§3.2Классификация и основные характеристики полупроводниковых зу

В микро-ЭВМ применяется два основных класса полупроводниковых ЗУ: ОЗУ и ПЗУ, классификация которых дана на рис. 3.1.

В ОЗУ с произвольной выборкой основной режим работы — это запись / считывание. ОЗУ используется для хранения данных и результатов промежуточных вычислений.

В ПЗУ основной режим работы — считывание, а запись производится либо на этапе изготовления, либо пользователем. В ПЗУ обычно хранятся программы, подпрограммы, таблицы, константы и т. п.

Существуют также перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ), в которых информация может перезаписываться несколько раз в процессе эксплуатации. ППЗУ применяются в тех случаях, когда необходима модификация программы или функций самой системы.

Основные характеристики полупроводниковых ЗУ, такие как быстродействие, степень интеграции и способ организации (динамические и статические ЗУ), в значительной мере определяются их схемотехническими особенностями.

Рис. 3.1 - Классификация полупроводниковых ЗУ

Динамическая память — ЗУ, в котором метод хранения данных допускает их передвижение или изменение в процессе хранения, в результате чего считывание не всегда возможно в произвольный момент времени. Примером динамической памяти является МОП-ячейка с запоминанием информации на конденсаторах, которая требует периодического восстановления заряда, линии задержки или сдвигающего регистра с рециркуляцией.

Статическая полупроводниковая память— ЗУ, ячейки которого выполнены на основе триггерных схем.

В настоящее время выпускаются: динамические и статические ЗУ на МОП-структурах (nМОП); статические ЗУ, выполненные по КМОП-технологии; биполярные транзисторные ЗУ с диодами Шоттки (ТТЛШ) и др.

Основные параметры различных ЗУ, разработанных и выпускаемых в настоящее время, приведены в табл. 3.1. Данные этой таблицы

Таблица 3.1. Основные параметры ЗУ

свидетельствуют о том, что имеются ЗУ с очень большим объемом памяти. У динамических ОЗУ степень интеграции выше, чем у статических. Однако для реализации цикла регенерации в динамических ОЗУ требуются дополнительные аппаратные средства, что делает динамическую память эффективной для ОЗУ относительно большого объема (более 4096 ячеек). Наибольшим быстродействием обладают статические ЗУ, изготовленные по биполярной технологии. Один из перспективных типов ЗУ — это ОЗУ, выполненные по КМОП-технологии (они имеют малое потребление мощности в режиме хранения и обладают высоким быстродействием).

По конструктивному исполнению ЗУ для микропроцессорных систем делятся на следующие группы:

встроенные ЗУ, представляющие собой регистры памяти универсальных микропроцессорных систем, а также ОЗУ и ПЗУ объемом до 8 Кбайт, размещенные на одной подложке с решающей частью;

ЗУ, выполненные в виде отдельных больших интегральных схем (БИС), внешних по отношению к микропроцессору (МП);

платы ЗУ — набор БИС различного типа (ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ) для организации памяти микро-ЭВМ.

В связи с тем, что число выводов ИМС ограничено, на одном кристалле изготавливаются как матрицы ЗУ, так и схемы дешифрации адреса, а также управляющие и усилительные схемы.

Существует два способа внутренней разрядной организации БИС ЗУ: матричный, когда каждый разряд ЗУ адресуется индивидуальным путем указания номера строки и столбца, на пересечении которых он находится, и словарный, при котором считывается вся строка, содержащая слова определенной разрядности. Способ разрядной организации БИС в значительной мере определяется назначением ЗУ. В ОЗУ, например, находят применение оба способа, причем матричный, как правило, используется в ЗУ малых объемов. В ПЗУ и ППЗУ используется исключительно словарный способ организации.