Міністерство освіти Російської Федерації

Володимирський державний університет

Кафедра УІТЕС

Лабораторна робота N9

Вивчення принципів побудови оперативних запам'ятовуючих пристроїв

Виконав: ст. гр. УІ-198

Єсін Г. Н

Перевірив: Андрєєв І.О.

Володимир 2000

.

Мета роботи: Вивчення основних принципів побудови оперативнихзапам'ятовуючих пристроїв статичного та динамічного типів.

Вступ:
Одним з провідних напрямків розвитку сучасної мікроелектро -ники елементної бази є великі інтегральні мікросхемипам'яті, які служать основою для побудови запам'ятовуючих прист -йств в апаратурі різного призначення. Найбільш широке застосу -ня ці мікросхеми знайшли в ЕОМ, у яких пам'ять представляєсобою функціональну частину, призначену для запису, зберігання,видачі команд і оброблюваних даних. Комплекс механічних сре -дств, що реалізують функцію пам'яті, називають запам'ятовуючим устрій -ством. У лабораторній роботі представлені програмно реалізованімоделі двох типів оперативних запам'ятовуючих пристроїв - статична -го і динамічного.

Опис ЗУ:

Статичний запам'ятовуючий пристрій.

Програмна модель статичного оперативного запам'ятовуючого прист -ластивості представляє традиційну структуру ЗП з прізвольной вибір -кою, що складається з дешифратор рядків і стовпців і матриці накопи -тільних елементів. При виконанні роботи імітуються режими запи -Сі та читання даних для будь-якої комірки пам'яті. Окрім загальної структу -ри представлена схема окремої комірки пам'яті, що представляє со -бій тригер на КМДП-транзисторах, що мають канали різного типупровідності: VT1, VT2-канали n-типу, VT3, VT4-канали p-типу. Утригера два парафазних суміщених входу-виходу. Ключовими тран -зісторамі VT5, VT6 тригер з'єднаний з розрядними шинами РШ1, РШ0,за якими підводяться до тригери при записі і відводяться від ньогопри зчитуванні інформації в парафазной формі подання: РШ1 = D,
РШ0 = D (інверт.). Ключові транзистори затворами з'єднані з адреса -ною шиною (рядком). При порушенні рядка сигналом вибірки X = 1,знімається з виходу джешіфратора адреси рядків, ключові транзісто -ри відкриваються і підключають входи-виходи тригера до розрядним ши -нам. При відсутності сигналу вибірки рядка, тобто при X = 0, ключі -ші транзистори закриті і тригер ізольований від зарядних шин. Та -ким чином реалізують в матриці режим звернення до ЕП для записуабо зчитування інформації і режим зберігання мнформеціі.
Для збереження інформації в тригері необхідне джерело живлення,тобто тригер розглянутого типу є енергозалежність. Принаявності харчування тригер здатний зберігати свій стан наскількизавгодно довго. В один з двох станів, у яких може знаходити -ся тригер, її приводять сигнали, що надходять за розрядним шинв режимі запису: при D = 1 (РШ1 = 1, РШ0 = 0) VT1, VT4,-відкриті, VT2, VT3
-закриті, при D = 0 (РШ1 = 0, РШ0 = 1) транзистори свої статки змінюютьна зворотні. В режимі зчитування РШ знаходяться в високоомним сос -тояніі і приймають потенціали плечей тригера, передаючи їх потімчерез пристрій вводу-виводу на вихід мікросхеми DO, DO (інвер).
При цьому зберігається в тригері інформація не руйнується.
Особливість КМДП-тригерів полягає в тому, що в режимі хра -гання вони споживають незначну потужність від джерела живлення,оскільки в будь-якому стані тригера в тій чи іншій його полови -не один транзистор, верхній або нижній, закритий. У режимі звернень -ня, коли перемикаються елементи матриці, дешифратори та іншіфункціональні вузли мікросхеми, рівень її енергоспоживання мож -розтане на два-три порядки.
Разом зі структурою ОЗУ, схеми запам'ятовує комірки на екраніпредставлені чотири типові часові діаграми роботи статичний -ського запам'ятовуючого пристрої, які описують цикли запису
(ліворуч) та зчитування інформації. У режимі запису на вхід пам'ятіспочатку подаються сигнали адреси, сигнал запису W/R = 1 і информаци -онний сигнал D. Потім встановлюють сигнал CS (інверт.) з затримкоюв часі tус.вм.а щодо сигналів адреси.
Загальна тривалість сигналу CS (інвер) визначають параметром tвм. Кро -ме того, вказують тривалість паузи tвм (інверт.) в последовате -льності сигналів CS (інверт.), яку слід витримати для вос -становлення потенціалів ємнісних елементів схеми.
Сигнали адреси необхідно зберегти на час tсх.а.вм після зняття -ку сигналу CS (інверт.). Протягом усього циклу запису tц.зп вихідмікросхеми знаходиться в високоомним (третьому) стані.
У циклі зчитування порядок подачі сигналів той же, що при за -писи, але за умови W/R = 0. Час появи сигналу на информаци -онном вихід DO визначають параметрами tв.вм (час вибору) і tв.а
(час вибірки адреси), причому tв.а = tв.вм + tус.вм.а.

Запам'ятовує осередок динамічного ОЗУ.

У лабораторній роботі вивчається типова осередок динамічного
ОЗУ на трьох транзисторах. На додаток до цих трьох транзисторам,необхідним для перегляду основного осередку, вводиться четвертий,що використовується при попередній зарядці вихідний ємності Cr.Бітінформації зберігається у вигляді заряду ємності затвор-підкладка (Cg).
Для опитування осередку подається імпульс на лінію попередньою за -рядки і відкривається транзистор T4. При цьому вихідна ємність Crзаряджає до рівня Ec і збуджується лінія вибірки при вва -вання. В результаті відкривається транзистор T3, напруга з ко -торого подається T2. Якщо в комірці зберігається 0 (Cg розряджена), то
T2 закритий і на Cr збережеться заряд. Якщо ж у комірці міститься
1 (Cg заряджена), то транзистор T2 відкритий і Cr розрядиться. На ви -хід надходить інвертіруемое вміст адресується осередки.
Операція ЗАПИС виконується шляхом подання відповідної уро -вня напруги на лінію запису даних з подальшою подачею ім -пульсу на лінію вибірки при записі. При цьому транзистор T1 вклю -чен і Cg заряджає до потенціалу лінії запису даних.
Існують різні схемні варіанти реалізації динамічного
ОЗУ. В усіх цих варіантах використовується МОП-технологія, поск -льку для запобігання швидкої зарядки ємності Cg необхідновисока повне вхідний опір. Однак і для випадку МОП -приладів необхідна періодична регенерація комірки (підзарядка
Cg). Період регенерації залежить від температури і для сучаснихприладів знаходиться, як правило, в інтервалі 1-3 мс при темпера -турі від 0 до 55с. Регенерація осередку динамічного ОЗП виконує -ться шляхом зчитування зберігається біта інформації, передачі його налінію запису даних і подальшого запису цього біта в ту ж яче -йку за допомогою імпульсу, що подається на лінію вибірки при записі.

Висновок: Дана лабораторна робота проведена відповідно до методичнимзазначенням, представленим у вигляді текстового файлу в додатку до навчальноїпрограмі. На даній лабораторній роботі я вивчив основні запам'ятовуючіпристрої і розібрався з принципом їх дії.