Микросхемы памяти.

При построении информационной системы возникает необходимость в хранении различных программ, исходных данных, констант, результатов обработки данных и другой информации.

Для этой цели в информационной системе организуется два типа запоминающих устройств (ЗУ):

Постоянные (ПЗУ) – для хранения программ первоначального запуска системы, драйверов, констант, кодов знаков и символов;

Оперативное (ОЗУ) – для хранения рабочих программ, обрабатываемых данных, промежуточных и окончательных результатов.

Основное отличие ПЗУ от ОЗУ заключается в способности сохранять информацию при отсутствии электропитания. ПЗУ – энергонезависимое, т.е. хранимая информация не разрушается при выключении питания. Другое отличие заключается в особенностях организации микросхем ПЗУ и ОЗУ.

Микросхемы ОЗУ имеют, как правило, одноразрядную организацию, а микросхемы ПЗУ – многоразрядную. Третье отличие в режимах работы:

микросхемы ОЗУ могут работать в трех режимах - запись, хранение, чтения;

микросхемы ПЗУ – в двух режимах – хранения и чтения.

Информация в ПЗУ заносится либо на стадии производства самой микросхемы, либо при производстве оборудования, в котором применяются микросхемы ПЗУ. В процессе эксплуатации оборудования информация в ПЗУ не может быть изменена.

Рис. 47. Условные графические обозначения микросхем оперативного и постоянного запоминающих устройств.

Основой микросхемы памяти является элемент памяти (ЭП) - структура способная хранить один бит памяти.

В ОЗУ элемент памяти может быть статическим – триггер или динамическим – емкость перехода затвор – исток полевого транзистора. Если микросхема строится на элементах памяти динамического типа, то ее емкость во много раз больше, но требуется постоянная регенерация (восстановление) хранимой информации, что усложняет схемы оборудования

В ПЗУ элементы памяти иные:

в непрограммируемых микросхемах элементом памяти является либо диод, либо эмиттерный переход транзистора, либо полевой транзистор;

в однократно программируемых – это легкоплавкие перемычки, разрушаемые при программировании;

в репрограммируемых ПЗУ (программируемые многократно) – это полевой транзистор с плавающим затвором.

Структура микросхемы памяти

Элементы памяти собраны в матрицу, которая имеет некоторое количество строк и столбцов. Элементы памяти размещаются в узлах матрицы, т.е. на пересечении строк и столбцов (Рис 48).

Выбор одного элемента памяти осуществляется кодом адреса поданного на адресные входы микросхемы.

Младшие разряды адреса поступают на дешифратор, к выходу, которого подключены строки матрицы. Следовательно, на одной из строк появляется высокий уровень напряжения. Он передается через элемент памяти, в которые записаны единицы на соответствующие столбцы.

Старшие разряды адреса подаются на адресные входы мультиплексора, информационные входы которого подключены к столбцам. Таким образом, к выходу микросхемы будет подключен только один столбец и, следовательно, один элемент памяти.

При многоразрядной организации столбцы матрицы разбиваются на группы, каждая из которых подключена к своему мультиплексору. Следовательно, к выходам микросхемы одновременно подключаются несколько элементов памяти и выдается многоразрядный код данных.

Рис. 48. Структура микросхемы постоянного запоминающего устройства.

Несколько элементов памяти, имеющие один адрес, называются ячейкой памяти. Обычно ячейки имеют 4, 8, 16, 32 разряда.

В микросхемах ОЗУ на выходах матрицы включено устройство ввода -вывода, позволяющее подключать выбранный элемент памяти либо к информационному входу (при записи), либо к выходу (при чтении) микросхемы. Это же устройство позволяет перевести выход микросхемы в третье состояние.

Рис. 49. Условное графическое обозначение интегральной микросхемы ОЗУ К155РУ2.