Elektron qurilmalarda butun tizimning ishlashini ta'minlaydigan eng muhim elementlardan biri ichki va tashqi bo'lingan xotiradir. Elementlar ichki xotira RAM, ROM va protsessor keshini ko'rib chiqing. Tashqi- bular kompyuterga tashqaridan ulangan barcha turdagi drayvlar - qattiq disklar, flesh-disklar, xotira kartalari va boshqalar.

Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira (ROM) ish paytida o'zgartirib bo'lmaydigan ma'lumotlarni saqlash uchun, tasodifiy kirish xotirasi (RAM) joriy vaqtda tizimda sodir bo'lgan jarayonlardan ma'lumotlarni uning hujayralarida saqlash uchun ishlatiladi va kesh xotirasi Mikroprotsessor tomonidan signallarni shoshilinch qayta ishlash ...

ROM nima

ROM yoki ROM (faqat o'qish uchun xotira) - bu shaxsiy kompyuter va telefonning deyarli barcha komponentlariga kiritilgan o'zgarmas ma'lumotlar uchun odatiy xotira qurilmasi va talab qilinadi. boshlash va ishga tushirish tizimning barcha elementlari. ROM tarkibi apparat ishlab chiqaruvchisi tomonidan yozilgan va qurilmani oldindan sinovdan o'tkazish va ishga tushirish uchun ko'rsatmalarni o'z ichiga oladi.

ROM xususiyatlari kuch mustaqilligi, qayta yozishning mumkin emasligi va ma'lumotni uzoq vaqt davomida saqlash qobiliyatidir. ROMdagi ma'lumotlar ishlab chiquvchilar tomonidan bir marta kiritiladi va apparat uni o'chirishga imkon bermaydi, kompyuter yoki telefon xizmatining oxirigacha yoki uning buzilishigacha saqlanadi. Strukturaviy ROM shikastlanishdan himoyalangan kuchlanish kuchayishi bilan, shuning uchun faqat mexanik shikastlanish mavjud bo'lgan ma'lumotlarga zarar etkazishi mumkin.

Arxitektura bo'yicha ular niqobli va dasturlashtiriladiganlarga bo'linadi:

• Maskada qurilmalar, ma'lumotlar ishlab chiqarishning yakuniy bosqichida odatiy shablon yordamida kiritiladi. O'z ichiga olgan ma'lumotlar foydalanuvchi tomonidan qayta yozilishi mumkin emas. Ajratuvchi komponentlar odatiy pnp tranzistor yoki diod elementlaridir.
• Dasturlashtiriladigan ROMda ma'lumotlar o'tkazgich elementlarning ikki o'lchovli matritsasi ko'rinishida taqdim etiladi, ular o'rtasida yarimo'tkazgich elementining pn birikmasi va metall o'tish moslamasi joylashgan. Bunday xotirani dasturlash yuqori amplitudali va davomiylikdagi oqim yordamida jumperlarni yo'q qilish yoki yaratish orqali sodir bo'ladi.

Asosiy funktsiyalari

ROM xotira bloklari ma'lum bir qurilmaning apparatini boshqarish bo'yicha ma'lumotlarni kiritadi. ROM quyidagi kichik dasturlarni o'z ichiga oladi:

• Direktiv boshlash va boshqarish mikroprotsessor ishida.
• Sinov dasturi ishlash va yaxlitlik kompyuteringiz yoki telefoningizdagi barcha jihozlar.
• Tizimni ishga tushiradigan va tugatadigan dastur.
• Subprogrammalar nazorat qilish periferik uskunalar va kiritish-chiqarish modullari.
• Jismoniy diskdagi operatsion tizimning manzili haqida ma'lumot.

Arxitektura

Doimiy saqlash qurilmalari shaklda amalga oshiriladi ikki o'lchovli massiv... Massivning elementlari o'tkazgichlar to'plamidir, ularning ba'zilari ta'sir qilmaydi, boshqa hujayralar yo'q qilinadi. Supero'tkazuvchilar elementlar eng oddiy kalitlar bo'lib, ularni navbat bilan qatorlar va qatorlarga ulash orqali matritsa hosil qiladi.

Agar o'tkazgich yopiq bo'lsa, unda mantiqiy nol, ochiq - mantiqiy. Shunday qilib, mikroprotsessor tomonidan o'qiladigan ikkilik koddagi ma'lumotlar jismoniy elementlarning ikki o'lchovli massiviga kiritiladi.

Turlari

Ishlab chiqarish usuliga qarab, ROM qurilmalari quyidagilarga bo'linadi:

• Oddiy zavod usulida yaratilgan. Bunday qurilmadagi ma'lumotlar o'zgartirilmaydi.
• Dasturlashtiriladigan Dasturni bir marta o'zgartirishga imkon beruvchi ROMlar.
• O'chiriladigan proshivka, bu sizga elementlardan ma'lumotlarni tozalash va ularni qayta yozish imkonini beradi, masalan, ultrabinafsha nurlanish yordamida.
• Elektr bilan o'chiriladigan, qayta yozilishi mumkin bo'lgan elementlar ko'p o'zgarish... Ushbu tur HDD, SSD, Flash va boshqa disklarda qo'llaniladi. Xuddi shu mikrosxemada anakartlardagi BIOS mavjud.
• Magnit, unda ma'lumotlar magnitlangan joylarda magnitlangan bo'lmaganlar bilan almashtirilgan holda saqlangan. Ularni qayta yozish mumkin edi.

RAM va ROM o'rtasidagi farq

Ikki turdagi apparat o'rtasidagi farqlar quvvat o'chirilganda uning xavfsizligi, tezligi va ma'lumotlarga kirish qobiliyatidadir.

Tasodifiy kirish xotirasida (RAM) ma'lumotlar ketma-ket joylashgan hujayralarda joylashgan bo'lib, ularning har biriga kirish mumkin dasturiy interfeyslar... Operativ xotirada dasturlar, o'yinlar kabi tizimda ishlayotgan jarayonlar haqidagi ma'lumotlar mavjud, o'zgaruvchilarning qiymatlari va steklar va navbatlardagi ma'lumotlar ro'yxati mavjud. Kompyuter yoki telefon o'chirilganda, RAM xotirasi butunlay tozalangan... ROM xotirasi bilan solishtirganda, u yuqori kirish tezligi va quvvat sarfiga ega.

ROM xotirasi sekinroq va uning ishlashi uchun kamroq quvvat sarflaydi. Asosiy farq ROMdagi kiruvchi ma'lumotlarni o'zgartirishning mumkin emasligida, RAMdagi ma'lumotlar doimiy ravishda o'zgarib turadi.

Faqat o'qish xotirasi (ROM)- o'zgarmas ma'lumotlarni saqlash uchun mo'ljallangan xotira qurilmasi (dasturlar, konstantalar, jadval funktsiyalari). Muammolarni hal qilish jarayonida ROM faqat ma'lumotni o'qish imkonini beradi. ROM-lardan foydalanishning odatiy misoli sifatida, BIOS-ni saqlash uchun shaxsiy kompyuterda ishlatiladigan LSI ROM-larni ko'rsatish mumkin (Asosiy Kirish Chiqish tizimi).

Umumiy holda, EPROM so'zlarning sig'imi, uzunligi bo'lgan ROM drayveri (uning xotira hujayralari massivi) r Har biri + 1 bit, odatda gorizontal (manzil) EPROM tizimi va r+ 1 vertikal (bit) o'tkazgichlar, ular kesishish nuqtalarida aloqa elementlari bilan ulanishi mumkin (1.46-rasm). Aloqa elementlari (ES) sug'urta aloqalari yoki p-n- o'tishlar. O'rtasidagi aloqa elementining mavjudligi j-m gorizontal va i-m vertikal o'tkazgichlar shuni anglatadiki, in i-xotira katakchasi raqamining o'rni j 1 yoziladi, ESning yo'qligi bu erda nol yozilganligini anglatadi. Hujayra raqamiga so'z yozish j ROM bit o'tkazgichlari va manzil simi raqami o'rtasidagi aloqa elementlarini to'g'ri joylashtirish orqali ishlab chiqariladi j... Hujayra raqamidan so'zni o'qish j ROM shunday ishlaydi.

Guruch. 1.46. EPROM so'z hajmiga ega ROM drayveri, uzunligi r Har biri + 1 ta raqam

Manzil kodi A = j dekodlanadi, gorizontal o'tkazgichda esa raqam j haydovchi quvvat manbaidan kuchlanish bilan ta'minlanadi. Aloqa elementlari orqali tanlangan manzil o'tkazgichga ulangan tushirish o'tkazgichlari quvvatlanadi U 1 birlik darajasida, qolgan deşarj o'tkazgichlari quvvatlangan holda qoladi U 0 nol daraja. Signallar to'plami U 0 va U 1 chiqarish o'tkazgichlarda va YP raqamining mazmunini tashkil qiladi j, ya'ni manzildagi so'z A.

Hozirgi vaqtda ROMlar yarimo'tkazgichli ES dan foydalanadigan LSI ROMlaridan qurilgan. LSI ROM odatda uchta sinfga bo'linadi:

- niqob (MPZU);

- dasturlashtiriladigan (EPROM);

- qayta dasturlash mumkin (EPROM).

Maska ROM(ROM - faqat o'qiladigan xotiradan) - kristallni o'stirish jarayonida fotomaskadan ma'lumot yoziladigan ROMlar. Masalan, 2 kbayt sig'imga ega LSI ROM 555RE4 KOI-8 kodi uchun belgi generatori hisoblanadi. Maskali ROMlarning afzalligi ularning yuqori ishonchliligi, kamchiligi esa ishlab chiqarishning pastligidir.

Dasturlashtiriladigan ROM(PROM - Programmable ROM) - ROM, ma'lumot foydalanuvchi tomonidan maxsus qurilmalar - dasturchilar yordamida yoziladi. Ushbu LSIlar manzil va tushirish o'tkazgichlari kesishgan barcha nuqtalarda to'liq ES to'plami bilan ishlab chiqariladi. Bu bunday LSIlarning ishlab chiqarish qobiliyatini va shuning uchun ommaviy ishlab chiqarish va foydalanishni oshiradi. EPROMdagi ma'lumotlarni yozib olish (dasturlash) foydalanuvchi tomonidan o'z qo'llash joyida amalga oshiriladi. Bu nollarni yozish kerak bo'lgan nuqtalarda ulanish elementlarini yoqish orqali amalga oshiriladi. Misol uchun, 0,5 kbayt sig'imga ega TTLSh-BIS EPROM 556RT5 ni ko'rsatamiz. LSI PROM ning ishonchliligi LSI niqobidan pastroq. Dasturlashdan oldin ular ES mavjudligi uchun sinovdan o'tkazilishi kerak.

MPROM va EPROM-da ularning PL tarkibini o'zgartirish mumkin emas. Qayta dasturlashtiriladigan ROM(EPROM) ularda saqlangan ma'lumotlarni bir nechta o'zgartirishga imkon beradi. Aslida, EPROM - bu operativ xotira t RFP >> t NS. EPROM tarkibini almashtirish unda saqlangan ma'lumotlarni o'chirishdan boshlanadi. EPROM'lar elektr (EEPROM) va ultrabinafsha (UVEPROM) o'chirish bilan mavjud. Masalan, 8 kbayt quvvatga ega KM1609RP2A elektr o'chirishga ega KM1609RR2A LSI kamida 104 marta qayta dasturlashtirilishi mumkin, ma'lumot yoqilgan holatda kamida 15 000 soat (taxminan ikki yil) va o'chirilgan holatda kamida 10 yil davomida saqlanadi. . 8 KB sig'imga ega K573RF4A ultrabinafsha nurlarini o'chirishga ega LSI EPROM kamida 25 qayta yozish tsikliga imkon beradi, ma'lumotni yoqilgan holatda kamida 25 000 soat va o'chirilgan holatda kamida 100 000 soat saqlaydi.

EPROM larning asosiy maqsadi, vaqti-vaqti bilan dasturlarga o'zgartirishlar kiritish zarur bo'lganda, ularni dasturiy ta'minotni ishlab chiqish va disk raskadrovka tizimlarida, mikroprotsessorli tizimlarda va boshqalarda ROM o'rniga ishlatishdir.

ROM operatsiyasini birma-bir konvertatsiya sifatida ko'rish mumkin N-manzilning bit kodi A v n-undan o'qilgan so'zning bit kodi, ya'ni. ROM kodni o'zgartiruvchi (xotirasiz raqamli mashina).

Shaklda. 1.47 diagrammalarda ROMning an'anaviy tasvirini ko'rsatadi.

Guruch. 1.47. ROMning shartli tasviri

ROMning funktsional diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1.48.

Guruch. 1.48. ROMning funktsional diagrammasi

Saqlash qurilmalari bo'yicha mutaxassislar o'rtasida qabul qilingan terminologiyaga ko'ra, kirish kodi manzil deb ataladi, 2 n vertikal shinalar - raqamlar o'lchagichlari bilan, m chiqishlar - saqlangan so'zning raqamlari bo'yicha. Har qanday ikkilik kod ROM kirishiga kelganda, har doim raqamlar qatorlaridan biri tanlanadi. Bunda ushbu son oʻlchagich bilan bogʻlanishi buzilmagan YOKI elementlarning chiqishida 1 paydo boʻladi.Bu tanlangan soʻzning (yoki son oʻlchagichning) berilgan bitiga 1 yozilganligini bildiradi.Nollar qoladi. . Dasturlash qonuni ham teskari bo'lishi mumkin.

Shunday qilib, ROM - bu funktsional birlik n kirishlar va m chiqishlarni saqlash 2 n m- raqamli qurilmaning ishlashi davomida o'zgarmas bit so'zlar. Manzil ROM kirishiga berilganda, chiqishda mos keladigan so'z paydo bo'ladi. Mantiqiy dizaynda faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira sobit so'zlar to'plamiga ega xotira yoki kodni o'zgartiruvchi sifatida ko'rib chiqiladi.

Diagrammalarda (1.47-rasmga qarang) ROM ROM sifatida belgilangan. Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira qurilmalari odatda E kirish ruxsatiga ega. E kirishidagi daraja faol bo'lsa, ROM o'z vazifalarini bajaradi. Ruxsat bo'lmasa, mikrosxemaning chiqishlari faol emas. Bir nechta ruxsat beruvchi kirishlar bo'lishi mumkin, keyin mikrosxema ushbu kirishlardagi signallarning tasodifiyligi bilan ochiladi. ROMda E signali ko'pincha RT o'qish (o'qish), VM chipini tanlash, VK kristalini tanlash (chipni tanlash - CS) deb ataladi.

ROM mikrosxemalari kengaytirish uchun moslashtirilgan. Saqlangan so'zlarning bit sonini ko'paytirish uchun mikrosxemalarning barcha kirishlari parallel ravishda ulanadi (1.49-rasm, a) va chiqishlarning umumiy sonining ko'payishidan chiqish so'zi mos ravishda oshirilgan bit chuqurligi bilan chiqariladi.

Saqlangan so'zlarning sonini ko'paytirish uchun (1.49-rasm, b) mikrosxemalarning manzilli kirishlari parallel ravishda ulanadi va yangi, kengaytirilgan manzilning eng kam ahamiyatli bitlari sifatida qabul qilinadi. Yangi manzilning qo'shilgan yuqori tartibli bitlari E kirishlaridagi mikrosxemalardan birini tanlaydigan dekoderga o'tadi. Kichik miqdordagi mikrosxemalar bilan, eng muhim bitlarning dekodlanishi ROM-larning o'zlari faollashtirilgan kirishlari bilan birlashtirilishi mumkin. Saqlangan so'zlar sonining ko'payishi bilan bir xil nomdagi bitlarning chiqishi OR funktsiyalari yordamida birlashtirilishi kerak. Agar ROM mikrosxemalarining chiqishlari simli OR usulida birlashtirish uchun ochiq kollektor sxemasi bo'yicha yoki uchta holatga ega bufer sxema bo'yicha amalga oshirilgan bo'lsa, maxsus OR elementlari talab qilinmaydi, bu esa chiqishlarni bevosita jismoniy birlashtirishga imkon beradi.

ROM mikrosxemalarining chiqishlari odatda teskari bo'ladi va E kirish ham ko'pincha teskari bo'ladi.ROMning kengayishi ular tomonidan kiritilgan qo'shimcha kechikishlarni hisobga olgan holda ba'zi signal manbalarining yuk hajmini oshirish uchun bufer kuchaytirgichlarni joriy qilishni talab qilishi mumkin. kuchaytirgichlar, lekin umuman olganda, ko'pgina DU'lar uchun xos bo'lgan nisbatan kichik hajmdagi xotira bilan (masalan, avtomatlashtirish qurilmalari), ROMni ko'paytirish odatda fundamental muammolarni keltirib chiqarmaydi.

Guruch. 1.49. Mikrosxemalarning kirishlari parallel ulanganda saqlangan so'zlarning bitlari sonining ko'payishi va mikrosxemalarning manzilli kirishlari parallel ulanganda saqlangan so'zlar soni ortadi.

Ko'pincha, turli xil ilovalar qurilmaning ishlashi davomida o'zgarmaydigan ma'lumotlarni saqlashni talab qiladi. Bu mikrokontrollerlardagi dasturlar, kompyuterlardagi yuklash moslamalari (BIOS), signal protsessorlaridagi raqamli filtr koeffitsientlari jadvallari, DDC va DUC, NCO va DDSdagi sinuslar va kosinuslar jadvallari kabi ma'lumotlar. Deyarli har doim bu ma'lumot bir vaqtning o'zida talab qilinmaydi, shuning uchun doimiy ma'lumotni (ROM) saqlash uchun eng oddiy qurilmalar multipleksorlarda tuzilishi mumkin. Ba'zan tarjima qilingan adabiyotlarda faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira ROM (faqat o'qiladigan xotira) deb ataladi. Bunday faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira (ROM) diagrammasi 3.1-rasmda ko'rsatilgan.

3.1-rasm. Multiplekserga asoslangan faqat o'qish uchun xotira (ROM) sxemasi.

Ushbu sxemada faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira sakkizta bir bitli hujayradan iborat. Bir bitli hujayradagi ma'lum bir bitni yodlash simni quvvat manbaiga muhrlash (bir yozish) yoki simni korpusga muhrlash (nol yozish) orqali amalga oshiriladi. Sxematik diagrammalarda bunday qurilma 3.2-rasmda ko'rsatilganidek belgilanadi.

3.2-rasm. Sxematik diagrammalar bo'yicha doimiy saqlash belgisi.

ROM xotira hujayrasining sig'imini oshirish uchun ushbu mikrosxemalarni parallel ravishda ulash mumkin (chiqishlar va yozilgan ma'lumotlar tabiiy ravishda mustaqil bo'lib qoladi). Bir bitli ROMlarni parallel ulash sxemasi 3.3-rasmda ko'rsatilgan.

3.3-rasm Ko'p bitli ROM (ROM) sxemasi.

Haqiqiy ROMlarda ma'lumot mikrosxemalarni ishlab chiqarishning oxirgi operatsiyasi - metallizatsiya yordamida qayd etiladi. Metallizatsiya niqob yordamida amalga oshiriladi, shuning uchun bunday ROMlar maskali ROMlar deb ataladi. Haqiqiy mikrosxemalar va yuqorida keltirilgan soddalashtirilgan model o'rtasidagi yana bir farq bu multipleksorga qo'shimcha ravishda demultipleksatordan foydalanishdir. Ushbu yechim bir o'lchovli saqlash strukturasini ikki o'lchovliga aylantirish imkonini beradi va shu bilan ROM pallasida ishlashi uchun zarur bo'lgan dekoder pallasining hajmini sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu holat quyidagi rasmda ko'rsatilgan:

3.4-rasm. Maskali faqat o'qish uchun xotira (ROM) sxemasi.

Maskali ROMlar 3.5-rasmda ko'rsatilganidek, sxematik diagrammalarda ko'rsatilgan. Ushbu mikrosxemadagi xotira kataklarining manzillari A0 ... A9 pinlariga beriladi. Mikrosxema CS signali bilan tanlanadi. Ushbu signaldan foydalanib, siz ROM hajmini oshirishingiz mumkin (RAMni muhokama qilishda CS signalidan foydalanish misoli keltirilgan). Mikrosxemani o'qish RD signali bilan amalga oshiriladi.

3.5-rasm. Sxematik diagrammalarda niqoblangan ROM (ROM) ning an'anaviy grafik belgilanishi.

Niqoblangan ROM ishlab chiqarish zavodida dasturlashtirilgan bo'lib, bu kichik va o'rta ishlab chiqarish seriyalari uchun juda noqulay, qurilmani ishlab chiqish bosqichini eslatib o'tmaydi. Tabiiyki, keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun maskali ROMlar eng arzon ROM turidir va shuning uchun hozirgi vaqtda keng qo'llaniladi. Kichik va o'rta seriyali radio uskunalarini ishlab chiqarish uchun mikrosxemalar ishlab chiqilgan bo'lib, ular maxsus qurilmalarda - dasturchilarda dasturlashtirilishi mumkin. Ushbu ROMlarda xotira matritsasidagi o'tkazgichlarning doimiy ulanishi polikristalli kremniydan yasalgan erituvchi bog'lanishlar bilan almashtiriladi. ROMni ishlab chiqarish jarayonida barcha jumperlar ishlab chiqariladi, bu ROMning barcha xotira kataklariga mantiqiy birliklarni yozishga teng. ROMni dasturlash jarayonida mikrosxemaning quvvat pinlari va chiqishlariga ko'tarilgan quvvat beriladi. Bunday holda, agar ta'minot kuchlanishi (mantiqiy birlik) ROM chiqishiga qo'llanilsa, u holda oqim jumper orqali o'tmaydi va jumper buzilmagan holda qoladi. Agar ROM chiqishiga past kuchlanish darajasi qo'llanilsa (korpusga ulangan bo'lsa), u holda xotira matritsasi o'tish moslamasi orqali oqim o'tadi, u uni bug'laydi va ushbu ROM hujayradan ma'lumotni keyingi o'qishda mantiqiy nol bo'ladi. o'qing.

Bunday mikrosxemalar deyiladi dasturlashtiriladigan ROM (EPROM) yoki PROM va 3.6-rasmda ko'rsatilganidek, sxematik diagrammalarda ko'rsatilgan. EPROMga misol sifatida 155PE3, 556PT4, 556PT8 va boshqalar chiplarini nomlash mumkin.

3.6-rasm. Sxematik diagrammalar bo'yicha dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotiraning (PROM) an'anaviy grafik belgilanishi.

Dasturlashtiriladigan ROMlar kichik va o'rta partiyalarni ishlab chiqarish uchun juda qulay ekanligini isbotladi. Biroq, elektron qurilmalarni ishlab chiqishda ko'pincha ROMda yozilgan dasturni o'zgartirish kerak bo'ladi. Bunday holda, EPROM-dan qayta foydalanish mumkin emas, shuning uchun yozma ROMni noto'g'ri yoki oraliq dastur bilan tashlab yuborish kerak, bu tabiiy ravishda apparatni ishlab chiqish xarajatlarini oshiradi. Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun boshqa turdagi ROM ishlab chiqildi, uni o'chirish va qayta dasturlash mumkin.

UV o'chiriladigan ROM xotira hujayralariga qurilgan xotira matritsasi asosida qurilgan, uning ichki tuzilishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan:

3.7-rasm. Ultraviyole va elektr o'chirishga ega ROM xotira xujayrasi.

Hujayra polisilikon eshikli MOSFET. Keyinchalik, mikrosxemani ishlab chiqarish jarayonida bu eshik oksidlanadi va natijada u kremniy oksidi bilan o'ralgan bo'ladi - mukammal izolyatsion xususiyatlarga ega dielektrik. Ta'riflangan hujayrada, ROM butunlay o'chirilgan holda, suzuvchi eshikda hech qanday zaryad yo'q va shuning uchun tranzistor oqim o'tkazmaydi. ROMni dasturlashda suzuvchi darvoza ustida joylashgan ikkinchi eshikka yuqori kuchlanish qo'llaniladi va tunnel effekti tufayli suzuvchi eshikka zaryadlar induktsiya qilinadi. Dasturlash kuchlanishini olib tashlaganingizdan so'ng, induktsiyalangan zaryad suzuvchi eshikda qoladi va shuning uchun tranzistor o'tkazuvchan holatda qoladi. Bunday hujayraning suzuvchi eshigidagi zaryad o'nlab yillar davomida saqlanishi mumkin.

Ta'riflangan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotiraning blok diagrammasi ilgari tasvirlangan maskalangan ROMdan farq qilmaydi. Yagona farq shundaki, yuqorida tavsiflangan katak erituvchi havola o'rniga ishlatiladi. Ushbu turdagi ROM qayta dasturlanadigan faqat o'qish xotirasi (EPROM) yoki EPROM deb ataladi. EPROMda ilgari qayd etilgan ma'lumotlarni o'chirish ultrabinafsha nurlanish orqali amalga oshiriladi. Ushbu yorug'lik yarim o'tkazgich kristaliga to'sqinliksiz o'tishi uchun ROM mikrosxema qutisiga kvarts oynasi o'rnatilgan.

RPZU mikrosxemasi nurlantirilganda kremniy oksidining izolyatsion xususiyatlari yo'qoladi, suzuvchi eshikdan to'plangan zaryad yarimo'tkazgich hajmiga oqib o'tadi va xotira xujayrasining tranzistori yopiq holatga o'tadi. RPZU chipini o'chirish vaqti 10 dan 30 minutgacha.

Yozish davrlari soni - EPROM chiplarini o'chirish 10 dan 100 martagacha, shundan so'ng EPROM chipi ishlamay qoladi. Bu ultrabinafsha nurlanishning kremniy oksidiga halokatli ta'siri bilan bog'liq. EPROM mikrosxemalariga misol sifatida Rossiyada ishlab chiqarilgan 573 seriyali mikrosxemalarni va chet elda ishlab chiqarilgan 27cXXX mikrosxemalarini nomlash mumkin. EPROM ko'pincha umumiy maqsadli kompyuterlar uchun BIOS dasturlarini saqlaydi. EPROMlar 3.8-rasmda ko'rsatilganidek, sxematik diagrammalarda tasvirlangan.

3.8-rasm. Sxematik diagrammalarda EPROMning shartli grafik belgilanishi.

Kvarts oynasi bo'lgan holatlar juda qimmat bo'lgani uchun, shuningdek, oz sonli yozishni o'chirish tsikllari, ular EPROM-dan ma'lumotni elektr bilan o'chirish yo'llarini izlashga olib keldi. Bu yo'lda ko'plab qiyinchiliklarga duch keldi, ular amalda hal qilindi. Hozirgi vaqtda elektr ma'lumotlarini o'chirib tashlaydigan mikrosxemalar juda keng tarqalgan. Xotira xujayrasi sifatida ular EPROMdagi kabi bir xil hujayralardan foydalanadilar, lekin ular elektr potentsiali bilan o'chiriladi, shuning uchun bu mikrosxemalar uchun yozishni o'chirish davrlari soni 1 000 000 martaga etadi. Bunday ROMlarda xotira katakchasini o'chirish vaqti 10 ms gacha kamayadi. Elektr bilan o'chiriladigan dasturlashtiriladigan ROMlarni boshqarish sxemasi murakkab bo'lib chiqdi, shuning uchun ushbu mikrosxemalarni ishlab chiqishning ikkita yo'nalishi mavjud edi:

1. EEPROM (EEPROM) - elektr o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira

Elektr bilan o'chiriladigan EPROMlar (EEPROM) qimmatroq va hajmi jihatidan kichikroq, ammo ular har bir xotira katakchasini alohida qayta yozishga imkon beradi. Natijada, bu mikrosxemalarda yozish va o'chirish davrlarining maksimal soni mavjud. Elektr bilan o'chiriladigan ROMlarni qo'llash sohasi quvvat o'chirilganda o'chirilmasligi kerak bo'lgan ma'lumotlarni saqlashdir. Bunday mikrosxemalarga mahalliy 573PP3, 558PP3 mikrosxemalari va 28cXX seriyali xorijiy EEPROM mikrosxemalari kiradi. Elektr bilan o'chiriladigan ROMlar 3.9-rasmda ko'rsatilganidek, sxematik diagrammalarda ko'rsatilgan.

Shakl 9. Sxematik diagrammalar bo'yicha elektr o'chiriladigan faqat o'qish uchun xotiraning (EEPROM) an'anaviy grafik belgisi.

So'nggi paytlarda mikrosxemalarning tashqi chiqishlari sonini kamaytirish orqali EEPROM hajmini kamaytirish tendentsiyasi kuzatildi. Buning uchun manzil va ma'lumotlar mikrosxemaga va undan ketma-ket port orqali uzatiladi. Bunday holda, ikkita turdagi ketma-ket portlar qo'llaniladi - SPI porti va I2C porti (mos ravishda 93cXX va 24cXX seriyali mikrosxemalar). Xorijiy 24cXX seriyasi mahalliy 558PPX mikrosxemalariga mos keladi.

FLASH - ROMlar EEPROM-lardan farq qiladi, chunki o'chirish har bir hujayra uchun alohida emas, balki butun mikrosxema uchun yoki EPROMda bo'lgani kabi ushbu mikrosxemaning xotira matritsasi bloki uchun amalga oshiriladi.

3.10-rasm. Sxematik diagrammalarda FLASH xotiraning shartli grafik belgilanishi.

Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotiraga kirishda siz avval manzillar shinasidagi xotira katakchasi manzilini belgilashingiz kerak, so'ngra mikrosxemadan o'qish operatsiyasini bajarishingiz kerak. Ushbu vaqt diagrammasi 3.11-rasmda ko'rsatilgan.

3.11-rasm. ROMdan ma'lumotni o'qish uchun signallarning vaqt diagrammasi.

3.11-rasmda strelkalar boshqaruv signallarini yaratish ketma-ketligini ko'rsatadi. Ushbu rasmda RD - o'qish signali, A - hujayra manzilini tanlash uchun signallar (chunki manzil shinasidagi alohida bitlar turli qiymatlarni olishi mumkin, yagona va nol holatga o'tish yo'llari ko'rsatilgan), D - tanlangan ROM katagidan o'qilgan ma'lumotni chiqarish.

4. Berilgan hadlarni ikkilik shaklda ifodalovchi ikkita to‘ldiruvchida qo‘shish amalini bajaring:

1) + 45 2) - 45

- 20 + 20

Yechim:

1) x 1 = 45 = 0,101101 pr

x 2 = - 20 = 1,010100 pr = 1,101011 arr = 1,101100 qo'shish

+ 1,101100

Javob: 0,011001 pr = 25 10

2) x 1 = - 45 = 1,101101 pr

x 2 = 20 = 0,010100 pr

+ 0,010100

Javob: 1.100111 qoʻshish = 1.011000 arr = 1.011001 pr = - 25 10

Savol raqami 5.

Quyidagi vazifalarni bajaring:

1) SNDF da mantiqiy funktsiyani yozing;

2) Karnaugh xaritalari yordamida mantiqiy funktsiyani minimallashtirish;

Xotiraning asosiy tasniflash parametrlari

Statik parametrlar 3U

ROMning RAMga nisbatan muhim afzalligi quvvat o'chirilganda ma'lumotni saqlab qolishdir. ROMda saqlangan bir oz ma'lumotning narxi RAMga qaraganda deyarli bir daraja past bo'lishi mumkin. Doimiy saqlash qurilmalari turli jismoniy tamoyillar asosida amalga oshirilishi mumkin.

Hozirgi vaqtda ROMning quyidagi turlari qo'llaniladi:

MASKY ROMLAR ularning ishlab chiqaruvchisi tomonidan dasturlashtirilgan bo'lib, u foydalanuvchi tomonidan tayyorlangan ma'lumotlarga ko'ra, foto-shablonlarni yaratadi, ular yordamida u ushbu ma'lumotlarni ishlab chiqarish jarayoniga ROM chipiga kiritadi. Bu usul eng arzon va ROMlarni keng miqyosda ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan.

Maskali ROMlar diodlar, bipolyar va MOS tranzistorlari asosida qurilgan. Diodli ROMda diodlar "1" yozuviga mos keladigan matritsa kesishmalariga kiritilgan va "0" yozilishi kerak bo'lgan joylarda yo'q. Diodli ROMlarning tashqi boshqaruv sxemalari juda oddiy. Diyot massivi galvanik bog'langan element bo'lgani uchun, chiqish signallari kirish signallari bilan bir xil shaklga ega. MIS tranzistorlari asosidagi doimiy xotira qurilmalarini ishlab chiqarish bipolyarlarga qaraganda biroz osonroq.

Maskali ROMlar juda ishonchli, ammo yangi IC yaratmasdan ROMdagi ma'lumotlarni o'zgartirish mumkin emas, bu tizim dasturlarini ishlab chiqish bosqichida ayniqsa noqulay.

FOYDALANUVCHI PROGRAMLANISH ROM ko'p qirrali va shuning uchun qimmatroqdir. Ular erituvchi bog'lanishlarga ega bipolyar qurilmalarning matritsalari (ularning soddalashtirilgan diagrammasi 17.7-rasmda ko'rsatilgan), ularning manzili va bit avtobuslari bilan ulanishlari maxsus kodga kiritilganda yo'q qilinadi. DASTURLAR... Ushbu qurilmalar ROMning tanlangan xotira elementlaridagi erituvchi havolalar orqali yoqish uchun zarur va etarli bo'lgan kuchlanishlarni hosil qiladi.

Shaklda. ... eriydigan o'tish moslamalari PP ko'p emitterli tranzistorlar VTo ... VTp emitrlariga kiritilgan sigortalar shaklida ko'rsatilgan. Dasturlashtiriladigan elementlar matritsa tranzistorlarining emitentlari va bit chiziqlari orasiga kiritilgan. Jumperning mavjudligi o'qish kuchaytirgichining chiqishida mantiqiy 0 ga to'g'ri keladi va o'tish moslamasining yo'qligi mantiqiy birlikka to'g'ri keladi. Sxemaga ma'lumot yozish jarayoni dasturlash moslamasi tomonidan taqdim etilgan oqim tomonidan sug'urta aloqalarini tanlab yo'q qilishdir.

BIR martalik dasturlashtiriladigan ROM (EPROM) haydovchi hujayralar asosida amalga oshiriladi. Ushbu turdagi doimiy xotira qurilmalari hujayradagi ma'lumotlarni faqat bir marta yozib olishga imkon beradi. Dasturlashda "nikrom yoki boshqa o'tga chidamli materiallardan tayyorlangan bu erituvchi jumperlar maxsus dasturlash moslamasi yordamida yondiriladi. Dasturlash rejimida jumperlarni yoqish maxsus dastur bo'yicha bir qator impulslar bilan amalga oshiriladi.

ROM ishining ishonchliligini oshirish uchun dasturlash texnikasi jumperni yoqish momentini o'rnatgandan so'ng 40, .. 100 impulslar seriyasini etkazib berishni, shuningdek dasturlashtirilgan ROMni haroratda majburiy termal mashq qilishni ta'minlaydi ( taxminan 100 ° C).

Polikristalli kremniyli o'tish moslamalari bo'lgan mikrosxemalar yanada ishonchli bo'lib, ularda polisilikonning o'tkazuvchanlik holatidan o'tkazmaydigan holatga qaytarilmas o'tish jarayoni oqim oqimidan kelib chiqqan isitish ta'sirida sodir bo'ladi.

Dasturlash rejimini qo'llab-quvvatlash sxemalari odatda chipning o'zida joylashgan bo'lib, dasturlash jarayoni quyidagicha davom etadi.

1) Tanlangan katakning manzili manzil kiritishlariga beriladi.

2) Mikrosxemaning besleme kuchlanishi + U oqim hosil qilish uchun zarur bo'lgan +10 V dasturlash kuchlanishiga ko'tariladi, I ³ 400 mA jumperni eritish uchun etarli.

3) 100 mA dan oshmaydigan oqim bilan +15 V kuchlanish rezistor orqali V dasturlash kirishiga beriladi.

Dasturlashtiriladigan ROM (EPROM) Ular orasida eng keng tarqalgani ultrabinafsha nurlarini o'chirish va elektr o'chirish va ma'lumotlarni yozib olish bilan jihozlangan ROMlardir.

Ultraviyole nurlanish (UVEPROM) yordamida ma'lumotlar o'chiriladigan mikrosxemalar quyidagilarga ega: bir nechta dasturlash imkoniyati, kirish vaqti va quvvat sarfi, katta quvvat.

UV o'chirish ROMidagi saqlash elementi MOSFET hisoblanadi. Berilgan hujayraning tarkibi haqidagi ma'lumotlar MOSFETning ikkinchi eshigida zaryad sifatida saqlanadi. Agar mikrosxemani qayta dasturlash zarur bo'lsa, oldindan yozib olingan ma'lumotlar l £ 400 mikronli ultrabinafsha nurlar bilan (manba DRT220 yoki DRT375 chiroq bo'lishi mumkin) mikrosxema korpusining yuzasida shaffof kvarts oynasi orqali o'chiriladi. UV nurlanishi MOSFETning suzuvchi eshigini chiqaradi. Ushbu turdagi ROM mikrosxemalarida ma'lumotni saqlash muddati eshik dielektrining sifati bilan belgilanadi va zamonaviy mikrosxemalar uchun o'n yil yoki undan ko'proq.

Elektr bilan oʻchiriladigan ROM chiplari tez oʻchirish va yozish imkoniyatlari hamda koʻp sonli maʼlumotlarni qayta yozish sikllari (10 000 marta yoki undan ortiq) tufayli mikroprotsessor muhandislari orasida mashhurdir. Biroq, ular ultrabinafsha nurlarini yo'q qiladigan ROM chiplari bilan solishtirganda ancha qimmat va murakkab va shuning uchun mikroprotsessor uskunalarida foydalanish darajasi bo'yicha ikkinchisidan past.

Oʻchirish mumkin boʻlgan ROMdagi xotira xujayrasi ultrabinafsha nurlari bilan oʻchiriladigan ROMdagi kabi suzuvchi MOSFET eshigiga asoslangan. Ammo bu turdagi mikrosxemalarda texnologik usullar teskari tunnel qilish imkoniyatini ta'minlaydi, ya'ni. suzuvchi eshikdan elektronlarni tanlash, bu sizga kiritilgan ma'lumotlarni tanlab o'chirish imkonini beradi.

FERNETOELECTRICITY, ferromagnetizmning elektr analogi. Xuddi ferromagnit moddalarda magnit maydonga joylashtirilganda qoldiq magnit qutblanish (moment) paydo bo'lganidek, elektr maydoniga joylashtirilgan ferroelektrik dielektriklarda esa qoldiq elektr qutblanish paydo bo'ladi.

Ferroelektrning mikroskopik sababi moddaning ichida atomik (yoki molekulyar) dipollarning mavjudligidir. Ushbu dipollar tashqi elektr maydon tomonidan yo'naltirilgan va maydon olib tashlangandan keyin yo'naltirilgan bo'lib qoladi; maydon yo'nalishini teskari tomonga o'zgartirish dipollarning teskari yo'nalishiga olib keladi. Ferroelektr va ferromagnetizm o'rtasidagi asosiy farq shundaki, erkin elektr zaryadlari elektr dipollari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr maydonlarini ekranlashi mumkin va bu statik qutblanishni bevosita kuzatishni qiyinlashtiradi. Polarizatsiya odatda histerezis halqasi bilan o'lchanadi. Namuna kondansatör plitalari orasiga joylashtiriladi, unga o'zgaruvchan kuchlanish E qo'llaniladi.Osiloskop ekranida plitalarga kelib chiqadigan zaryadning bog'liqligi egri chizig'i va bu bilan elektr qutblanishi qayd etiladi (chunki birlik uchun zaryaddan boshlab). Plitalar yuzasining maydoni elektr polarizatsiya vektorining o'lchovidir P), kuchlanish (maydon) bo'yicha E. Shaklda ko'rsatilgan histerezis halqasi. 1, ikkita qiymat bilan tavsiflanadi: E nol maydonida ham mavjud bo'lgan qoldiq polarizatsiya P (har qanday belgi) va qutblanish vektori yo'nalishini teskari tomonga o'zgartiradigan majburiy maydon Ec. Gisterezis halqasining maydoni qarama-qarshi belgining ikkita ekvivalent qutblanish holati o'rtasidagi ferroelektrik o'tishning bir tsiklida sarflangan elektr kuchlarining ishiga teng.

Hozirgi vaqtda xotira xujayrasi - ferromagnit ferroelektrik tranzistor va bir xil kondansatör qurilgan asosiy elementlarning juda ko'p turli xil birikmalari mavjud. Ammo bu kombinatsiyalarni ko'rib chiqayotganda, 4 ta asosiy turni aniqlash mumkin, ular asosiy, FeRAM hujayralarining boshqa barcha turlari faqat ularning kombinatsiyasi. Bu 1T FeRAM yagona tranzistorli hujayra, 1C FeRAM yagona kondansatörli hujayra, shuningdek SFRAM deb ataladi (statik o'qiladigan, uchuvchan bo'lmagan, ferroelektrik tasodifiy kirish xotirasi - SRAMning to'liq analogi), eng keng tarqalgan 1T-1C FeRAM tranzistor-kondansatörü. hujayra va yuqoridagi qo'sh hujayralar ichida eng barqarori.2T-2C FeRAM. Va endi batafsil ma'lumot uchun.

Ushbu asosiy tuzilmalarga qo'shimcha ravishda, ularning kombinatsiyalarining juda ko'p soni mavjud. O'zini zarracha hurmat qiladigan deyarli har qanday universitet hozir hujayralarni joylashtirish va bu duragaylarning xususiyatlarini o'rganish imkoniyatlaridan o'tmoqda. Ushbu mavzu bo'yicha diplomlar himoya qilinmoqda, ko'proq patentlar olinmoqda. Bitta maqola doirasida hech bo'lmaganda eng istiqbolli kombinatsiyalarni ko'rib chiqish haqiqiy emas. Yana kamida bitta maqola uchun material mavjud, ammo hozircha FeRAMning keyingi istiqbollariga o'tishga arziydi.

Ushbu hujayra tuzilishi birinchi ishlaydigan FeRAM modellaridan birida ishlatilgan, ammo uning ishlashi unchalik yuqori emas edi - hujayra juda tez zaryadini yo'qotdi va oldindan aytib bo'lmaydigan holatga aylandi, ya'ni u uchuvchan emas edi, shuning uchun 1T hududi qisqartirildi. Ammo g'oyaning o'zi qat'iy bo'lib chiqdi - axir, hujayra sifatida faqat bitta tranzistorga ega bo'lgan holda, siz uning minimal hajmiga va shunga mos ravishda chip yuzasi birligi uchun ulkan axborot sig'imiga erishishingiz mumkin. Shuning uchun 2002 yilda 1T FeRAM ni yaratish bo'yicha ishlar Yaponiyaning ikkita eng yirik institutlari - NERI (Nanoelektronika tadqiqot instituti) va AIST (ilg'or sanoat fanlari va texnologiyalari milliy instituti) tomonidan davom ettirildi. Eng so'nggi avlod ferromagnit ferroelektriklari - gafniy Hf qo'shilgan va ferroelektrik eshikli dala effektli tranzistorning tuzilishini biroz o'zgartirgan SBT kompozit oksidi (SrBi2Ta2O9) yordamida ular zaryadni saqlash muddati ancha uzoqroq bo'lgan 1T strukturasini olishga muvaffaq bo'lishdi. oldingi dizaynlarga qaraganda kattalik tartibi.

1T FeRAM sxemasining o'zi quyidagicha ko'rinadi:

Chap tomonda an'anaviy 1T-1C hujayraning diagrammasi, o'ngda faqat 1T. Hatto sxematik diagrammadan ko'rinib turibdiki, 1T xujayrasi 1T-1C bilan solishtirganda dizayn jihatidan kichikroq va soddaroq bo'lib, bu xarajatlar narxiga va unga asoslangan axborotni saqlash hajmiga ijobiy ta'sir ko'rsatishi kerak.

Transistorning o'zi quyidagicha ko'rinadi:

1T FeRAM xujayrasiga yozish elektron elektrodlarga musbat yoki manfiy zaryad qo'llanilganda amalga oshiriladi. Drenaj elektrodiga + 6V kuchlanish qo'llanilganda, o'tkazgich kanalida "1" qiymatiga mos keladigan pulsatsiyalanuvchi etarli oqim paydo bo'ladi. Va aksincha - salbiy kuchlanishni qo'llaganingizdan so'ng - to'lqinli oqim juda ahamiyatsiz - hujayra "0" holatiga o'tadi.

Grafikda u quyidagicha ko'rinadi:

Ushbu grafikdan ko'rinib turibdiki, "0" holati va "1" holati o'rtasidagi farq hujayra qiymatini aniq aniqlash uchun etarli va oqish oqimining pasayishi ahamiyatsiz - 106 soniya davomida (bu 11,6 kunga to'g'ri keladi) pasayish kuzatilmadi. 2% dan oshadi.

Xulosa qilib aytishimiz mumkinki, ushbu texnologiya juda hayotiy - juda kichik hujayra hajmi, zaryad barqarorligi va hujayralarga kirishning yuqori tezligi (tranzistordan oddiyroq nima bo'lishi mumkin?) - bular 1T FeRAM ning asosiy pozitsiyalari. Asosiy muammo - zaryadni saqlashning ishonchliligi - 1T FeRAM asosidagi xotira 50-60 kundan keyin ma'lumotlarni yo'qotadi. Biroq, mobil kompyuterlar bozori uchun bu muhim emas - PDA egalarining birortasi sevimli o'yinchoqlarini ikki oydan ko'proq vaqt davomida o'chirib qo'yishi dargumon va yoqilganda tranzistor zaryadi yangilanadi. Shunday qilib, 1T yaratuvchilari ortib borayotgan ishonchlilik va eng muhimi, bularning barchasini amaliyotga tatbiq etishda qoladilar - va bu asosiy muammo bo'lib tuyuladi, FeRAMning yirik ishlab chiqaruvchilarining hech biri hali eski g'oyaning yangi reenkarnatsiyasiga qiziqmagan, an'anaviy 1T-1C va 2T-2C bilan ishlashni afzal ko'rish ... Ayni paytda 1T texnologiyasini biron bir yirik ishlab chiqaruvchi tomonidan litsenziyalanishi haqida birorta ham yangilik yo'q. Ko'rinishidan, stereotiplar qat'iydir - ular 1T tuzilmasini rad etgandan so'ng, kompyuter sanoatining gigantlari buni unutib qo'yishdi. Ishonmoqchimanki, ishlab chiquvchilar buni ultra-Gbit FeRAM deb atashgan, noshirlar uchun omadli bo'ladi va biz javonlarda arzon sig'imli o'zgaruvchan saqlash vositalarini ko'ramiz.

3V quvvat manbai bilan 16 kbit seriyali uchuvchan bo'lmagan temir elektr RAM (FRAM)

O'ziga xos xususiyatlar:

16 kbit ferroelektrik uchuvchan bo'lmagan operativ xotira
- Xotira hujayralarini tashkil qilish 2048 x 8
- O'qish / yozish tsikllarining cheksiz soni
- 10 yillik axborotni saqlash muddati
- Kechiktirmasdan yozib olish (NoDelay™)
- Ilg'or yuqori ishonchli ferroelektrik texnologiya

Tez ikki simli ketma-ket interfeys
- Maksimal seriyali avtobus soat tezligi 1 MGts gacha
- EEPROM-ni to'g'ridan-to'g'ri apparat almashtirish

Kam quvvat sarfi
- 2.7-3.6V quvvatda ishlaydi (yangi xususiyat)
- Faol oqim - 75 mkA (100 kHz, 3V)
- sokin oqim - 1 mkA

Sanoat standartlariga muvofiqligi
- Ishlash harorati: -40 ° C ... + 85 ° S
- 8 pinli SOIC to'plami
- Ekologik toza 8 pinli mavjudligi. SOIC korpuslari (yangi xususiyat)

FM24CL16 blok diagrammasi:

FM24CL16 pinout:

Umumiy tavsif:

FM24CL16 - bu ferroelektrik texnologiyadan foydalangan holda ishlab chiqarilgan 16 kbit doimiy xotira. Ferroelektrik tasodifiy kirish xotirasi yoki FRAM o'zgaruvchan emas va operativ xotiraga o'xshash o'qish va yozish operatsiyalarini bajaradi. U 10 yilgacha ishonchli saqlashni ta'minlaydi, shu bilan birga EEPROM va boshqa o'zgarmas xotiraning murakkabligi, yozish qobiliyatidagi cheklovlar va tizim ishonchliligini yo'q qiladi.

EEPROM dan farqli o'laroq, FM24CL16 shina tezligida yozish operatsiyasini bajaradi. Bunday holda, yozish paytida kechikishlar bo'lmaydi.

Keyingi avtobus siklini so'rov ma'lumotlarini talab qilmasdan darhol boshlash mumkin. Bunga qo'shimcha ravishda, qurilma cheksiz miqdordagi yozish davrlariga ega, bu EEPROM dan ko'p kattalikdagi buyurtmalardir. Bundan tashqari, FRAM yozish paytida EEPROM ga qaraganda kamroq oqim oladi, bu esa dasturlash davri uchun qo'shimcha ichki quvvat manbaini talab qiladi.

Ushbu imkoniyatlar FM24CL16 ni tez-tez va tez ma'lumotlarni qayd qilish talab qilinadigan uchuvchan bo'lmagan saqlash ilovalari uchun ideal qiladi. Bunday ilovalarga misollar yozish vaqti muhim bo'lishi mumkin bo'lgan saqlash vositalaridan tortib, EEPROM ga yozishdagi kechikishlar ma'lumotlarning yo'qolishiga olib kelishi mumkin bo'lgan sanoat nazoratigacha. Birgalikda bu afzalliklar dasturlashda noqulaylik tug'dirmasdan yuqori chastotada ma'lumotlarni yozish imkonini beradi.

FM24CL16 standart sanoat 8 pinda mavjud. SOIC paketi va ikki simli aloqa protokolidan foydalanadi. Ishlash -40 ° C ... + 85 ° S butun sanoat harorat oralig'ida kafolatlanadi. FM24CL16 3V quvvat manbaini talab qiladi va 1 MGts gacha avtobus tezligini ta'minlaydi, shu bilan birga FM24C16 ning 5V versiyasi bilan birgalikda ishlaydi.

Xulosalarning tavsifi:

Buyurtma haqida ma'lumot:

Kremniy texnologiyasidan foydalangan holda energiyaga bog'liq bo'lgan mikroelektronik xotira qurilmalarini yaratish maqsadida qo'rg'oshin va lantan tsirkonat titanatining (PLZT) yupqa plyonkalari faol o'rganilmoqda. (Bistable polarizatsiya ikkilik xotira hujayralari uchun ideal asosdir.)

Yarimo'tkazgichli mahsulotlarni ishlab chiqarish texnologiyalarini 1 mikrondan kam bo'lgan jarayonga o'tkazish natijasida ta'minot kuchlanishining mos ravishda pasayishi zarurati paydo bo'ldi. Bozorda 5 voltli tizimlardan 3 voltli tizimlarga o'tish tendentsiyasi o'sib bormoqda. Biroq, barcha komponentlar bazasi ushbu tendentsiyaga javob bermaydi va tizim dizaynerlari bitta quvvat manbaidan foydalanganda komponentlardan foydalanishning murakkabligiga duch kelishadi. Bu muammo eskirgan 5 voltli qismlarni qayta loyihalash orqali pulni tejaydigan tizimlarga texnik xizmat ko'rsatadigan kompaniyalarga ko'proq taalluqlidir.

Atmel faqat 3V quvvatga ega yangi AT45DBXXXX seriyali DataFlash oilasini loyihalashda buni hisobga oldi. Shu bilan birga, 3 voltli DataFlash oilasi 5 voltli tizimlarda ham qo'llanilishi mumkin. Ushbu amaliy qo'llanma 5V yoki aralash quvvat tizimlarida 3V DataFlashdan foydalanish bo'yicha ko'rsatmalar berishga qaratilgan.

O'N OLTI RAQAM

Odatiy mikrokompyuterning xotira katakchasi 1001 1110 ikkilik raqamini o'z ichiga olishi mumkin. Birliklar va nollarning bunday uzun zanjirini eslab qolish qiyin va klaviaturadan kiritish noqulay. 1001 1110 raqamini o'nlik sanoqqa aylantirish mumkin edi, bu 158 10 ni bergan bo'lardi, lekin aylantirish jarayoni uzoq vaqt talab qilgan bo'lardi. Aksariyat mikroinformatika tizimlari 1001 1110 kabi ikkilik raqamlarni eslab qolish va ulardan foydalanishni osonlashtirish uchun oʻn oltilik sistemadan foydalanadi.

O'n oltilik yoki 16 ta asosli tizim O dan 9 gacha va A, B, C, D, E, F dan 16 ta belgidan foydalanadi. Jadvalda. 2.5 o'nlik, ikkilik va o'n oltilik sonlarning ekvivalentlarini ko'rsatadi.

Jadvaldan eslatma. 1 har bir o'n oltilik belgi to'rt bitning bitta kombinatsiyasi bilan ifodalanishi mumkin. Shunday qilib, 1001 1110 ikkilik sonining o'n oltilik ko'rinishi 9E ga teng. Demak, ikkilik sonning 1001-qismi 9, 1110-qismi esa E (albatta, oʻn oltilik kodda). Demak, 1001 1110 2 = 9E 16. (Yodda tutingki, pastki belgilar sanoq tizimining asosini ifodalaydi.)

Ikkilik 111010 ni hexga qanday o'zgartira olaman? Siz MB bilan boshlaysiz va ikkilik sonni 4 bitli guruhlarga ajratasiz. Keyin har bir 4 bit guruhini ekvivalent o'n oltilik raqam bilan almashtiring: 1010 2 = A, 0011 2 = 3, shuning uchun 111010 2 = 3A 16.

Hex 7F ni ikkilik formatga qanday o'zgartira olaman? Bunday holda, har bir o'n oltilik raqam uning 4 bitli ikkilik ekvivalenti bilan almashtirilishi kerak. Misolda 0111 ikkilik raqami bilan almashtiriladi

Jadval 1. O'nlik, o'n oltilik va ikkilik ekvivalentlar

o'n oltilik 7 va 1111 2 F 16 o'rnini bosadi, shuning uchun 7F 16 = 11110111 2.

Ikkilik sonlarni ifodalash uchun oʻn oltilik tizim keng qoʻllaniladi.

2-jadval. O‘n oltilik sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sanoqli sonlarga o‘tkazish

2C6E o‘n oltilik sonini o‘nlik songa aylantiring. Jarayon jadvalga mos keladi. 2. Birinchi to'rtta o'n oltilik raqamlar pozitsiyalarining qiymatlari mos ravishda chapdan o'ngga 4096, 256, 16 va 1. O'nlik raqam 14 (E 16) birlik, 6 ta raqam 16, 12 (C 16) dan iborat. ) raqamlar 256 va 2 raqamlari 4096. Har bir raqam mos keladigan vaznga ko'paytiriladi, yig'indisi olinadi, bu bizga 11374 o'nlik sonini beradi.

15797 o‘nlik sonini o‘n oltilik sanoqli tizimga o‘tkazing. Shaklda. 5 protsedurani ko'rsatadi. Birinchi qator 1579710 ni 16 ga bo'ladi, ya'ni

15797 10:16 = 987 qolgan 5 10 = 5 16 MR

978 10: 16 = 61 qolgan 11 10 = B 16

61 10:16 = 3 qolgan 13 10 = D 16

3 10: 16 = 0 qolgan 3 10 = 3 16 CP

15797 10 = 3 D B 5

Guruch. 5. O‘nlikdan o‘n oltilik sanoqli sanaga o‘tkazish

987 10 bo'limini va qolgan 5 10 ni beradi, so'ngra uning o'n oltilik ekvivalentiga (5 10 = 5 16) aylantiriladi va o'n oltilik sonning eng kichik muhim raqamiga (MP) aylanadi. Birinchi qism (987) ikkinchi satrda bo'linadigan bo'ladi va yana 16 ga bo'linadi, bu bo'lim 61 ni, qolganini esa 11 ni 10 yoki olti burchakli B beradi. Uchinchi qatorda 61 16 ga bo'linadi, 3 qism va qolgan 13 ni beradi. 10 yoki D 16 va chiziqdagi to'rtinchi qatorda dividend 3 16 ga bo'linadi, 0 qismni va qolgan Z 10 yoki 3 16 ni beradi. To'rtinchi qatorda bo'lgani kabi, qism 0 bo'lsa, konvertatsiya tugaydi. 3 16 natijaning eng muhim raqamiga (MS) aylanadi, ya'ni. 3DB5 16.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Bilimlar bazasidan o‘z o‘qish va faoliyatida foydalanayotgan talabalar, aspirantlar, yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘ladi.

E'lon qilingan http://www.allbest.ru/

E'lon qilingan http://www.allbest.ru/

Novgorod davlat universiteti I. Dono

mavhum

“Doimiy saqlash qurilmalari” mavzusida. Asosiy xususiyatlar, qamrovi "

Tugallangan: 1-kurs talabasi gr. 5261

Bronina Kseniya

Tekshirildi: Arxipova Gelirya Asxatovna

Velikiy Novgorod, 2016 yil

1. Doimiy saqlash tushunchasi

1.1 ROMning asosiy xarakteristikalari

1.2 ROMning tasnifi

1.2.1 Bajarish turlari bo'yicha

1.2.2 ROM chiplarining turlari bo'yicha

1.2.3 Mikrosxemalarni dasturlash usuli bilan (ularga proshivka yozish)

2. Ilova

3. ROMning tarixiy turlari

Adabiyot

1. Doimiy saqlash tushunchasi

Faqat o'qiladigan xotira (ROM, yoki ROM - Faqat o'qish uchun xotira, faqat o'qish uchun xotira) ham anakartga o'rnatilgan modullar (kassetalar) asosida qurilgan va o'zgarmagan ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatiladi: operatsion tizimni yuklash dasturlari, kompyuter qurilmalarini sinovdan o'tkazish dasturlari va ba'zi drayverlar Asosiy kirish / chiqish tizimi (BIOS) va boshqalar.

Doimiy xotiraga faqat o‘qish uchun mo‘ljallangan xotira, ROM (ingliz adabiyotida – Read Only Memory, ROM, so‘zma-so‘z tarjimada “faqat o‘qish uchun xotira” deb tarjima qilinadi), dasturlashtiriladigan ROM, EPROM (ingliz adabiyotida – Programmable Read Only Memory, PROM) va flesh xotira. ROMning nomi o'zi uchun gapiradi. ROMdagi ma'lumotlar xotira mikrosxemalarini ishlab chiqaruvchi zavodda qayd etiladi va kelajakda uning qiymatini o'zgartirib bo'lmaydi. ROM operatsion tizimni tanlashga bog'liq bo'lmagan kompyuter uchun muhim bo'lgan ma'lumotlarni saqlaydi. Dasturlashtiriladigan ROM odatdagidan farq qiladi, chunki ushbu mikrosxemadagi ma'lumotlar maxsus usullar bilan (masalan, ultrabinafsha nurlar) o'chirilishi mumkin, shundan so'ng foydalanuvchi unga ma'lumotni qayta yozishi mumkin. Ushbu ma'lumotni keyingi o'chirish operatsiyasigacha o'chirib bo'lmaydi.

ROMni o'zgaruvchan bo'lmagan doimiy va "yarim doimiy" saqlash qurilmalari deb atash odat tusiga kirgan bo'lib, ulardan faqat tezkor ravishda ma'lumotlarni o'qishingiz mumkin, ROMda ma'lumotlarni yozib olish kompyuterdan tashqarida laboratoriya sharoitida yoki mavjud bo'lganda amalga oshiriladi. maxsus dasturchi va kompyuterda. Axborotni yozish texnologiyasiga ko'ra, quyidagi turdagi ROMlarni ajratish mumkin:

§ faqat ishlab chiqarish jarayonida dasturlashtiriladigan mikrosxemalar - klassik yoki niqoblangan ROMlar yoki ROMlar;

§ laboratoriyada bir marta dasturlashtiriladigan mikrosxemalar - dasturlashtiriladigan ROM (EPROM) yoki dasturlashtiriladigan ROM (PROM);

§ qayta-qayta dasturlashtiriladigan mikrosxemalar, - qayta dasturlanadigan ROM yoki o'chiriladigan PROM (EPROM). Ular orasida elektr bilan qayta dasturlashtiriladigan EEPROM (Electrical Erasable PROM) mikrosxemalarini, shu jumladan flesh xotirani ta'kidlash kerak.

1.1 ROMning asosiy xarakteristikalari

Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotirada (ROM) ma'lumotlar doimiy ravishda saqlanadi. Doimiy saqlanadigan ma'lumotlar uchuvchan bo'lmagan deb nomlanadi, ya'ni quvvat o'chirilgan bo'lsa ham ROMda qoladi. Ma'lumotlar ROMga yozilgach, uni boshqa qurilmalar o'qishi mumkin, ammo yangi ma'lumotlarni ROMga yozib bo'lmaydi.

ROM ko'pincha "monitor dasturi" deb ataladigan narsalarni saqlash uchun ishlatiladi. Monitor dasturi - bu mikrokompyuter tizimi foydalanuvchisiga tizimning barcha funktsiyalarini, shu jumladan xotirani ko'rish va o'zgartirish imkonini beruvchi mashina dasturi. ROMning yana bir keng tarqalgan qo'llanilishi bu hech qachon o'zgarmaydigan matematik funktsiyalar kabi ma'lumotlarning sobit jadvallarini saqlashdir.

Raqamli kompyuter tizimlari tomonidan to'rt turdagi ROM keng qo'llaniladi: niqob bilan dasturlashtirilgan ROM, dasturlashtiriladigan ROM (EPROM), o'chiriladigan programlanadigan ROM (EPROM) va elektr bilan dasturlashtiriladigan ROM (EEPROM).

1.2 ROMning tasnifi

1.2.1 Bajarish turlari bo'yicha

Ma'lumotlar massivi namuna olish moslamasi bilan birlashtirilgan(o'quvchi), bu holda ma'lumotlar massivi ko'pincha suhbatda "proshivka" deb ataladi:

§ ROM chipi;

§ Bir chipli mikrokompyuterning (mikrokontroller) ichki resurslaridan biri, odatda FlashROM.

Ma'lumotlar to'plami o'z-o'zidan mavjud:

§ kompakt disk;

§ perfokarta;

§ teshilgan lenta;

§ shtrix kodlari;

§ o'rnatish "1" va o'rnatish "0".

1.2.2 ROM chiplarining turlari bo'yicha

Kristal ishlab chiqarish texnologiyasi bo'yicha:

§ RO M eng. faqat o'qish uchun xotira - faqat o'qish uchun xotira, maskalangan ROM, zavod usulida ishlab chiqarilgan. Kelajakda yozilgan ma'lumotlarni o'zgartirishning hech qanday usuli yo'q.

1-rasm. Mask ROM

§ PRO M eng. dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira - foydalanuvchi tomonidan bir marta o'chirilishi mumkin bo'lgan dasturlashtiriladigan ROM.

Shakl 2. Dasturlashtiriladigan ROM

§ EPROM eng. o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira - qayta dasturlanadigan / qayta dasturlanadigan ROM (EPROM / EPROM)). Masalan, K573RF1 mikrosxemasining tarkibi ultrabinafsha chiroq yordamida o'chirildi. Ultrabinafsha nurlarning kristallga o'tishi uchun mikrosxema qutisida kvarts oynasi bo'lgan oyna taqdim etilgan.

3-rasm. Flash ROM

§ EEPROM eng. elektr o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira). Ushbu turdagi xotira o'n minglab marta o'chirilishi va ma'lumotlar bilan to'ldirilishi mumkin. Qattiq holatdagi drayvlarda qo'llaniladi. EEPROM turlaridan biri flesh-xotiradir.

4-rasm. O'chiriladigan ROM

§ magnit domenlar bo'yicha ROM, masalan, K1602RTs5, murakkab namuna olish qurilmasiga ega edi va harakatlanuvchi qismlarga ega bo'lmagan holda, kristalning magnitlangan hududlari shaklida juda katta miqdordagi ma'lumotlarni saqlagan (qarang. Kompyuter xotirasi). Cheksiz miqdordagi qayta yozish tsikllari taqdim etildi.

§ NVRAM, uchuvchan bo'lmagan xotira - "uchuvchan bo'lmagan" xotira, qat'iy aytganda, ROM emas. Bu tizimli ravishda batareya bilan birlashtirilgan kichik hajmdagi RAM. SSSRda bunday qurilmalar ko'pincha ularni bozorga chiqargan kompaniya nomidan "Dallas" deb nomlangan. Zamonaviy kompyuterlarning NVRAM-da batareya endi operativ xotiraga tizimli ravishda ulanmagan va uni almashtirish mumkin.

Kirish turi bo'yicha:

§ Parallel kirish bilan (parallel rejim yoki tasodifiy kirish): bunday ROMga tizimda operativ xotiraning manzil maydonida kirish mumkin. Masalan, K573RF5;

§ Ketma-ket kirish bilan: bunday ROMlar ko'pincha protsessor yoki FPGA ga doimiy yoki proshivkani bir martalik yuklash uchun ishlatiladi, ular TV kanal sozlamalarini saqlash uchun ishlatiladi va hokazo. Masalan, 93C46, AT17LV512A.

1.2.3 Mikrosxemalarni dasturlash usuli bilan (ularga proshivka yozish)

§ dasturlashtirilmaydigan ROM;

§ ROM, faqat maxsus qurilma - ROM dasturchisi yordamida dasturlashtiriladi (ikkalasi ham bir marta va qayta-qayta yonib turadi). Dasturchidan foydalanish, xususan, maxsus chiqishlarga nostandart va nisbatan yuqori kuchlanishni (+/- 27 V gacha) etkazib berish uchun zarur.

§ O'chirilgan (qayta) dasturlashtiriladigan ROM (ISP, tizim ichidagi dasturlash) - bunday mikrosxemalar ichida barcha kerakli yuqori kuchlanishlarning generatori mavjud va ular dasturchisiz va hatto bosma platadan lehimsiz, dasturiy ta'minot yordamida porlashi mumkin. .

xotira chipini dasturlash monoskopi

2. Ilova

Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira ko'pincha texnik qurilmani boshqarish uchun dasturiy ta'minotni yozish uchun ishlatiladi: televizor, mobil telefon, turli kontrollerlar yoki kompyuter (BIOS yoki SPARC mashinalarida OpenBoot).

BootROM - bu proshivka bo'lib, agar u tarmoq kartasiga o'rnatilgan mos ROM mikrosxemasiga yozilgan bo'lsa, operatsion tizimni uzoq mahalliy tarmoq tugunidan kompyuterga yuklash mumkin bo'ladi. O'rnatilgan tarmoq kartalari uchun BootROM BIOS orqali faollashtirilishi mumkin.

IBM PC-ga mos keladigan kompyuterlardagi ROM F600: 0000 dan FD00: 0FFF gacha bo'lgan manzil maydonida joylashgan.

3. ROMning tarixiy turlari

Doimiy saqlash qurilmalari kompyuterlar va elektron qurilmalar paydo bo'lishidan ancha oldin texnologiyada qo'llanila boshlandi. Xususan, ROMning birinchi turlaridan biri bochka organlari, musiqa qutilari va zarbali soatlarda ishlatilgan kamerali rolik edi.

Elektron texnologiya va kompyuterlarning rivojlanishi bilan yuqori tezlikda ishlaydigan ROMlarga ehtiyoj paydo bo'ldi. Vakuumli elektronika davrida potensioskoplar, monoskoplar va nurli lampalarga asoslangan ROMlar ishlatilgan. Transistorlar asosidagi kompyuterlarda kichik sig'imli ROMlar sifatida plagin matritsalari keng qo'llanilgan. Agar katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlash kerak bo'lsa (birinchi avlod kompyuterlari uchun - bir necha o'n kilobayt), ferrit halqalarga asoslangan ROMlar ishlatilgan (ularni shu kabi operativ xotira turlari bilan aralashtirib yubormaslik kerak). Aynan shu turdagi ROMlardan "proshivka" atamasi kelib chiqadi - hujayraning mantiqiy holati halqani qoplaydigan simni o'rash yo'nalishi bo'yicha o'rnatildi. Ferrit halqalari zanjiri orqali yupqa simni tortib olish kerak bo'lganligi sababli, bu operatsiyani bajarish uchun tikuvchilikka o'xshash metall ignalar ishlatilgan. Va ROMni ma'lumot bilan to'ldirishning o'zi tikuv jarayoniga o'xshardi.

Adabiyot

Ugryumov E.P. Raqamli sxema BHV-Peterburg (2005) 5-bob.

Allbest.ru saytida e'lon qilingan

Shunga o'xshash hujjatlar

Kompyuterni saqlash qurilmalari ierarxiyasi. Mikrosxemalar va xotira tizimlari. Tasodifiy kirish xotira qurilmalari. Xotira qurilmasining ishlash printsipi. Maksimal ruxsat etilgan ish rejimlari. Xotira hajmini, bit chuqurligini va saqlangan so'zlar sonini oshirish.

muddatli ish 12/14/2012 qo'shilgan


Saqlash qurilmalari: qattiq disklar, floppi disklar, strimerlar, flesh-xotira kartalari, MO-disklar, optik: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW va eng yangi xotira qurilmalari. Ma'lumot kuchlanish mavjudligiga bog'liq bo'lmagan ommaviy axborot vositalarida saqlanishi kerak.

referat, 03/01/2006 qo'shilgan


Axborot tushunchasi, uning o'lchovi, axborotning miqdori va sifati. Saqlash qurilmalari: tasnifi, ishlash printsipi, asosiy xususiyatlari. Inson-mashina interfeysining tashkil etilishi va vositalari, multimedia va gipermedia. Elektron jadvallar.

amaliyot hisoboti, qo'shilgan 09/09/2014


AT17C010 mikrosxemalari uchun dasturchini loyihalash, mikrokontroller tugunlarining ishlash rejimlarini, apparat vositalarini, dasturiy resurslarning yetarliligini asoslash. Qurilmaning sxematik diagrammasi, diagnostika vositalarini ishlab chiqish bo'yicha tavsiyalar.

muddatli ish, 12/19/2010 qo'shilgan


MS Visio 2010 ilovasi yordamida ROM va RAM mikrosxemalar elementlarini loyihalash.Manzil maydonini bo'lish va kengaytirish. Qo'shimcha tasodifiy kirish xotirasini hisoblash va tizim komponentlarini elektr o'zaro ta'sirini tekshirish.

11/08/2014 da qo'shilgan kurs ishi


Kompyuterni saqlash qurilmalari. Xotira tizimini yaratish. Dinamik xotira mikrosxemalarining xarakteristikalari. Arifmetik, mantiqiy yoki xizmat operatsiyalarini bajarish. Algoritmning qatlamli-parallel shakli. Parallellik darajasi va darajalari.

taqdimot 2015-03-28 qo'shildi


KR580 seriyali mikroprotsessorlar to'plami - mikrosxemalar to'plami. KR580VM80A ning asosiy elementlari 8-bitli mikroprotsessor bo'lib, Intel i8080 mikroprotsessorining to'liq analogidir. Slot mashinalarida mikroprotsessorlardan foydalanish. Mikrosxemalarni chiqarish versiyalari va ularni qo'llash.

referat, 18.02.2010 qo'shilgan


Ikki eng muhim xususiyatni taqqoslash - xotira hajmi va uning ishlashi. Umumiy maqsadli registrlar. Tasodifiy xotiraning funksiyalari. Tashqi xotiraning eng keng tarqalgan shakli qattiq diskdir. Optik vositalarning uchta asosiy turi.

referat 15.01.2015 da qoʻshilgan


Tizim blokining asosiy komponentlari. Anakartning maqsadi. Asosiy kirish-chiqarish tizimi Bios hisoblanadi. Periferik qurilma tushunchasi. Saqlash qurilmalari va ularning turlari. Kompyuter qurilmasida ochiq arxitektura. Ma'lumotlarni kiritish va chiqarish uchun qurilmalar.

referat, 12/18/2009 qo'shilgan


Tasodifiy xotira va saqlashning statik modulini hisoblash. Tasodifiy xotira modulining sxematik diagrammasini va vaqt diagrammasini qurish. Ruxsat etilgan nuqta bilan raqamlarni bo'lish uchun arifmetik mantiq birligini loyihalash.