Адресные ЗУ

Чтобы обратиться к ячейке, необходимо указать адрес этой ячейки.

RAM (Random Access Memory) – хранятся коды программы, либо данные программы, которые могут быть изменены в любой момент времени. Применение – временное хранение цифровой информации, всевозможных массивов кодов, таблиц данных, одиночных чисел и т.д.

Энергозависима.

С татические ЗУ	Д инамические ЗУ
кэш-памяти	ОЗУ
быстродействие выше	быстродействие ниже
плотность ниже	плотность выше
информационная емкость меньше	информационная емкость больше
цена выше	цена ниже
статический триггер (6 биполярных Т)	Т и С, бит – наличие (или отсутствие) заряда на С
хранит информацию, пока есть питание, «+» низкая потребляемая Р, через ячейки ток идет только в момент обращения к ним	нуждается в частом обновлении содержимого (этим занимается контроллер памяти) иначе С разряжается, и информация в памяти теряется
4Т – ЗЭ, а 2Т – для выборки ЗЭ и чт/зп; Т1, Т2 и Т3, Т4 работают противофазно: 1 открыт, 2 - закрыт. Если Т1 открыт, то высокий потенциал от + Ucc через Т1 пода­ется на затворы Т3 и Т4. При этом Т3 запирается, а Т4 - открывается. Низкий потенциал корпуса че­рез открытый Т4 подается на затворы Т1 и Т2 и поддерживает открытое состояние Т1 и закрытое Т2. Если открыт Т1, то ЗЭ хранит лог. 1, если открыт Т3 - лог. О. Т5 и Т6 действуют как переключатели, затворами подключены к линии выборки, от­крываются при подаче в нее высокого потенциала. При открытии Т5 и Т6 потенциалы с 4 Т поступают на разрядные шины ШРl и ШРО.	для записи/считывания информации в эту ячейку включается транзистор Т и на ЛЗС подается соответствующее U. В результате на С образуется определенный q; после выключения Т конденсатор начинает разряжаться (из-за его собственного сопротивления утечки и после выключения Т продолжает слабо проводить ток); соединенный с ЛЗС усилитель считывания определяет, превышает ли q пороговое значение – да, то он подает на линию бита U, соответствующее 1, нет, то он снижает напряжение до 0, обеспечивая тем самым отсутствие заряда на C.

Статические:

Асинхронные – сигналы управ­ления могут задаваться как импульсами, так и уровнями. CS может оставаться неиз­менным на протяжении многих циклов обраще­ния к памяти.

Тактируе­мые (синхронные) – в каждом цикле обращения должен формироваться фронт CS.

Конвейерные – такт передачи данных реализован по конвейерному принципу. Конвейер работает с тактовой часто­той процессора.

ROM (Read Only Меmоrу) – со­держимое не изменяется. Процессор может лишь прочитать данные или оче­редные команды программы. Информация в микросхему ЗУ заносится в процессе ее производства,или пользователем в спец режиме программирования. ROM(M) программируется при изго­товлении с помощью масок.

В качестве ЗЭ могут вы­ступать диоды, биполярные транзисторы, МОП-транзисторы.

Строки – линии выборки слов, столбцы – ­линии считывания. В строку подается напряжение. Диод есть – 1, диода нет – 0. (вертикальная линия через R связана с корпусом).

Линии выборки – выходы дешифратора адреса.

При производстве все технологические операции, кроме напыления подзатворногo окисла, будут одинаковы­ми, требуются только различные шаблоны – маски, че­рез которые осуществляется процесс напыления – удешевление производства.

«+» Компактно­сть ЗУ, высокий уров­ень интеграции.

Область применения – хранение кодов букв русского и латинского алфавитов, таблиц типовых функций (сину­са, квадратичной функции).

РROM – для записи информации в ЗЭ подаются специальные электрические сигналы. В ЗУ типа PROM данные могут быть занесены один раз путем прожигания плавких перемы­чек или, наоборот, за счет создания перемычек путем электриче­ского пробоя.

Программируют

1) устранением или созданием спец перемычек (нихромовых или поликремниевых).

2) устранением плавких перемычек, путем расплавления импульсами тока достаточно большой амплитуды и длительности. В исх-м состоянии ЗЭ хранит 1.

3) устранением перемычек в виде пары встречно включенных диодов, пробиваемых при программировании. В исходном состоянии ЗЭ хранят лог. 0. При програм-и на ЗЭ подается напряжение, пробивающее встречный диод или диэлектрическую перемычку.

EPROM стира­ние выполняется путем засвечивания кристалла через прозрачное окно мощным ультрафиолетовым излучением @ 0,4мкм.

ЗЭ – ЛИЗМОП (Лавинная Инжекция За­ряда)

В область затвора можно вводить заряд. Область введения – окруженная со всех сто­рон диэлектриком проводящая область – плавающий затвор. При подаче на управ­ляющий затвор, исток и сток импульса положительного напряжения в обратно смещенных p-n-переходах возникает лавинный электрический пробой. Часть электронов, имеющих энергию, достаточную для преодоления диэлектрической области, проникает в плавающий затвор. Снятие высокого программирующего напряжения восстанавливает обычное состояние областей тран­зистора и запирает электроны в плавающем затворе. При отсутствии на плавающем затворе заря­да транзистор работает в обычном ключевом режиме. В исходном состоянии ЗЭ хранят 1, при программировании в них записываются О.

Воздействие лучей приводит к постепенному изменению свойств полупроводниковых материалов, поэтому число циклов перепрограммирования ограничено до 10...100. Программи­рование с помощью программаторов.

EEPROM – стирание осуществляется подачей спец электрических импульсов.

Длительность электрич стирания меньше, поэтому циклов перепрограммирования м.б. больше – 10⁴... 10⁶.

ЗЭ – МНОП-транзисторы.

МНОП-транзисторы. На поверхности кристалла расположен тонкий слой SiO₂, далее более толстый слой нитрида кремния Si₃N₄ и затем затвор.

При создании электрического поля достаточно высокой напряженности носители заряда м. проходить через тонкую пленку оксида толщиной не более 5 нм и скапливаться на границе раздела слоев. После снятия электрического поля заряд остается захваченным приграничным слоем нитрида кремния и уже не рассасывается. Этот заряд и явл. носителем инф-ции. В зависимости от направленности электрического поля м. создавать заряд любого знака. Рабочие напряжения на затворе транзистора не в состоянии его открыть. Чтобы стереть запис-ю инф-ю, подается напряжение, создающее электр. поле противоположной направл-ти, и носители заряда ч/з слой SiO₂ возвращаются в п/п.

FLASH. Подобна EEPROM, но их отличие - в скорости стирания инфор­мации. Информация может быть стерта подачей одного сигнала, т.е. мгновенно (flash - вспышка), либо вся, либо по блочно – размеры от 256 байт до 128 кбайт.

«–» При замене одного слова необходимо перезаписывать всю инф-цию.

Флэш-память с адресным доступом. Хранение редко изменяемых данных. Запись и стирание осу­ществляет процессор выч устр-ва в обычном рабочем режиме. Для этого Флэш-память имеет дополнительное управление словами-командами, записывае­мыми процессором в специальный регистр микросхемы. При подаче специального напряжения программирования схема обеспечивает запись и стирание информации. Перед программировани­ем процессор считывает из микросхемы код - идентификатор, содержащий код фирмы-изготовителя и микросхемы для согласования алгоритмов стирания и записи, автоматически. Стираются все байты памя­ти или выбранного блока, после чего все они проверяются, выполняется повторное стирание и проверка.

Программирование памяти ведется байт за байтом, записанная информация проверяется. Процессор счи­тывает из ЗУ записанный байт и сравнивает его с исходным.

Один из блоков предназначен для хранения ПО BIOS и аппаратно защищен от случайного стирания. В ЗУ есть также блоки парамет­ров и главные блоки, не защищенные от случайного стирания. Главные блоки хранят основные управляющие программы, а бло­ки параметров - относительно часто меняемые параметры систе­мы.

Файловая Флэш-память применяется для замены твердых дис­ков. Сокращает потребляемую мощность, повышает надежность ЗУ, уменьшает их размеры и вес, повышает быстродействие при чтении данных. Программа может читаться процессором непосредственно из файловой Флэш-памяти, туда же записываются и результаты. На основе файловой Флэш-памяти создаются компактные съемные внешние ЗУ.

ЗУ с последовательным доступом. Используются, где данные могут быть выстроены в очередь. FIFO, LIFO.

В FIFO запись в пустой буфер сразу же доступна для чт, т.е. поступает в конец цепочки.

В файловых ЗУ данные поступают в начало цепочки и появляются на выходе после неко­торого числа обращений, равного числу элементов в цепочке. За­писываемые данные объединяются в блоки, обрамляемые специальными символами конца и начала (файлы). Прием данных из файлового ЗУ начинается после обнаружения приемником сим­вола начала блока.

В циклических ЗУ слова доступны одно за другим с постоян­ным периодом, определяемым емкостью памяти – видеопамять – хранение данных о цвете и яркости каждой точки.

Считывание в обратном порядке свойственно стековым ЗУ, для которых реализуется принцип LIFO. Для обращения к содержимому стека используется регистр SP – указатель стека (Stack Pointer). Этот регистр содержит адрес вершины стека. Существует два варианта организации:

1) стек состоит из группы ячеек обособленных от основной памяти; «–» ограниченное количество ячеек;

2) под стек выделяется часть области памяти данных, задается программистом; «–» при нарушении заданных границ происходит обращения к ячейкам, содержащим другие данные.

При инициализации в SP записывается адрес младшей ячейки стека -1, если стек растет вверх. Старший адрес +1, если стек растёт вниз.

При записи данных: изменение содержимого указателя стека на 1, а затем запись в ячейку на которую указывает указатель стека. При считывании наоборот сначала данные извлекаются, затем происходит изменение содержимого указателя стека.

Основное предназначение стека сохранение адреса возврата при вызове подпрограммы. Размер стека ограничивается лишь наличием данных в ОЗУ, поэтому необходимо следить за тем, чтобы стек не попал в область данных. В счетчике команды, которая должна будет выполниться.

ЗУ с ассоциативным доступом. Поиск информации осуществ­ляется по признаку – «ассоциации». КЭШ-память. Хранимые в памяти слова одновременно проверяются на соответствие призна­ку, например, на совпадение определенных полей слов - тегов с признаком, задаваемым входным словом (теговым адресом). На выход выдаются слова, удовлетворяющие признаку.

Виртуальная память это временное хранилище, используемое компьютером для выполнения программ, превышающих размер доступной оперативной памяти. Например, программы могут использовать до 4 Гбайт виртуальной памяти на жестком диске, в то время как оперативная память компьютера составляет всего 32 Мбайт. Данные программы, для которых нет свободного места в оперативной памяти, сохраняются в файлах подкачки.

Полупостоянная память используется для хранения информа­ции о конфигурации компьютера. Сохранность данных CMOS-памяти при отключе­нии питания компьютера обеспечивается маломощной внутренней батарейкой или аккумулятором.

Буферная память различных адаптеров и контроллеров – разделяется между процессором (точнее, абонентами системной шины) и контроллерами устройств. FIFO-буферы СОМ-портов, и несколькомегабайтные кэш-буфе­ры высокопроизводительных устройств хранения, видеопамять.