Жады микросхемаларының арналуы және түрлері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

1. Жады микросхемаларының арналуы және түрлері

Тұтас микроэлектронды “жады” қазіргі кезде түрлі бір-бірінен
айырмашылық мәндері бар электронды аппаратураларда қолданылады.
Жадыны ЭЕМ функционалдық бөлігі тәрізді анықтайды, бұл ақпараттың
жазылуы, сақталуы және деректерді өңдеуге командалар беруге
мүмкіндік береді. Жады функциясын жүзеге асыратын, комплексті
техникалық құрал жабдықтарды есте сақтау құралдары деп атайды
(ЕСҚ - (ЗУ)).

Микропроцессордың жұмыс істеу үшін процессор операциясының
енгізілу командасынмен орындалуында программа, тізілген программа
және деректер қажет. Енгізу құралы арқылы ЭЕМ негізгі жадысына
комманда және деректер енгізіледі, шығаруында кодтты
комбинациялар (0 және 1) т.б. қабылдайды. Негізгі жады жоғарыда
көрсетілгендей екі түрден тұрады – оперативті (ЕСҚ) және жиі
(ЕСҚ).
ОЕСҚ айнымалы информацияны сақтауға арналған, ол деректермен
есептеуіш процессордың жұмыс кезеңімен өз құрамына өзгерістер
енгізеді. Ал бұл ОЕСҚ-нан комманда кодын, деректерді және
өңдеуден кейін ОЕСҚ-нан (енгізілу режимін) алынған орналастырады.
ОЕСҚ-да енгізілген және бұрынан тұрған деректерді орналастыруға
болады, олар көпке сақталмайды. Осыған байланысты ОЕСҚ
информацияны енгізу, есептеу және сақтау жұмыстарын жүзеге
асырады.
ЖЕСҚ – құрамында процессомен программа орындалуында
өзгермейтін информация бар. Мұндай информацияны дербес
программалар, кестелі деректер, физикалық констант коды және жиі
коэффиценттер т.б. Бұл информацияны ЖЕСҚ-ға енгізіледі, ЖЕСҚ
құрамында жеңіл жану жолымен және процессор жұмысы кезінде тек
қана есептеледі. Осылайша ЖЕСҚ сақтау және есептеу режимінде
есептейді.
ОЕСҚ (Оперативті Есте Сақтау Құрылығы) мүмкіншіліктері ЖЕСҚ-
ға қарағанда бір рет енгізілген информацияны көбірек сақтау
режимінде ОЕСҚ ЖЕСҚ сияқты жұмыс істей алады, ал ЖЕСҚ ОЕСҚ сияқты
жұмыс істей алмайды, бұл оған бір рет енгізілген информацияны
өзгертуге мүмкіндік бермейді.
Өз кезегінде ЖЕСҚ ОЕСҚ-ға қарағанда сақталған инфомацияны
сақтау және ток көзінен ажыратылған кезде де сақтаумен
ерекшеленеді. Бұл қасиет энерго тәуелділік деген атқа ие болады.
ОЕСҚ энерго тәуелді болып табылады, ОЕСҚ-на енгізілген
инфомацияны қарау немесе есептеу ток көзінен бөлінген кезінде
таралып кетеді.
ЭЕМ мен жұмыс істеу кезінде ток көзінен ажыратылғанда ЖЕСҚ
жиі программа жадысы ретінде қолданылады. Бұндай жағдайда ЖЕСҚ-на
программа жоғарыда айтылған жағдайларғы дейін енгізіледі және
берілген ЖЕСҚ-да өзгермеуі тиіс. Әрине, осылайша әуелден
специализацияланған автоматтық құрылғыларда жиі программа
жұмысына қолданылады.
Жадының функцияларын жұзеге асырушы есте сақтау құрылғылары
ЭЕМ типіне тәуелді түрде бір блокта процессомен платаға
орналастырылады және ЕСҚ ішкі болып табылады. Ішкі ЕСҚ-нің тез
жұмыс істеуі процессодың тез жұмыс істеуімен сәйкесінше болу
керек. Практикалық түрде бұл сұранысты орындау мүмкін емес. ОЕСҚ
уақытша параметрлері бойынша және ЖЕСҚ процессордан қалып жұмыс
істейді. Сондықтан ЭЕМ ішіндегі тез жұмыс істеуші регисторларда
тағы да көмектесуші (буферлі) жады орналастырылып салынады. Олар
жоғары оперативті ЕСҚ сиымдылығы түрінде қолданылады.
Ішкі жадымен қатар магнитті информация сақтаушы: ленталы
немесе дискідегі жүзеге асушы сыртқы жады да бар.
Базаның элементтік микроэлектрондық негізінде ЭЕМ-нің ішкі
және сыртқы жадыларының жүзеге асырылуы туралы сұраққа
тоқталайық. Қазіргі кездеге есептеуіш құралдарда және ОЕСҚ және
ЖЕСҚ салынуы үшін функционалды қолданысқа арналған электронды
аппаратураларда және регистрлі ЕСҚ үшін жартылай өткізгіш
интегралды схемалар қолданылады. Жады микросхемаларын кристалдағы
компоненттердің интеграциялану дәрежесімен сақтау негіздегі
жартылай өткізгіш технологиясымен дайындалады, бұл схемалар үлкен
ИМС-ге байланысты болады. Үлкен интегралды схема (БИС) жадысы
бірнеше ондықтар миллиметрлер квадратты жұқа корпусқа бекітілген,
ауданымен жартылай өткізгіш кристалды тиянақтайды.
Жалпы жады мінездемесі үшін информациялық сыйымдылық есебін,
тез жұмыс атқаруы, энерго тұтынушылығы қабылданады. Информациялық
сиымдылықты биттерде, байттарда информация бірлік санымен (БИС
жадысына бірдей уақытта сақталатын) анықталады. Тез жұмыс атқаруы
уақытша параметрлерімен енгізілу циклының уақыты есептелуімен
мінезделеді. Энерго тұтынушылығын тұтынуы бойынша ток өткізуімен
және ток көзінің кернеуімен анықталады. Электронды аппаратураның
ұстаушылары (перемычки) сияқты жады микросехмалары туралы жалпы
мағлұмат алу үшін, олардың құрылу және жұмыс атқару принциптерін
көрсететін мінездемелі қасиеттерін қарастырайық.

Сурет 2. а) ОЕСҚ; б) ЖЕСҚ; функционалды ұстауғыш сияқты
жады микросхемасы.

ОЕСҚ-ның негізгі бөлігі жинағыш матрицасына біріктірілген
жады элементінің мссиві болып табылады. ЖЭ бір бит (0 нмесе 1)
информация сақтай алады. ЖЭ-ң әрқайсысы өзіндік адреске ие. ЖЭ-
мен байланысу үшін адрес кодымен таңдап алу микросхемасының
шығысына келтіретін сигналдар көмегмен таңдау керек. ЖЕ-нің
қайсысы болса да адресі бойынша байланыстыратын ЕСҚ, ОЕСҚ немесе
ЖЕСҚ-і өзіндік іріктеушісімен есте сақтау құралдары (ӨІЕСҚ) деп
аталады (ЗУПВ).
Адрес кодының разрядтігі “m”, бұл өзіндегі екілік бірліктер
санына тең, ОЕСҚ микросхемасының информациялық сиымдылығын, ЖЭ
санын матрица жинағышта анықтайды, информациялық сиымдылығы 1024
бит (өлшеуші техникада 210=1024 – К әрпімен белгіленеді).
Информацияның енгізілуі жіне шығарылуы үшін микросхеманың
енгізілуі және шығысы қолданылады. Жады микросхемасының режимін
басқару үшін “Жазылу (енгізілу – саналу)” сигналы қажет, ЖЭ-нің
информация енгізілу режимін анықтайды, бір мағына - информация
биттің саналу режимі. Жинағыш матрицасының бір битті еңгізуге
немесе есептеуге болатындығын бір разрядты деп атаймыз.
ОЕСҚ микросхемалары ЖЭ-рі бойынша статикалық және динамикалық
түрге бөлінеді. Статикалық ОЕСҚ-да ЖЭ түрінде биполярлы немесе
МДЖ (МДП) транзисторларда статистикалық тригерлер қолданылады.
Статистикалық тригер өзінің белгілі жағдайын шектелмеген уақытқа
сақтай алады. Тригердің болу жағдайлар саны екіге тең,
информацияны екі еселік бірлігіне сақтауға мүмкіндік береді.
Динамикалық ОЕСҚ-да ЖЭ жартылай өткізгіш кристалдың шінде
формаланған электрлік конденсатор негізінде орындалады. Мұндай ЖЭ
периодтты түрде қайта қалпына келтіруді қажет етпейді.
Динамикалық ОЕСҚ статистикалық ОЕСҚ-нан жартылай өткізгіш
кристалды тығыз орналасқан бір жады элементі комппоненттердің кем
санымен, үлкен информациялық сиымдылыққа ие екендігімен
айрықшаланады, сондықтан динамикалық ОЕСҚ құрамына қиындық
туғызады, бұл регенерацияны және қосымша жабдықтарды қажет етеді.
ЖЕСҚ микросхемасы жинағыштың матрицалық құрамы (Сурет 2 (б))
ЖЭ функциялары ЖЕСҚ микросхемасында жартылай өткізгіш ұстаушысы
(жинағыштың бағаналарының және жолдаларының шиналар арасындағы
диод, транзистор) орындалады. Матрица (ұстаушымен сәйкес болады,
мысалы, 1, ал оның жоқ болуы - 0) болады. ЖЕСҚ микросхемалары
сөздік ұйымдастырушыға ие және сондықтан информация көп зарядттық
код ретінде сөзбен саналады. ЖЭ жинағыш матрицасында сөз
сақталатын қосындысын жады ұяшығы деп атайды (ЖҰ). ЖЭ саны ЖҰ-да
n разрядтығын анықтайды. Әрқайсысы бір ЖҰ өзіндік адреске ие және
адрестің берілген ұяшығына сәйкес келетік адресті микросхема
шығысына сигнал жіберіледі, бұл анықталған ЖҰ информацияның
сақталуына қажет. ЖҰ саны 2m-ге тең, ал микросхеманың
информациялық сиымдылығы 2m*n бит.
ЖЕСҚ микросхемасында информацияның енгізілуі, программдалуы
екі әдіспен жүзеге асады.
1. Әдіс жинағыштағы өткізгіш 2-і жолдар қыйылысы
(пересечение) орындары және ЖЕСҚ микросхемаларының
технологиялық даму арқылы дайындалатын маска арқылы
матрицалық бағана формалануында. Мұндай ЖЕСҚ микросхемасын
маскасық деп атайды.
2. Бұл әдісте ЖЕСҚ микросхемасы бағдарлануы қабылданған
кодталуға тәуелді, 0 немесе 1 жазылатын жол бағаналар
шиналарының қиылысуындағы жеңіл жанушы ұстатқыш жануында
негізделген. Қарапайым жағдайда мұндай микросхема
матрицасында жолдар мен бағаналардың барлық қиылыстарында
ұстаушыларға ие. Бағдарлау құрамының көмегімен
программдауды қолданушы электрлік импульстермен жүзеге
асырады, бұл құралдарды программатор деп атайды.
ЖЕСҚ маскалық микросхемасында, ЖЕСҚ-да және бағдарланатын
(БЖЕСҚ) (ППЗУ) бір рет бағдарлану жіберіледі, ал ол матрицада
жалғасушының бұзылуымен немесе формалануымен жүзеге асады. ЖЕСҚ
реализациялаудың бір түрі берілген логикалық функцияның
программдалуында орналасқан. Мұндай ЖЕСҚ программалық логика
матрица (ПЛМ) деп аталады.
ЖЕСҚ микросхемасының бір рет емес (жүздеген және мындаған
цикл) бағдарланатын түрлері бар. Репрограммадалынатын (көп
программдалынатын) микросхемада ЖЭ болып бағдарлау кернеу
импульсінің ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.