Постійні запам’ятовувальні пристрої

Полтавський Військовий Інститут Зв’язку

Кафедра схемотехніки радіоелектронних систем

ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ

напрям підготовки 0924 «Телекомунікації»

 

Постійні запам’ятовувальні пристрої.

Полтава – 2006

Навчальна література.

 

1.         Мікропроцесорна техніка: Підручник/ Ю.І. Якименко та інш. – К.: ІВЦ Політехніка; Кондор, 2004. с. 189 – 217.

2.         Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехніка. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. с. 195 – 216.

3.         Мюллер, Скотт. Модернизация и ремонт ПК, 16-е изд. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. с. 429 – 487.

ВСТУП.

 

Постійні запам'ятовуючі пристрої призначені для зберігання одноразово записаної до них інформації, яка має зберігатися навіть за умов знеструмлення комп'ютеру. Такою інформацією є, наприклад, дані і програми, потрібні для завантаження операційної системи та керування роботою зовнішніх пристроїв комп'ютеру (BIOS). Таким чином, постійний запам'ятовуючий пристрій – це пам'ять комп'ютера, призначена для зберігання службових програм і даних, які не можуть бути змінені у процесі його роботи.

Для позначення ПЗП застосовується абревіатура ROM, яка відображає функціональне призначення ПЗП: (Read-Only Memory) – пам'ять тільки для читання.

Постійні запам'ятовуючі пристрої мають більше варіантів побудови ніж оперативні. Мікросхеми пам'яті розташовуються на системній платі комп'ютера, на платі контролерів зовнішніх пристроїв, відеоадаптера та взагалі у контролерах усіх пристроїв комп'ютера, що мають власні керуючі процесори (мікроконтролери). Усі ПЗП є енергонезалежними.

1. Класифікація та характеристики сучасних ПЗП

За способом організації доступу до пам'яті ПЗП – це пристрої з безпосереднім (довільним) доступом.

За методом пошуку необхідного слова (необхідної ділянки) – це адресні пристрої (тобто інформація відшукується за вказаною адресою).

По типу фізичного середовища, яке здійснює зберігання інформації, ПЗП, як правило є напівпровідниковими пристроями.

За способом зберігання інформації ПЗП мають статичну пам'ять.

За способом запису (перезапису) інформації ПЗП можна класифікувати згідно рис. 1.

Рис.1 Класифікація ПЗП за способом запису (перезапису) інформації.

Основними характеристиками мікросхем постійної пам’яті є:

1.         Ємність (Обсяг пам'яті). Нагадаємо, що загальна ємність мікросхеми пам’яті це добуток глибини адресного простору (Depth Adress – кількість біт інформації, яке зберігається в комірках кожної матриці) на кількість ліній вводу/виводу (розрядів). Для сучасних ПЗП, в залежності від призначення цей показник може змінюватися в широких межах від декількох Кбайт до декількох Гбайт (FLASH пам’ять).

2.         Розрядність. Нагадаємо, що цей показник визначається кількістю бітів розміщених в комірках пам’яті.

3.         Швидкодія. Визначається часом доступу для операцій запису або читання інформації. Для сучасних ПЗП він складає одиниці-десятки мкс.

4.         Часова діаграма. (або кількість тактів, які необхідні МП для виконання операцій запису або зчитування даних. Читання даних з ПЗП, звичайно, потребує двох тактів.

6. Кількість циклів запису – стирання (Для РПЗП). До 10⁶.

7. Час стирання мікросхеми. Менше 10 мс (для ЕЕРROM).

8. Надійність. Інформація може зберігатися десятки років.

 

2. Маскові постійні запам’ятовувальні пристрої.

Самі прості з ПЗП - маскові. Головною властивістю маскових ПЗП є те, що інформація до них записується ще на етапі виготовлення кристалу мікросхеми пам’яті. Для цього використовують спеціальні маски (шаблони), які визначають порядок з'єднань між елементами пам'яті на напівпровідниковому кристалі. Зрозуміло, що таким чином не варто виготовляти декілька сотень мікросхем – мова йде про дійсно великі партії. Саме так виготовляють пам'ять для застосування у автоматах з жорсткою логікою (на зразок пральних машин або відеоплеєрів), для запису програм управління роботою клавіатури, монітора, для використання у якості таблиці знакогенератора матричного принтера, навіть деякі з перших програм керування роботою системної плати ЕОМ – BIOS, були записані до мікросхем такого типу ПЗП.

Розглянемо більш детально побудову модулів маскових ПЗП. На рис 2. зображено УГП ПЗП на вісім однорозрядних комірок. Запис конкретного біта в однорозрядну комірку здійснюється підключенням дроту до джерела живлення (запис одиниці) або підключенням дроту до корпусу (запис нуля). Адреси комірок пам’яті в цій мікросхемі подаються на выводи A0 ... A2. Мікросхема вибирається сигналом CS. Читання мікросхеми відбувається сигналом RD.

Для збільшення розрядності комірки пам'яті ПЗП ці мікросхеми з’єднують паралельно. Схема паралельного з’єднання однорозрядних ПЗП приведена на рис. 3.

Рис. 3. Схема багаторозрядного ПЗП.

Для зменшення об’єму схеми дешифратора, необхідного для роботи ПЗП, застосовують мультиплексор, що виконує і функцію вибору стовпчика матриці елементів, і забезпечує читання інформації шляхом комутації вибраного стовпчика з виходом схеми. Вибір рядка, як звичайно, виконується дешифратором. Така структура має назву 2DM і зображена на рис. 4.

 

Рис. 4. Схема маскового постійного запам’ятовуючого пристрою (структура 2DM).