|  Разработка управления тюнером спутникового телевидения |
|
|
|
|
VD1 R1
C1
Рисунок 3.
1.2.6. Запоминающие устройства.
Постоянная тенденция к усложнению
задач, решаемых с помощью микропроцессорной техники, требует увеличение объёма
и ускорение процесса вычислений. Однако скорость решения любой задачи на ЭВМ
ограничена временем ограничения к памяти, т.е. к ОЗУ. В таблице сравниваются
характеристики ОЗУ, выполненной на разной элементно-технологической основе.
|
|
Приме-няемые элементы
|
Время
выборки,мс
|
Информа-ционная ёмкость
|
Плотность размещ. информац.,
бит/см3
|
Энергопо-
требление при
хранении
информац.
|
|
БП VT
МОП структуры
Ферритовые сердечники
|
50300
250103
3501200
|
103105
103106
106108
|
До 200
200300
1020
|
Есть
Есть
Нет
|
Полупроводниковые ЗУ по режиму занесения информации делятся
на оперативные и постоянные, по режиму работы – статистические и динамические,
по принципу выборки информации – на устройства с произвольной и
последовательной выборкой, по технологии изготовления – на биполярные и
униполярные.
1.2.7. Оперативные запоминающие устройства.
ОЗУ предназначены для записи,
хранения и считывания двоичной информации. Структурная схема представлена на
рисунке 4.
А0Аn
/RD
DI
D0
СS
SEX
SEY
НК – накопитель; DCX, DCY – дешифраторы строк и столбцов; УЗ –
устройство записи, УС – устройство считывания, УУ – устройство управления.
Как уже отмечалось, ОЗУ можно разделить на 2 типа:
статические и динамические. В накопителях статических ОЗУ применяются
триггерные элементы памяти. В ОЗУ динамического типа запоминающим элементом
служит конденсатор. Динамические ОЗУ имеют ряд преимуществ по сравнению со
статистическими ОЗУ. Основные характеристики динамических ОЗУ:
|
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
|
Наибольшая ёмкость, бит/кристалл
|
4К
|
16К
|
64К
|
256К
|
|
Время выборки считывания, мс
|
200400
|
200300
|
100200
|
150200
|
|
Рпотр, мВт/бит
|
0,10,2
|
0,040,05
|
4 10-35 10-3
|
3 10-34 10-3
|
Преимуществом статистических ОЗУ перед
динамическими является отсутствие схемы регенерации информации, что значительно
упрощает статические ЗУ, как правило, имеют один номинал питающего напряжения.
Типовые характеристики СЗУ:
|
|
ЭСЛ
|
ТТЛ
|
ТТЛШ
|
U2Л
|
пМОП
|
кМОП
|
|
Ёмкость, бит/кристалл
|
256 16К
|
256 64К
|
1К
4К
|
4К
8К
|
4К
16К
|
4К
16К
|
|
Время выборки считывания, мс
|
10
35
|
50
100
|
50
60
|
150
|
45
100
|
150 300
|
|
Рпотр , мВт/бит
|
20,06
|
15
0,03
|
0,5 0,3
|
0,1 0,07
|
0,24 0,05
|
0,02
|
Наибольшим быстродействием обладают биполярные ОЗУ,
построенные на основе элементов ЭСЛ, ТТЛШ. Перспективными являются ОЗУ,
построенные на транзисторных структурах U2Л, позволяющих уменьшить
площадь ЗЭ до 2000100мкм2
и снизить мощность потребления до нескольких микроватт на бит, при tвкл=50150 мс.
Статические ОЗУ на МОП транзисторах, несмотря на среднее
быстродействие, получили широкое распространение, что объясняется существенно
большей плотностью размещения ячеек на кристалле, чем у БП ОЗУ.
Для рМОП удалось уменьшить геометрические размеры ЗЭ и
снизить напряжение питания до 15 В.
Для ОЗУ пМОП удалось ещё больше уменьшить геометрические
размеры, получить в 2,5 раза большую скорость переключения. Единое напряжение
питания +5В обеспечивает непосредственную совместимость таких ОЗУ по логическим
уровням с микросхемами ТТЛ.
Элементы ОЗУ на кМОП VT используются для построения статических ОЗУ
только при необходимости достижения min Рпотр. Также при переходе к режиму
хранения Рпотр уменьшается на порядок.
Для статических ОЗУ достигнута ёмкость 64 Кбит при
организации 16 разрядов и времени выборки до 6 мс. Iпотр статических БП ОЗУ 100200 мА. Широко применяются схемы на кМОП-VT,
среди которых наибольшее распространение получила серия 537; Iпотр60 мА (режим обращения) и Iпотр=0,0015 мА (хранение). В большинстве схем предусмотрен режим
хранения с пониженным Uпит=2 В. Это позволяет наиболее просто реализовать работу
ОЗУ от резервных батарей.
Динамические ОЗУ представлены в основном серией КР565 с max
ёмкостью 256х1 разряд и min времени выборки 150 мс. Но необходимо
постоянное восстановление информации – регенерации, период которой составляет 18 мс. Для регенерации нужны дополнительные
схемы, что усложняет схему в целом.
Дальнейшее рассмотрение будем вести на примере статического
ОЗУ 2Кх8 с общим входом и выходом типа 537РУ10.\
1)
tвыб220 мс.
2)
Рпотр: хранение
Uп=5В
– 5,25 мВт
Uп=2В – 0,6 мВт
обращение - 370 мВт
3) Iпотр: хранение – 3 10-4 мА
обращение – 70 мА
4) Диапазон рабочих
температур - 10+С.
Усиление вх-вых сигналов до уровней ТТЛ осуществляется с
помощью вых. формирователей. Т.к. ОЗУ организовано как 2Кх8, значит необходимо
использовать АОА10
адресных линий и DOD7 линий
шины данных.
Для управления функционированием схемы используется 3 вывода:
1)
/RE
- № 21
2)
CE - № 18
3)
OE - № 20
Микросхема 537РУ10 функционирует в 3 режимах:
§
режим хранения данных
§
режим считывания данных
§
режим записи данных
Таблица истинности:
|
|
/RE
|
|
|
DOD7
|
|
Хранение
|
X
|
1
|
X
|
Z
|
|
Запись
|
O
|
O
|
X
|
«0» или «1»
|
|
Считывание 1
|
1
|
O
|
O
|
«0» или «1»
|
|
Считывание 2
|
1
|
O
|
1
|
Z
|
Запись и
считывание производится по 8 бит. При считывании можно запретить вывод
информации (=1).
В качестве управляющих сигналов можно использовать сигналы WR, RD, CSO (организация
сигнала CSO будет рассмотрена ниже).
К шине адреса
|
8
|
АО
|
RAM
|
|
|
К шине данных
|
|
7
|
А1
|
D0
|
9
|
6
|
А2
|
D1
|
10
|
5
|
А3
|
D2
|
11
|
4
|
А4
|
D3
|
13
|
3
|
А5
|
D4
|
14
|
2
|
А6
|
D5
|
15
|
1
|
А7
|
D6
|
16
|
23
|
А8
|
D7
|
17
|
22
|
А9
|
|
|
19
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
|
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх