Особенности
построения блоков памяти
Компактная микроэлектронная "память" широко применяется в современной
электронной аппаратуре самого различного назначения. В ЭВМ память определяют как
функциональную часть, предназначенную для записи, хранения и выдачи команд и обрабатываемых
данных. Комплекс технических средств, реализующих функцию памяти, называют запоминающим
устройством (ЗУ).
Для обеспечения работы процессора (микропроцессора) необходимы программа, т. е.
последовательность команд, и данные, над которыми процессор производит предписываемые
командами операции. Команды и данные поступают в основную память ЭВМ через устройство
ввода, на выходе которого они получают цифровую форму представления, т. е. форму
кодовых комбинаций О и 1. Основная память, как правило, состоит из ЗУ двух видов
- оперативного (ОЗУ) и постоянного (ПЗУ).
Оперативное ЗУ предназначено для хранения переменной информации, оно допускает
изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций
с данными. Это значит, что процессор может выбрать (режим считывания) из ОЗУ код
команды и данные и после обработки поместить в ОЗУ (режим записи) полученный результат.
Причем возможно размещение в ОЗУ новых данных на местах прежних, которые в этом
случае перестают существовать. Таким образом, ОЗУ может работать в режимах записи,
считывания и хранения информации.
Постоянное ЗУ содержит информацию, которая не должна изменяться в ходе выполнения
процессором программы. Такую информацию составляют стандартные подпрограммы, табличные
данные, коды физических констант и постоянных коэффициентов и т. п. Эта информация
заносится в ПЗУ предварительно, и в ходе работы процессора может только считываться.
Таким образом ПЗУ работает в режимах хранения и считывания.
Функциональные возможности ОЗУ шире, чем ПЗУ: ОЗУ может работать в качестве ПЗУ,
т. е. в режиме многократного считывания однократно записанной информации, а ПЗУ
в качестве ОЗУ использовано быть не может, так как не позволяет в процессе работы
изменить, занесенную в него информацию. В свою очередь, ПЗУ обладает преимуществом
перед ОЗУ в свойстве сохранять информацию при сбоях и отключении питания. Это
свойство получило название энергонезависимость. Оперативное ЗУ является энергозависимым,
так как информация, записанная в ОЗУ, утрачивается при сбоях питания.
Для микросхем памяти, выпускаемых отечественной промышленностью, характерны широкая
номенклатура типов, значительное , разнообразие вариантов конструктивно-технологического
исполнения, большой диапазон функциональных характеристик и значений электрических
параметров, существенные различия в режимах работы и в областях применения.
Микросхемы памяти изготавливают по полупроводниковой технологии на основе кремния
с высокой степенью интеграции компонентов на кристалле, что определяет их принадлежность
к большим интегральным схемам (БИС). Конструктивно БИС 'памяти представляет собой
полупроводниковый кристалл с площадью в несколько десятков квадратных миллиметров,
заключенный в корпус.
Микросхемы памяти для построения блока памяти микропроцессорной системы выбирают,
исходя из следующих данных: требуемая информационная емкость и организация памяти,
быстродействие (время цикла обращения для записи или считывания), тип магистрали
(интерфейса), характеристики линий магистрали (нагрузочная способность по току
и емкости, требования к устройствам ввода-вывода подключаемых узлов и др.), требования
к энергопотреблению, необходимость обеспечения энергонезависимости, условия эксплуатации,
конструктивные требования.
Описание принципов работы разрабатываемых блоков.
В разрабатываемом блоке память подключена к микропроцессору (МП) посредством трех
шин: шины данных (ШД), шины адреса (ША) и шины управления. При обращении к памяти
МП выставляет по ША адрес ячейки памяти (ЯП), а по ШУ - сигнал MEMRD в цикле чтения
памяти или MEMWR в цикле записи (рис. 3.1). Причем эти сигналы управления активно
низкие и одновременно никогда не могут быть активными. В цикле чтения информация
передается по ШД из памяти в МП, а в цикле записи - из МП в память. Если же к
памяти обращения нет, то ее выходы отключены от ШД. Описанный алгоритм работы
памяти реализовывается схемой управления, которая входит в состав разрабатываемого
блока. назад