Микросхемотехника. Занятие № 34

Содержание

Слайд 2

Слайды под запись №: 1,3,4,5,6,10,11, 14,15,17,18. Слайды с 26-33 тест по теме занятия.

Слайды под запись №: 1,3,4,5,6,10,11, 14,15,17,18. Слайды с 26-33 тест по теме

занятия.
Слайд 3

Память Памятью называется устройство для хранения информации, представленной в цифровом коде.

Память
Памятью называется устройство для хранения информации, представленной в цифровом коде.


Память ЭВМ делится на внутреннюю и внешнюю (жёсткий диск, флеш память и др.)
Сегодня мы рассмотрим более подробно работу внутренней памяти.
Внутренняя память
Оперативное запоминающее устройство (память) ОЗУ, RAM - Random Access Memory — память с произвольным доступом (все участки памяти доступны одинаково легко) — это быстрое запоминающее устройство не большого объёма, непосредственно связанное с процессором и предназначенное для записи, считывания и хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. ОЗУ применяется в компьютерах для временного хранения программ и данных.
Преимущества ОЗУ
Использование памяти как для записи так и для чтения данных
Быстродействие
Постоянная память (ПЗУ, ROM, Read Only Memory — память только для чтения) - энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения.
Информация в ПЗУ записывается изготовителем ЭВМ, сохраняется в выключенном состоянии, её невозможно изменять в процессе эксплуатации.
Слайд 4

Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — часть системы памяти

Оперативная память (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — часть системы памяти

ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
Слайд 5

Схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Слайд 6

Основные типы памяти ОЗУ: Статическая память – в качестве носителя информации

Основные типы памяти ОЗУ:
Статическая память – в качестве носителя информации

используются триггеры, которые могут иметь одно из двух состояний.
Динамическая память – в качестве носителя информации используются конденсаторы.
Основные характеристики ОЗУ:
Емкость - характеризуется максимальный объем информации, которую может хранить память.
Время доступа - время за которое ЦП получает требуемую информацию.


Слайд 7

Структура оперативной памяти Оперативная память ОЗУ состоит из большого количество схем,

Структура оперативной памяти

Оперативная память ОЗУ состоит из большого количество схем, каждая

из которых способна хранить 1 бит информации.
Запоминающие схемы в оперативной памяти компьютера объединены в управляемые единицы, называемые ячейками памяти, при этом стандартный размер ячейки равен восьми битам. Совокупность из 8 битов называется байтом.
Слайд 8

Слайд 9

Измерение емкости памяти 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210

Измерение емкости памяти
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210

байт
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт
Слайд 10

Внутренняя архитектура ОЗУ ёмкостью 64*4 бита


Внутренняя архитектура ОЗУ ёмкостью 64*4 бита

Слайд 11

Описание работы схемы ОЗУ ёмкостью 64*4 бита Так как 64 =

Описание работы схемы ОЗУ ёмкостью 64*4 бита

Так как 64 =

2 в 6 степени, то дешифратор имеет шесть входов данных и 64 выходов данных . Каждый код адреса активирует какой-то один выход дешифратора, который, в свою очередь, включает соответствующий регистр памяти. Предположим, например, что на ЗУ подан код адреса
A5 A4 A3 A2 A1 A0 =011010

Так как 011010 = 26, будет возбужден выход дешифратора под номером 26; сигнал на этом выходе установится в состояние с высоким уровнем напряжения, и в результате будет разрешено чтение или запись в регистр 26.

Слайд 12

Операция чтения информации в ОЗУ Код адреса определяет регистр памяти, в

Операция чтения информации в ОЗУ

Код адреса определяет регистр памяти, в котором

будет произведена операция чтения или записи. Чтобы считать содержимое выбранного регистра, на вход чтения/записи должна быть подана логическая 1, а также должен быть возбужден вход выбора микросхемы — в данном случае на него следует подать логический 0. Комбинация сигналов R/W’ = 1 и (CS)’= 0 откроет выходные буферы микросхемы, и содержимое выбранного регистра появится на четырех выходах данных ЗУ. Сигнал R/W’ = 1 также отключает входные буферы, поэтому сигналы на входах данных не могут повлиять на данные в памяти во время операции чтения.
Слайд 13

Операция записи информации в ОЗУ Чтобы записать в выбранный регистр новое

Операция записи информации в ОЗУ

Чтобы записать в выбранный регистр новое четырехбитовое

слово, нужно подать на чип памяти сигналы R/W’ = 0 и (CS)’= 0 . Эта комбинация включает входные буферы, и четырехбитовые слова данных, поданные на входы данных микросхемы, будут загружены в указанный регистр. Сигнал R/W’ = 0 также выключает выходные тристабильные буферы, поэтому во время операции записи выходы данных будут находиться в высокоимпедансных состояниях. Операция записи уничтожает слово данных, которое было ранее сохранено по указанному адресу.
Слайд 14

Два вида ОЗУ: SRAM (Static RAM) ОЗУ, собранное на триггерах, называется

Два вида ОЗУ:

SRAM (Static RAM) ОЗУ, собранное на триггерах, называется статической

памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость.
DRAM (Dynamic RAM) Более экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два).
Достоинства:Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов)
компактность (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов)
Слайд 15

Статические ОЗУ Статические ОЗУ доступны на базе биполярной, МОП - и

Статические ОЗУ Статические ОЗУ доступны на базе биполярной, МОП - и

биполярной КМОП-технологий (BiCMOS); в большинстве же случаев применяются n-МОП - и КМОП-микросхемы
Слайд 16

Микросхемы статической памяти

Микросхемы статической памяти

Слайд 17

Динамические ОЗУ производятся по МОП-технологии (металл-оксид-полупроводник), поэтому они имеют высокую емкость,

Динамические ОЗУ производятся по МОП-технологии (металл-оксид-полупроводник), поэтому они имеют высокую емкость,

низкое энергопотребление и достаточно высокое быстродействие. В отличие от статических ОЗУ, в которых информация сохраняется в триггерах, динамические ОЗУ хранят единицы и нули в виде зарядов на очень маленьких МОП-конденсаторах, емкость которых обычно не превышает нескольких пикофарад(1пФ = 1*10^-9 Ф) . Со временем эти заряды саморазряжаются, поэтому динамические ОЗУ требуют периодической перезарядки ячеек памяти; этот процесс называется обновлением динамической памяти.
В современных чипах динамических ОЗУ информация в ячейках памяти должна обновляться каждые 2, 4 или 8 мс, иначе данные будут потеряны.
Слайд 18

Эквивалентная схема ячейки динамической памяти. Во время операции записи полупроводниковые ключи

Эквивалентная схема ячейки динамической памяти. Во время операции записи полупроводниковые ключи

SW1 и SW2 должны быть закрыты. Во время операции чтения открыты все ключи, кроме SW1.
Слайд 19

Микросхемы статической памяти

Микросхемы статической памяти

Слайд 20

Память типа DRAM конструктивно выполняют и в виде отдельных микросхем в

Память типа DRAM конструктивно выполняют и в виде отдельных микросхем в

корпусах типа DIP, SOIC, BGA, и в виде модулей памяти типа: SIPP, SIMM, DIMM, RIMM.
Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Модуль SDRAM в 72-контактном корпусе SO-DIMM

Модуль SDRAM в 72-контактном корпусе SO-DIMM

Слайд 24

Модуль DDR2 в 204-контактном корпусе SO-DIMM

Модуль DDR2 в 204-контактном корпусе SO-DIMM

Слайд 25

Пройдите тест по теме: Архитектура ОЗУ. Заполните таблицу в тетради.

Пройдите тест по теме: Архитектура ОЗУ.
Заполните таблицу в тетради.

Слайд 26

1.Какое устройство в компьютере служит для обработки информации? а) манипулятор "мышь"

1.Какое устройство в компьютере служит для обработки информации?

а) манипулятор "мышь"
б) процессор
в)

клавиатура
г) оперативная память
Слайд 27

2. Постоянное запоминающее устройство служит для: а) сохранения программ начальной загрузки

2. Постоянное запоминающее устройство служит для:

а) сохранения программ начальной загрузки компьютера

и тестирования его узлов;
б) хранения программы пользователя во время работы;
в) записи особо ценных прикладных программ;
г) хранения постоянно используемых программ;
Слайд 28

3. Во время исполнения прикладная программа хранится: а) в видеопамяти; б)

3. Во время исполнения прикладная программа хранится:

а) в видеопамяти;
б) в процессоре;
в)

в оперативной памяти;
г) на жестком диске;
Слайд 29

4. Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить: а) дисковод; б)

4. Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:

а) дисковод;
б) оперативную память;
в)

мышь;
г) принтер;
Слайд 30

5. Для долговременного хранения информации служит: а) оперативная память; б) процессор; в) внешний носитель; г) дисковод;

5. Для долговременного хранения информации служит:
а) оперативная память;
б) процессор;
в) внешний носитель;
г)

дисковод;
Слайд 31

6. Процесс хранения информации на внешних носителях принципиально отличается от процесса

6. Процесс хранения информации на внешних носителях принципиально отличается от процесса

хранения информации в оперативной памяти

а) тем, что на внешних носителях информация может храниться после отключения питания компьютера;
б) объемом хранимой информации;
в)различной скоростью доступа к хранимой информации;
г)способами доступа к хранимой информации.

Слайд 32

7. При отключении компьютера информация: а) исчезает из оперативной памяти; б)

7. При отключении компьютера информация:

а) исчезает из оперативной памяти;
б) исчезает из постоянного

запоминающего устройства;
в) стирается на «жестком диске»;
г) стирается на магнитном диске;