ТЖҚ құрылғылары

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Әл - Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті

Факультет: «Ақпараттық технологиялар»

Мамандық: «Компьютерлік инженерия»

Курс: 3

Тобы: КИ-1904

ЖОБА

Тақырыбы: Қайта бағдарламаланатын тұрақты жады құрылғыларын жобалау (ТЖҚ)

Дайындағандар: Алибекова Камшат

Уйнаров Олжас Икрамжан Бақдәулет

Аблай Елжан

Тексерген: Исламгожаев Урюмкали

Алматы 2022

Жоспар:

Теориялық бөлім

ТЖҚ құрылғылары
Қайта бағдарламанатын ТЖҚ
Қайта бағдарламанатын ТЖҚ микросхемалары және олардың структурасы
K155ПЕ3 чипінің сипаттамасы

Практикалық бөлім

Қайта бағдарламанатын тұрақты жады қызметі және структурасы, ақиқат кестесі.
Биполярлы транзисторлардың матрицасына негізделген маска ROM.
Бағдарламаланатын ROM 4разрядты маскалық биполяр транзистор қолдана отырып electronics workbench-тегі сызбасы.

Кіріспе

Компьютердің түйіндері арасында берілетін немесе онда сақталатын ақпарат қандай да бір жолмен өзгермеуі керек, ол үшін аппараттық немесе бағдарламалық бақылау және диагностика қолданылады. . 1 биттік ақпаратты сақтау үшін триггерді қолдануға болады. Триггерлер жиынтығы регистрді сақтау құрылғысын құрайды. Өнеркәсіп шығаратын жад микросхемаларын әртүрлі сипаттамаларға сәйкес жіктеуге болады. Функционалды мақсатына сәйкес жад микросхемалары тұрақты жад құрылғыларының микросхемаларына (ROM) және жедел жад құрылғыларының микросхемаларына (RAM) бөлінеді. Тұрақты сақтау құрылғылары ақпаратты сақтау және оқу режимдерінде жұмыс істейді. ЖЖҚ ақпаратты жазу, сақтау және оқу режимдерінде жұмыс істейді. Жедел жад орындалатын бағдарламалардың кодтарын және ақпаратты өңдеудің аралық нәтижелерін сақтау үшін қолданылады.

Теориялық бөлім

ROM түрлері және олардың сипаттамалары

Ә р түрлі қосымшаларда құрылғыны пайдалану кезінде өзгермейтін ақпаратты сақтау қажет болады. Бұл бағдарламалар, компьютерлердегі бастапқы жүктеушілер( BIOS), сигнал процессорларындағы сандық сүзгі коэффициенттерінің кестелері, DDC сияқты ақпарат болуы мүмкін.

Бұл схемада бес таңбалы ұяшыққа арналған тұрақты сақтау құрылғысы салынған. Белгілі бір битті бір разрядты ұяшыққа есте сақтау сымды қуат көзіне дәнекерлеу (бірлікті жазу) немесе сымды корпусқа бекіту (нөлді жазу) арқылы жүзеге асырылады. Схемаларда мұндай құрылғы 2-суретте көрсетілгендей көрсетілген.

Сурет 2. Тұрақты сақтау құрылғысын схемалық белгіленуі

ROM жад ұяшығының сыйымдылығын арттыру үшін бұл чиптерді параллель қосуға болады (шығулар мен жазылған ақпарат табиғи түрде тәуелсіз болып қалады) . Бір разрядты ROM параллель қосылу схемасы 3-суретте көрсетілген. Нақты ROM - да ақпаратты жазу микросхеманы өндірудің соңғы операциясы-металдандыру арқылы жүзеге асырылады. Металлизация Маска көмегімен жасалады, сондықтан мұндай ROM-лар Маска ROM деп аталады. Жоғарыда келтірілген нақты чиптер мен жеңілдетілген модельдің тағы бір айырмашылығы - мультиплексордан басқа демультиплексорды қолдану. Бұл шешім бір өлшемді сақтау құрылымын екі өлшемді құрылымға айналдыруға мүмкіндік береді, осылайша ROM схемасының жұмыс істеуі үшін қажет декодер схемасының көлемін едәуір азайтады. Бұл жағдай келесі суретте көрсетілген:

Маскалық ROM 5-суретте көрсетілгендей схемаларда бейнеленген. Осы чиптегі жад ұяшықтарының мекен-жайлары A0 түйреуіштеріне беріледі . . . A9. Чип CS сигналымен таңдалады. Осы сигналдың көмегімен ROM көлемін арттыруға болады

Маскалық ROM бағдарламалау зауытта жасалады, бұл құрылғының даму кезеңін айтпағанда, өндірістің шағын және орта сериялары үшін өте ыңғайсыз. Әрине, жаппай өндіріс үшін маска ROM-бұл ROM-дың Ең арзан түрі, сондықтан қазіргі уақытта кеңінен қолданылады. Радиоаппаратура өндірісінің шағын және орта сериялары үшін арнайы құрылғылар - бағдарламашыларда бағдарламалауға болатын микросхемалар әзірленді. Бұл ROM-да сақтау матрицасындағы өткізгіштердің тұрақты байланысы поликристалды кремнийден жасалған балқитын секіргіштермен ауыстырылады. ROM өндірісінде барлық секіргіштер жасалады, бұл логикалық бірліктердің барлық ROM жад ұяшықтарына жазуға тең. ROM бағдарламалау процесінде жоғары қуат қуат сымдары мен чиптің шығуларына беріледі. Сонымен қатар, егер қуат кернеуі (логикалық бірлік) ROM шығысына берілсе, онда ток секіргіш арқылы ағып кетпейді және секіргіш өзгеріссіз қалады. Егер ROM шығысына төмен кернеу деңгейі берілсе (корпусқа бекітілген), онда жад матрицасының секіргіші арқылы ток ағып кетеді, ол оны буландырады және кейінірек осы ұяшықтан ақпаратты оқыған кезде ROM логикалық нөлге тең болады.

Қайта бағдарламанатын ТЖҚ

Мұндай чиптер бағдарламаланатын ROM (PPZU) немесе PROM деп аталады және 6-суретте көрсетілгендей схемаларда бейнеленген. Мысал ретінде PPZU 155re3, 556rt4, 556rt8 және басқаларын атауға болады. Бағдарламаланатын ROM шағын және орта өндіріс үшін өте ыңғайлы болды. Алайда, электронды құрылғыларды жасау кезінде ROM-да жазылған бағдарламаны жиі өзгерту керек. Бұл жағдайда ROM-ны қайта пайдалану мүмкін емес, сондықтан қате немесе аралық бағдарламада жазылған ROM-ны тастау керек, бұл жабдықты әзірлеу құнын табиғи түрде арттырады. Бұл кемшілікті жою үшін ROM-ның тағы бір түрі әзірленді, ол қайтадан өшіріліп, бағдарламалануы мүмкін.

Қазір ақпаратты электрлі өшіретін чиптер өте кең таралған. Жад ұяшықтары ретінде олар RPZU-мен бірдей ұяшықтарды пайдаланады, бірақ олар электрлік потенциалмен жойылады, сондықтан бұл чиптер үшін жазу - өшіру циклдерінің саны 1 есеге жетеді. Мұндай ROM-да жад ұяшығын өшіру уақыты 10 мс-қа дейін азаяды. Электрлік өшірілетін бағдарламаланатын ROM басқару схемасы күрделі болып шықты, сондықтан осы чиптердің дамуының екі бағыты анықталды: 1. ESPPZU (EEPROM) - электрлік өшірілетін бағдарламаланатын тұрақты сақтау құрылғысы 2. FLASH ROM Электрлік өшірілетін ROM (EEPROM) қымбатырақ және көлемі аз, бірақ олар әр жад ұяшығын бөлек жазуға мүмкіндік береді. Нәтижесінде, бұл чиптерде жазу - өшіру циклдерінің максималды саны бар. Электрмен өшірілетін ROM қолдану саласы-қуат өшірілген кезде өшірілмейтін деректерді сақтау. Мұндай чиптерге отандық 573pr3, 558pr3 чиптері және 28cxx сериялы шетелдік EEPROM чиптері кіреді. Электрлік өшірілетін ROM 9-суретте көрсетілгендей схемаларда көрсетілген.

Тұрақты сақтау құрылғысына жүгінген кезде алдымен адрес шинасына жад ұяшығының мекенжайын қою керек, содан кейін чиптен оқу әрекетін орындау керек. Бұл уақыт диаграммасы 11-суретте көрсетілген. 11-суретте көрсеткілер басқару сигналдарын қалыптастыру керек тізбекті көрсетеді. Бұл суретте RD-бұл оқу сигналы, a - ұяшықтың мекен-жайын таңдау сигналдары (адрес шинасындағы жеке биттер әртүрлі мәндерді қабылдай алатындықтан, блокқа да, нөлге де өту жолдары көрсетілген), D-таңдалған ROM ұяшығынан шығыс ақпарат окылады.

ROM-дан ақпаратты оқу сигналдарының уақыт диаграммалары

ТЖҚ жұмыс принципі

Тұрақты жад құрылғысы (ROM, ROM), оны кіріктірілген бағдарлама деп те атайды, белгілі бір деректермен бағдарламаланған өндіріс кезінде интегралды схема болып табылады. ROM тек компьютерлерде ғана емес, сонымен қатар көптеген басқа электрондық құрылғыларда қолданылады. Қазіргі жад микросхемаларының нақты түрлері туралы айтпас бұрын, өткенді аздап еске түсіріп, электрондық жадтың негізгі принциптерін және оның адрестеу ерекшеліктерін түсіну керек. Компьютерлер, ондық сандық жүйені қолданатын адамдардан айырмашылығы, екілік арифметиканы қолданады, яғни. машина санының кез - келген санында "0" - жоқ немесе "1" - Иә болуы мүмкін. Тиісінше, компьютердің электрондық жадының әр ұяшығы екі мәннің біреуін есте сақтауы керек - 0 немесе 1. Қарапайым сақтау құрылғысы-Бұл электр тізбегін жабатын немесе ашатын қосқыштар немесе релелер жиынтығы.

Қазіргі компьютерде жүздеген мың ұяшықтары бар чиптер қолданылатындықтан, басқаруды жеңілдету үшін сақтау ұяшықтары квадрат матрицаларға топтастырылған. Белгілі бір жад ұяшығына қол жеткізу үшін жол нөмірі мен бағанынан құрылған мекен-жай қолданылады (сурет. 13) . Бағандар мен жолдардың шиналарына қажетті ұяшықтың дұрыс мекен-жайы орнатылғаннан кейін, матрицаның шығысында жад ұяшығына жазылған ақпаратқа сәйкес келетін кернеу пайда болады. Адрестеудің бұл принципі байтты жедел жадта оқу немесе жазу үшін де қолданылатынын ескеріңіз, бірақ сонымен бірге байттың немесе сөздің әр санаты үшін өзінің жад матрицасы жауап береді, ол көбінесе бөлек чипте болады. Ақпаратты чиптің белгілі бір ұяшығына жазу үшін тек бір шығыс бар. Қажетті жад ұяшығының адресі адрес шинасына орнатылған кезде, жазу сигналы барлық ұяшықтарға берілсе де, жазу тек таңдалған ұяшықта болады (жіберіледі) .

CMOS жад ұяшығының схемасы-микросхемалар

Процессорларда 8, 16, 32 немесе 64 биттік мәліметтер шинасы бар. Ескі дербес компьютерлерде электронды жад, мысалы, 64, 128, 256 және т. б. ұяшықтары бар чиптерден жиналды

Чиптердің санын азайту және олардың электрлік қосылыстарын бір-біріне жеңілдету үшін бір кремний кристалында бірнеше бөлек сақтау ұяшықтарының матрицалары пайда бола бастады. Жад микросхемасының сыйымдылығы 4 және 8 болған кезде ең танымал нұсқалар болды, бұл тақтадағы корпустың санын азайтуға мүмкіндік берді

Қайта бағдарламанатын ТЖҚ микросхемалары және олардың структурасы

PROM чиптері биполярлы TTL, TTLSH технологиясы, n-арна, p-арна және KMDP технологиялары бойынша жасалады. Көптеген ЧИПТЕРДЕ Romm тобын құру принципі бірдей және оны k155re21--KI55PE24 микросхемаларының құрылымымен ұсынуға болады (сурет. 15) құрылымдық схеманың негізгі элементтері: жад элементтерінің матрицасы, DCX жолдарының декодерлері және DCY бағандары, селекторлар (бағандарды таңдау кілттері), мекен-жай форматоры, матрицаны оқу күшейткіштері әрқайсысы жол мен бағанның қиылысында орналасқан EP массивінен тұрады. Элемент жад ПЗУМ білдіреді резистивную немесе полупроводниковую (диодную, транзисторную) перемычку арасындағы жолмен және столбцом. Матрицадағы ақпарат микросхеманы жасау кезінде енгізіледі және бұл операция негізінен екі түрлі технологиялық тәсілмен жүзеге асырылады.

Микросхемалар арасында әртүрлі сериялардың PROM көптеген стандартты микробағдарлама бар. Мысалы, Romm k155re21 -- K. 155re24 микросхемаларында сәйкесінше орыс РЕ21 әріптерінің кодтары, латын РЕ22 алфавиттері, арифметикалық белгілер мен ре23 сандары, қосымша ре24 белгілері жазылады. Бұл чиптер 96X7 форматындағы 5 таңбадан тұратын таңбалар генераторын құрайды.

Практикалық бөлім

Бағдарламаланатын жад немесе PROM (Programmable ROM) типті жад пайдаланушыға жад микросхемасының бастапқы бөлігінде секіргіштерді жоюға немесе жасауға мүмкіндік береді. Бұл процесс жад микросхемасын бағдарламалау деп аталады.

Бастапқы дайындамада жойылатын балқыту секіргіштері бар микросхемаларда барлық секіргіштер бар. Бағдарламалау процесінде олардың бір бөлігі жеткілікті үлкен амплитудасы мен ұзақтығының ток импульстарымен ериді. Балқитын секіргіштер нихромнан, поликремнийден немесе вольфрам титанатынан жасалады және әдетте диодтардың немесе транзисторлардың электродтарына қосылады сонда онда секіргіш жойылады. Сол сияқты, биполярлы транзисторларды (соның ішінде көп өлшемді) эмиттер тізбектеріне қосылған балқитын секіргіштермен бағдарламалау жүзеге асырылады.

PROM чиптері бір рет , оларды көбінесе OTP (One Time Programmable) чиптері деп атайды. Бағдарлама өзгерген кезде ескі чипті жаңасына ауыстыру керек.

Өндірістен кейінгі prom чиптерінде екілік бірліктер (немесе нөлдер) болады. Көбінесе жану деп аталатын және арнайы бағдарламалау құрылғысының көмегімен орындалатын бағдарламалау процесінде нөлдер оған жазылады.

Микросхеманың жад сыйымдылығына және қолданылатын алгоритмге байланысты PROM бағдарламалау процесі бірнеше секундтан бірнеше минутқа дейін созылады. Айта кету керек, қазіргі компьютерлерде BIOS-ны өзгерту үшін Prom орнына Flash ROM чиптері қолданылады. PROM чиптері, маска сияқты, электромагниттік өрістерге сезімтал емес. Құрылғыдағы олардың мазмұнын рұқсатсыз өзгерту мүмкін емес.

Биполярлы транзисторлардың матрицасына негізделген маска ROM

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.