|
|
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
А10
WR
21
WE/RE
Uп
24
RD
20
OE
GND
12
CSO
18
CE
1.2.8. Постоянное запоминающее устройство.
Структурная схема ПЗУ аналогична структурной схеме ОЗУ, только отсутствует устройство записи, т.к. после программирования ПЗУ, информация из него только считывается.
Основные характеристики восьми типов ПЗУ приведены ниже:
Параметр
ЭСЛ
ТТЛ
ттлш
рмоп
пмоп
кмоп
лиз
моп
Ёмкость, бит/ кристалл
256 1К
1К 64 К
1К 64 К
4К 8К
8К 64 К
64К
256 К
Рпотр, мВт/бит
0,8
0,01 0,5
0,01 0,1
0,1
0,01
5 10-3
2 10-3
tсчит, мс
20
50 350
4585
500
30
50
200
Для потребителей выбор типа ПЗУ во многом определяется не только электрическими параметрами этой большой ИС, но и способами её программирования. ПЗУ могут программироваться, как у потребителя, так и на предприятии –изготовителе. Существуют ПЗУ однократного и многократного программирования.
Наиболее универсальными являются перепрограммирования ПЗУ, которые изготовляются на основе МОП-структур и ЛИЗМОП. Ёмкость таких РПЗУ достигает 256 кбит с организацией 32х2. Информация стирается с помощью УФ-облучения кристалла. В накопителях РПЗУ используются специальные типы VT-структур, которые изменяют свои характеристики при программировании РПЗУ. Это изменение характеристик и служит признаком хранящейся информации. Время выборки считывания таких РПЗУ широкое распространение получила серия 573.
Свой выбор я остановил на РПЗУ 8к х 8 типа 573РФ4:
1) tхр не менее 25000 ч.
2) число циклов не менее 25.
перепрограммирования (Т=С).
3) Uп – 5 В
Uпрогр – 5 В (считывание)
21,5 В (программирование).
4) Рпотр – не более 420 мВт.
5) tвыб.адреса – не более 300450 мс.
tвыб.разр. – не более 120150 мс.
6) Выход - 3 состояния.
7) Совместимость – с ТТЛ схемами по входу и выходу.
Так как ПЗУ организована как 8к х 8, значит необходимо использовать А0А12 адресных линий и D0D7 линий шины данных.
Для управления функционирования схемы используются 2 вывода:
1) CS - №20.
2) ОЕ - №22.
Микросхема 573РФ4 функционирует в 2-х режимах:
- режим хранения
- режим считывания
Считывание информации производится по 8 бит. В качестве сигналов управления будем использовать сигнал RD и сигнал, который будет поступать по старшей адресной линии.
Таблица истинности:
PR
UPR
Хранение
1
х
Х
Uп
Считывание
0
0
1
Uп
Отключение выходов
0
1
1
Uп
Программирование
0
1
0
21,5
Запрет программирования
0
1
1
21,5
Запрет программирования
1
1
0
21,5
К шине адреса
10
АО
ROM
№ 28 – свободный
9
А1
D0
11
8
А2
D1
12
К шине данных
7
А3
D2
13
6
А4
D3
15
5
А5
D4
16
4
А6
D5
17
3
А7
D6
18
25
А8
D7
19
24
А9
21
А10
23
A11
PR
27
2
A12
Uп
28
AIS
20
CS
Uпр
1
RD
18
OE
GND
14
1.2.9. Таймер.
Одно из наиболее необходимых эксплуатационных удобств – наличие встроенных часов, показания которых постоянно или по запросу оператора выводятся на экран. Можно также обеспечить выдачу команд на включение или выключение внешних устройств в заданное время. Часы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.