9 Пристрої пам’яті. Поняття про озп і пзп.
Оперативна пам'ять (також оперативний запам'ятовуючий пристрій, ОЗП) - це пам'ять, частина системи пам'яті ЕОМ, в яку процесор може звернутися за одну операцію (jump, move і т. п.). Призначена для тимчасового зберігання даних і команд, необхідних процесору для виконання ним операцій. Оперативна пам'ять передає процесору дані безпосередньо, або через кеш-пам'ять. Кожна область оперативної пам'яті має свій індивідуальний адресу. ОЗП може виготовлятися як окремий блок або входити в конструкцію однокристальної ЕОМ чи мікроконтролера.
Фізичні види ОЗУ
На сьогодні найбільше поширення мають два види ОЗУ:
SRAM (Static RAM) - ОЗУ, зібране на тригерах, називається статичної пам'яттю з довільним доступом або просто статичної пам'яттю. Перевагою цього виду пам'яті - швидкість. Оскільки тригери зібрані на вентилях, а час затримки вентиля дуже малий, то й перемикання стану тригера відбувається дуже швидко. Даний вид пам'яті не позбавлений недоліків. По-перше, група транзисторів, що входять до складу тригера, обходиться дорожче, навіть якщо вони виготовляються мільйонами на одній кремнієвій підкладці. Крім того, група транзисторів займає значно більше місця, оскільки між транзисторами, які утворюють тригер, повинні бути витравлені лінії зв'язку.
DRAM (Dynamic RAM) Більш економічний вид пам'яті. Для зберігання розряду (біта) використовується схема, що складається з одного конденсатора і одного транзистора (у деяких варіаціях конденсаторів два). Такий вид пам'яті вирішує, по-перше, проблему дорожнечі (один конденсатор і один транзистор дешевше декількох транзисторів) і по-друге, компактності (там, де в SRAM розміщується один тригер, то є один біт, можна умістити вісім конденсаторів і транзисторів).
Є і свої мінуси. По-перше, пам'ять на основі конденсаторів працює повільніше, оскільки якщо в SRAM зміна напруги на вході тригера відразу ж призводить до зміни його стану, то для того щоб встановити в одиницю один розряд (один біт) пам'яті на основі конденсатора, цей конденсатор потрібно зарядити , а для того щоб розряд встановити в нуль, відповідно, розрядити. А це набагато триваліші операції (у 10 і більше разів), ніж перемикання тригера, навіть якщо конденсатор має вельми невеликі розміри. Другий істотний мінус - конденсатори схильні до «стіканню» заряду; простіше кажучи, з часом конденсатори розряджаються. Причому розряджаються вони тим швидше, чим менше їх ємність. У зв'язку з цією обставиною, щоб не втратити вміст пам'яті, заряд конденсаторів необхідно регенерувати через певний інтервал часу - для відновлення. Регенерація виконується шляхом зчитування заряду (через транзистор). Контролер пам'яті періодично припиняє всі операції з пам'яттю для регенерації її вмісту, що значно знижує продуктивність даного виду ОЗУ. Пам'ять на конденсаторах отримала свою назву Dynamic RAM (динамічна пам'ять) саме за те, що розряди в ній зберігаються не статично, а «стікають» динамічно в часі.
Таким чином, DRAM дешевше SRAM і її щільність вище, що дозволяє на тому ж просторі кремнієвої підкладки розміщувати більше бітів, але при цьому її швидкодію нижче. SRAM, навпаки, більш швидка пам'ять, але зате й дорожче. У зв'язку з цим звичайну пам'ять будують на модулях DRAM, а SRAM використовується для побудови, наприклад, кеш-пам'яті в мікропроцесорах.
Логічна структура пам'яті в IBM PC
У реальному режимі пам'ять ділиться на наступні ділянки:
Основна область пам'яті (conventional memory).
Upper Memory Area (UMA).
Додаткова пам'ять (доступна через специфікацію XMS).
High Memory Area (HMA).
Найпростіша схема взаємодії оперативної пам’яті з ЦП
Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) - енергонезалежна пам'ять, використовується для зберігання масиву незмінних даних.
По різновидах мікросхем ПЗП діляться на наступні типи:
ROM - (Read-Only Memory, постійний запам'ятовуючий пристрій), масочний ПЗУ, виготовляється фабричним методом. Надалі немає можливості змінити записані дані.
PROM - (Programmable Read-Only Memory, програмований ПЗУ (ППЗУ)) - ПЗУ, зміст якого можливо записати лише один раз.
EPROM - (Erasable Programmable Read-Only Memory, Багаторазово перепрограмуєма ПЗУ (ПППЗУ)).
EEPROM - (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, електрично очищуєма перепрограмуєма ПЗУ). Пам'ять такого типу може стиратися і заповнюватися даними кілька десятків тисяч разів. Використовується в твердотільних накопичувачах. Однією з різновидів EEPROM є флеш-пам'ять.
По виду доступу:
З паралельним доступом (Parallel mode або Random access): такий ПЗП може бути доступний в системі в адресному просторі ОЗУ. Наприклад, К573РФ5;
З послідовним доступом: такі ПЗП часто використовуються для одноразового завантаження констант або прошивки у процесор або ПЛІС
За способом програмування мікросхем (записи в них прошивання):
Неперепрограмуємі ПЗП;
ПЗП, програмуємі тільки за допомогою спеціального пристрою - програматора. Використання програматора необхідно, зокрема, для подачі нестандартних і досить високих напруг (до + / - 27 В) на спеціальні входи мікросхеми.
Внітрисхемно- (пере)програмовані ПЗП (ISP, in-system programming) - такі мікросхеми мають всередині генератор всіх необхідних високих напруг, і можуть бути перепрограмовані без програматора і навіть без вилучення з плати, програмним способом.
Застосування
У постійну пам'ять часто записують мікропрограму управління технічним пристроєм: телевізором, стільниковим телефоном, різними контролерами, або комп'ютером (BIOS). ПЗУ в IBM PC-сумісних ЕОМ розташовується в адресному просторі з F600: 0000 по FD00: 0FFF