15.Запоминающие устройства. Общие сведения. Классификация микросхем памяти.

Запоминающими устройствами называют сложные функциональные компоненты или узлы электроники, используемые для хранения значительных объемов информации. Функциональные возможности характеризуются следующими параметрами: 1) информационной емкостью – максимальное количество хранимой информации в битах или байтах; 2) быстродействием – которая оценивается временем выборки, т.е. временем прошедшим от момента обращения к ЗУ до момента появления на выходе требуемой информации; 3) энергопотребление – электрическая мощность, потребляемая от источника питания на единицу информационной емкости. (Вт/бит)

По функциональному назначению ЗУ бывают: 1) постоянные(ПЗУ); 2) оперативные(ОЗУ); 3) логические.

ОЗУ(RAM) бывают: 1) статические; 2) динамические.

ПЗУ(rom) ППЗУ(PROM)однокр прог., ПЗУМ(ROM)масочн, РПЗУ(EROM)репрогр.

По способу обращения различают: 1) адресные; 2) ассоциативные ЗУ.

Адресные ЗУ различают: –ЗУ с последовательным обращением; –ЗУ с произвольной выборкой.

В ассоциативных ЗУ поиск информации производится по признакам заключенных в самой хранимой информации. В ЗУ с последовательным обращением информация считывается в том же порядке как была записана.

По типу носителя информации различают ЗУ: 1) полупроводниковые; 2) электромагнитные; 3) сегнетоэлектрические.

В зависимости от назначения ЗУ бывают: 1) внутренние; 2) внешние; 3) буферные.

ЗУ представл собой БИС в состав кот можно выделитьь: накопитель(матрица ЗЭ(ЭП) содерж. опред. Кол-во строк и стб., схема обрамления(вхожит адресн часть, обеспечивающ выбор ЭП в накопителе.; согласующая часть (усилители считывания записи) так же входят буферн регистры, адресн мультиплексоры, блоки управл регенерации(динамич ЗУ)

В микросхемах статических ОЗУ

в качестве элемента памяти применены статические триггеры, на биполярных или МДП–транзисторах. При наличии напряжения питания статический триггер сохраняет свое состояние неограниченное время.

Микросхемы ПЗУ

а) – диодный мост; б) – многоэмиттерный транзистор

построена также по принципу матричной структуры накопителя. Функция ЭП в микросхемах ПЗУ выполняют перемычки, например, в виде диодов, транзисторов, между шинами строк и столбцов в накопителе. Занесение информации в микросхему ПЗУ характеризуется наличием эл цепи му шинами строк и стб. При записи 1 в пересечении присутствует диод, 0 нет связи му шинами. Эмит –разр линии, коллектор –питание, база- адресн. Линия.

ПЗУ(ROM) выпускаются трех типов: –программируемые при изготовлении; –однократно программируемые(ППЗУ PROM); –репрограммируемые(РПЗУ EPROM). Масочные (ПЗУМ) и однократно программируемые допускают однократное программирование, поскольку оно осуществляется формированием или разрушением соединений в матрице. Элементом памяти в микросхемах репрограммируемых ПЗУ является МДП транзистор, который обладает свойством переходить в состояние проводимости под воздействием импульса программирующего напряжения и сохранять это состояние длительное время.

Синтез синхронного счетчика

1. На основе заданного модуля М определяем число триггеров к:

K=log₂M, (2)

где М - модуль, определяющий максимальное число внутренних состояний, которое должен иметь счетчик.

Выбираем тип триггера.

2. Составление таблицы истинности счетчика по примеру табл. 16.

3. Составление и упрощение уравнений счетчика.

4. Определение характеристических уравнений применяемых триггеров.

5. Определение логических связей путем сравнения коэффициентов.

6. Составление схемы по найденным выражениям.

Рассмотрим этапы синтеза синхронного счетчика на примере.

1. Пусть требуется построить трехразрядный счётчик на Ж-триггерах.

2. В таблице 16 запишем состояния счетчика до и после воздействия входного сигнала.

3. Из таблицы истинности составим карты Карно для выходов для Для каждого случая запишем результат минимизации.

4. Определение характеристических уравнений для примененных триггеров.

Запишем для JK-тригтеров характеристическое уравнение:

5. Определение логических связей путем сравнения коэффициентов. Полученные в шаге 3 уравнения последовательно сравниваются с характеристическими уравнениями:

Характеристическое уравнение триггера

Уравнение счетчика.

Какое значение должен иметь J а, чтобы из уравнения выделить QA? J а должен быть равен 1.

Какое значение должен иметь Ка, чтобы из удалить из уравнения скобку, содержащую Ка ? Ка должен быть равен 0.

Для триггера В получаются следующие уравнения:

Аналогично получают уравнение для триггера С:

6. Нарисовать схему по найденным уравнениям. Найденные уравнения записываются вместе: