сигналы, идущие по общим шинам: выбор микросхемы CS (Chip Select), разрядная шина 1, разрядная шина 0. Анализ логической структуры блока местного управления (три элемента И) позволяет составить таблицу режимов работы этого ОЗУ.

Выходной усилитель ОЗУ в режиме записи и хранения информации находится в третьем состоянии (состояние с высоким сопротивлением), что позволяет наращивать объем памяти так же, как и для микросхемы К155РУ2.

Цоколевка микросхем К176РУ2 и 1К561РУ2 (ОЗУ с такой структурой выполнены по КМДП технологии показана на рисунке 2,б. Используя их, необходимо помнить, что информация на адресных (А1-А8) и информационном входах должна меняться при высоком уровне сигнала CS как в режиме записи, так и в режиме считывания. В противном случае будет разрушаться ранее записанная информация. Смена информации должна производиться за время не менее 0,1 мкс до начала сигнала СS=0 либо не ранее чем через 0,5 мкс после его окончания.

ПЗУ

Постоянные ЗУ допускают только считывание занесенной в них информации. В ПЗУ по каждому n-разрядному адресу записано одно заранее установленное m-разрядное слово. Таким образом, ПЗУ являются преобразователями кода адреса в код слова, т. е. комбинационной системой с n входа- ми и m выходами.

Накопитель ПЗУ обычно выполняется в виде системы взаимно перпендикулярных шин, в пересечениях которых либо стоит (логическая 1), либо отсутствует (логический 0) элемент, связывающий между собой соответствующие горизонтальную и вертикальную шины. Выборка слов производится так же, как и в ОЗУ, при помощи дешифратора. Выходные транзисторы усилителей могут быть с открытым коллектором или с третьим состоянием. Тогда при стробирующем сигнале V=1 микросхема отключается от выходной шины, что позволяет наращивать память простым объединением выходов микросхем ПЗУ.

В настоящее время производиться огромное количество ПЗУ, или энергонезависимой памяти, как последовательного так и параллельного типа. В данной статье я расскажу только про параллельные ПЗУ так как для того чтобы рассказать про последовательные такие как I². Рассмотрим однократно программируемое ПЗУ к155ре3. Информационная емкость ее 256 бит, организация 32х8. В этих ПЗУ элементом памяти является биполярный транзистор с выжигаемой перемычкой. При программировании в ячейке где должен быть записан 0, через транзистор пропускают импульс тока, достаточного для разрушения перемычки.

Микросхема К573РФ6 ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, объем памяти 64Кбит организация 8192х8. Микросхема имеет в своем корпусе окошко, используемое пи стирании ультрафиолетовым светом. После стирания это окошко заклеивается светонепроницаемой пленкой. После стирания все ячейки находятся в состоянии логической единицы. Микросхема работает в режиме программирования когда напряжение источника питания 25 вольт, на входе -OE напряжение высокого уровня. Для записи информации необходимо подать байт данных на выходы данных. Адресные сигналы и сигналы данных имеют ТТЛ уровень. Когда адресная и входная информация выставлена подается на вход -CE/PGM импульс программирования с уровнем ТТЛ и длительностью 50 мс. Импульс программирования подается для каждого байта записываемой информации. После программирования каждой ячейки необходимо проверить правильно ли она запрограммирована. Если байт считанный с ПЗУ не соответствует записываемому то процедуру программирования для данное ячейки необходимо повторить.

Автор: -=GiG=-, gig@sibmail; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Разработана долговечная алмазная батарея 10.12.2024 Современные энергетические технологии стремятся к созданию более долговечных и экологически чистых источников энергии. Недавнее открытие британских ученых может стать настоящей революцией в этой области. Они разработали уникальное устройство, которое получило название «алмазная батарея». Это инновационное изобретение, способное работать тысячи лет, основано на использовании радиоактивного изотопа углерода-14, и открывает новые горизонты для энергетических решений в самых разных областях. Алмазная батарея функционирует по принципу, схожему с работой солнечных панелей, но с важным отличием: вместо солнечного света она использует радиоактивный распад углерода-14. Этот изотоп широко используется в археологии и геологии для определения возраста органических материалов. Распадаясь, углерод-14 высвобождает электроны, которые алмазная структура улавливает и преобразует в электрический ток. Благодаря этому процессу, батарея способна генерировать стабильную энергию на протяжении тысяч лет. Период полураспада углерода-14 составляет около 5700 лет, что обеспечивает долговечность устройства. Одним из основных достоинств алмазной батареи является ее долговечность. Благодаря устойчивости радиоактивного изотопа, батарея может функционировать на протяжении тысячелетий без необходимости замены или обслуживания. Это открывает новые возможности для использования энергии в условиях, где традиционные источники не могут быть эффективными. Например, в космосе, где необходимость в надежных и долговечных источниках энергии особенно велика. Еще одним значимым преимуществом является экологичность. Алмазная батарея перерабатывает радиоактивные отходы, превращая их в безопасные и полезные источники энергии. Это решение не только минимизирует воздействие радиоактивных материалов на окружающую среду, но и помогает уменьшить количество отходов, что делает технологию привлекательной для экологически сознательных решений. Кроме того, эта батарея не зависит от внешних условий. Она не требует солнечного света или других источников энергии для работы, что делает ее идеальной для использования в экстремальных условиях. Это свойство позволяет использовать алмазные батареи в таких сферах, как космические миссии, медицинские имплантаты, а также в мониторинге инфраструктурных объектов, где замена батарей невозможна или крайне сложна. Алмазная структура батареи эффективно изолирует вредное излучение, что делает устройство безопасным для человека и окружающей среды. Уникальные свойства алмаза, благодаря его кристаллической решетке, позволяют удерживать радиацию внутри, не позволяя ей проникать наружу. Это добавляет еще один уровень безопасности, который был важным при разработке этой технологии. Разработка алмазной батареи представляет собой значительный шаг в направлении устойчивых и автономных источников энергии. Она способна не только удовлетворить потребности в энергии для самых разных устройств, но и значительно повлиять на развитие технологий будущего. Это открытие обещает изменить подход к использованию источников энергии, предлагая долговечность, экологическую безопасность и высокую автономность. Создание алмазной батареи открывает новую эру в энергетике. Ее потенциальное использование в таких областях, как медицина, космос и военные технологии, имеет огромное значение. Этот прорыв в технологиях не только решает актуальные проблемы современности, но и задает вектор для дальнейших инноваций, что делает мир более устойчивым и энергоэффективным.

Другие интересные новости:

▪ 9-местный электросамолет

▪ Обнаружен живой организм, живущий без воздуха

▪ Loon от Google - система глобального доступа в Интернет

▪ Складной аккумулятор

▪ Идентификация человека по походке

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Мы всё это изменили. Крылатое выражение

▪ статья Чем отличаются белые носороги от черных носорогов? Подробный ответ

▪ статья Алтей аптечный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Клей и мазь для велосипедных шин. Простые рецепты и советы

▪ статья Зарядное устройство-автомат для Ni-Cd аккумуляторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026