Применение ОЗУ

Как уже отмечалось, оперативная память бывает двух основных видов: с раздельными шинами входных и выходных данных (в основном это одноразрядная память) и с двунаправленной (совмещенной) шиной входных и выходных данных (многоразрядная память). Некоторые простейшие примеры микросхем памяти обоих этих видов приведены на рис. 12.12.

Выходы данных микросхем памяти имеют тип ОК (довольно редко) или 3С. Управляющие сигналы - это сигнал выбора микросхемы CS (иногда их несколько), сигнал записи WR (обычно отрицательный) и иногда сигнал разрешения выхода OE.

Микросхема оперативной памяти К155РУ7 (аналог - F9342APC) имеет организацию 1Кх1 и раздельные входной и выходной сигналы данных. Выход микросхемы - типа 3С. Управление работой микросхемы производится двумя управляющими сигналами CS и WR. Режимы работы микросхемы приведены в таблице 12.5.

Таблица 12.5 Режимы работы оперативной памяти К155РУ7
Входы и выходы	Режим работы
-CS	-WR	A0…A9	DI	DO
	Х	Х	Х	3С	Хранение
		Адрес		3С	Запись 0
		Адрес		3С	Запись 1
		Адрес	Х	Данные	Чтение

Микросхема КМ132РУ10 отличается от К155РУ7 в основном большим объемом (организация 64К х 1) и несколько меньшим быстродействием. Назначение управляющих сигналов и таблица режимов работы у этих микросхем совпадают.

Рис. 12.12. Примеры микросхем статических ОЗУ

Микросхема КР541РУ2 (аналог - IM7147L-3) относится к другой разновидности микросхем памяти. У нее четыре двунаправленных вывода данных типа 3С. Управляющие сигналы те же самые: –CS и –WR. Таблица режимов работы (таблице 12.26) также похожа на таблицу для одноразрядных микросхем. Главное отличие состоит в том, что в режиме записи на входах/выходах данных присутствует записываемая информация.

Таблица 12.26 Режимы работы оперативной памяти КР541РУ2
Входы и выходы	Режим работы
-CS	-WR	A0…A9	DIO0…DIO3
	Х	Х	3С	Хранение
		Адрес	3С	Запись 0
		Адрес	3С	Запись 1
		Адрес	Данные	Чтение

Микросхема HM62256 фирмы Hitachi отличается от КР541РУ2 прежде всего организацией (32К х 8) и управляющими сигналами (добавлен сигнал разрешения выхода –OE). Когда этот сигнал пассивен (равен единице), входы/выходы данных микросхемы находятся в состоянии 3С независимо от режима работы. Введение дополнительного сигнала позволяет более гибко управлять работой микросхемы. К тому же обычно в подобных микросхемах при пассивном сигнале –CS (равном единице) значительно уменьшается потребляемая мощность.

В настоящее время имеется огромный выбор микросхем памяти с разным объемом (от нескольких байт до нескольких мегабайт), с разным количеством разрядов (обычно 1, 4, 8, 16 разрядов), с разными методами управления, с разным потреблением и быстродействием. В каждом конкретном случае надо подбирать оптимальную память, в наибольшей степени удовлетворяющую требованиям решаемой задачи.

Для микросхем памяти очень важны временные параметры (задержки сигналов относительно друг друга) и порядок выставления и снятия сигналов адреса, данных и управления. Всю эту информацию дают временные диаграммы циклов записи в память и чтения (считывания) из памяти, приводимые в справочниках.

Самые главные временные параметры оперативной памяти следующие:

· время выборки адреса (задержка между изменением адреса и выдачей данных);

· время выборки микросхемы (задержка выдачи данных по выставлению сигнала -CS);

· минимальная длительность сигнала записи -WR;

· минимальная длительность сигнала -CS.

Типичные временные диаграммы циклов записи и чтения приведены на Рис. 12.13. Конкретные временные диаграммы для каждого типа памяти необходимо смотреть в справочниках.

Для записи информации в память надо выставить код адреса на адресных входах, выставить код записываемых в этот адрес данных на входах данных, подать сигнал записи –WR и подать сигнал выбора микросхемы –CS. Порядок выставления сигналов бывает различным, он может быть существенным или несущественным (например, можно выставлять или снимать –CS раньше или позже выставления или снятия –WR). Собственно запись

Рис. 12.13. Типичные временные диаграммы записи в память (а)

и чтения из памяти

обычно производится сигналом -WR или –CS, причем данные должны удерживаться в течение всего сигнала –WR (или –CS) и заданное время после его окончания.

Сигнал –CS у некоторых микросхем памяти допускается держать активным (нулевым) для всех записываемых адресов и при этом подавать импульсы –WR для каждого адреса. Точно так же у некоторых микросхем допускается держать активным (нулевым) сигнал записи -WR, но при этом подавать импульсы –CS.

В случае микросхем памяти с двунаправленной шиной данных необходимо использовать источник записываемых данных с выходом 3С или ОК, чтобы избежать конфликта данных, записываемых в память, с данными, выдаваемыми из памяти в режиме чтения.

Микросхемы оперативной памяти довольно часто объединяются для увеличения разрядности данных или разрядности адреса.

На рис. 12.14 показано объединение четырех микросхем К155РУ7 для получения памяти с организацией 1Кх4. Точно так же могут быть объединены и микросхемы с двунаправленной шиной данных. К примеру, из четырех микросхем памяти с организацией 1Кх4 можно получить память с организацией 1Кх112.

Для увеличения количества адресных разрядов используются те же методы, что и в случае ПЗУ. Если объединяются всего две микросхемы памяти, то можно обойтись без применения дешифраторов, выбирающих одну из объединяемых микросхем.

Рис. 12.14. Объединение микросхем памяти для увеличения

разрядности шины данных

Рис. 12.16. Объединение микросхем памяти для увеличения

разрядности шины адреса

На рис. 12.16 показан вариант схемы объединения двух микросхем HM62256 для получения памяти с организацией 64Кх8. Дополнительный старший адресный разряд управляет прохождением сигнала –CS на одну из микросхем (при нулевом уровне на дополнительном адресном разряде сигнал –CS проходит на левую по рисунку микросхему, при единичном уровне - на правую по рисунку микросхему).

Контрольные вопросы

1. Какие единицы измерения используются для обозначения количества ячеек памяти?

2. Что обозначает организация памяти 124Кх16?

3. Дайте опеделение ОЗУ?

4. Какая память называется постоянной?

5. Что такое буферная память?

6. Что представляет собой стековая память?

7. Какая память называется СОЗУ?

8. Нарисуйте классификацию микросхем памяти.

9. Нарисуйте обобщенную структурную схему запоминающего устройства.

10. Нарисуйте условное обозначение микросхемы ОЗУ с двунаправленной шиной данных. Поясните назначение выводов.

11. Нарисуйте условное обозначение микросхемы ПЗУ. Поясните назначение выводов.