13.3.2. Статические зу
Основой статических ОЗУ (SRAM) является RS-триггер или регистры. Примерами статических ОЗУ являются микросхемы 133, 155, 531, 565 серий РУ1, РУ3, РУ5, РУ6 и другие. Статические ОЗУ в несколько раз дороже динамических и приблизительно во столько же раз меньше по информационной емкости. Главное применение микросхем оперативной памяти – это временное хранение цифровой информации, которая в любой момент времени может быть считана или изменена. Важную роль играет и время доступа (записи и чтения). В зависимости от того, в каком порядке может записываться или читаться информация, существуют две разновидности статических ОЗУ:
ОЗУ с параллельным или произвольным доступом (адресные);
ОЗУ с последовательным доступом (безадресные или стеки).
При параллельном или произвольном доступе (адресные ОЗУ) записывать информацию можно в любой адрес ЗУ и читать информацию из любого адреса в произвольном порядке. Для этого нужно сформировать код адреса ячейки, управляющие сигналы (выбор кристалла, разрешение записи/чтения), и после этого записать данные или считать. ЗУ подобного типа, реализованное на регистрах, рассмотрено ранее (см. рис. 8.5).
При последовательном доступе (безадресные ОЗУ или стеки) предполагается более простой порядок обмена. В этом случае не надо задавать код адреса ячейки, в которую должна записываться информация или откуда должна считываться. При последовательном доступе для записи информации нужно сформировать код данных и подать его в ЗУ совместно с сигналом разрешения записи. Для чтения информации нужно подать только сигнал разрешения чтения. Задание адреса в этих случаях формируется автоматически специальными счетчиками.
При последовательной записи данные в ЗУ образуют некоторую очередь. Считывание информации из очереди происходит слово за словом либо в порядке записи, либо в обратном. Прямой порядок считывания имеет место в буферах (стеках) FIFO – “первый пришел – первый вышел”. Устройство с такой структурой рассмотрено в главе 8 (рис. 8.7). Примером микросхемы с рассмотренной структурой является микросхема 531РУ10, в которой может храниться до 16 пятиразрядных слов.
Запоминающие устройства, в которых считывание информации производится в обратном порядке по отношению к записи – “последний пришел – первый вышел”, называют буферами (стеками) LIFO или “магазин”. Структура типа LIFO, как и структура FIFO, основана на применении регистров, поэтому она также рассмотрена в главе 8 настоящего учебного пособия (рис. 8.8).
Разновидностью оперативной памяти является память типа NV-SRAM, которая способна сохранять информацию при отключении питания. Это свойство обеспечивается добавлением к ОЗУ перепрограммируемого запоминающего устройства с электрическим стиранием, которое обеспечивает сохранение информации в ППЗУ при снижении питающего напряжения ниже некоторого уровня. После восстановления питания информация автоматически передается обратно в ОЗУ. Такая комбинация двух типов памяти обеспечивает улучшение скоростных характеристик ОЗУ.
На рис. 13.5 показаны варианты условного графического обозначения микросхем памяти на функциональных схемах цифровых устройств.
а б в
Рис. 13.5. Условное графическое обозначение микросхем памяти: ПЗУ (а), ОЗУ с двунаправленной шиной данных (б), ОЗУ с раздельными шинами данных (в)
Следует отметить, что в настоящей главе не рассматриваются вопросы объединения ЗЭ в запоминающие массивы типа 2D, 3D, 2DM и т. д. Эти вопросы будут рассмотрены в курсе «организация ЭВМ и систем». Здесь рассмотрены лишь некоторые ЗЭ наиболее распространенных микросхем памяти. Дополнительные сведения и описание различных вариантов применения можно найти в [3, 4, 11, 15].