Структура микросхемы ОЗУ с произвольной выборкой

В современных цифровых системах ОЗУ и ПЗУ строятся из специальных микросхем памяти, в состав которых входят накопитель информации и схемы обслуживания.

Накопитель представляет собой матрицу, занимающую 80 – 90 % площади кристалла. Накопитель состоит из ячеек памяти, которые содержат элементы памяти (ЭП). Каждый элемент памяти может хранить 1 бит информации. Обычно ячейка содержит 8 элементов памяти, т.е. ячейка хранит 1 байт информации.

Схемы обслуживания обеспечивают выбор определённых элементов памяти и выполнения в них записи или считывания информации. Схемы обслуживания занимают до 10 – 20 % площади кристалла.

При матричной организации памяти адрес элемента памяти определяется по координатному принципу, т.е. по двум координатам X и Y. На пересечении этих координат находится элемент памяти, чья информация должна быть считана или изменена.

Микросхема ОЗУ с произвольной выборкой работает в одном из трёх режимов: записи, считывания или хранения.

Типовая упрощенная структурная схема ОЗУ с произвольной выборкой

ЭП – элемент памяти

АШx, АШy– адресные шины

РШ – разрядная шина

ДШx, ДШy– адресные дешифраторы строк и столбцов

ФЗС - формирователи сигналов записи/считывания

DI – вход данных (DATA INPUT)

DO - выход данных (DATA OUTPUT)

БК – буферный каскад

– вход сигнала выбора микросхемы (CHIP SELECT)

– вход сигнала записи/ считывания

СУ- схема управления

Накопитель – прямоугольная матрица содержит Nxстрок и Nyстолбцов. Каждый элемент памяти подключен к адресным шинам (АШ) и разрядным шинами (РШ).

Выбор необходимого элемента памяти осуществляется путём передачи определённой комбинации адресных переменных (А n-1… А1, А0)

Адресные дешифраторы строк (ДШx) и столбцов (ДШy) формируют сигналы выборки на соответствующих адресных шинах и определяют строку и столбец накопителя, на пересечении которых расположен выбираемый элемент памяти.

Запись или считывание информации осуществляется с помощью формирователей сигналов записи/считывания (ФЗС), каждый из которых подключается к разрядной шине одного из столбцов накопителя. ФЗС служат для усиления и формирования сигналов.

Выходные сигналы с ДШy поступают по адресной шине на ФЗС, разрешая работу одного из них в режиме записи или считывания.

В режиме записи ФЗС формирует сигнал на разрядной шине, устанавливающий элемент памяти в строке, на которую подан сигнал выборки с ДШx. Этот сигнал (0 или 1), поступающий на вход данных DI.

В режиме считывания ФЗС воспринимает сигнал, поступающий на разрядную шину от выбранного элемента памяти. Этот сигнал, указывающий состояние элемента памяти (0 или 1), усиливается ФЗС и передается через буферный каскад (БК) на выход ДО.

Режим работы микросхемы определяется сигналами выбора микросхемы и записи/считывания .

При подаче на вход = 0схема управления СУ разрешает формирование сигналов выборки на адресной шине.

Если при этом сигнал на входе = 0, то СУ формирует сигнал, при котором ФЗС обеспечивает ЗАПИСЬ в выбранный элемент памяти информации, поступающей на вход DI.

В этом случае выход ДО находится в отключенном состоянии.

Если же сигнал на = 1, то СУ переключает ФЗС в режим СЧИТЫВАНИЯ, при котором информация из выбранного элемента памяти передается на выход DO. В этом случае состояние входа DIне влияет на работу микросхемы.

При = 1 — микросхема находится в режиме ХРАНЕНИЯ, т.е. состояние элемента памяти не меняется при любых сигналах на входах A, DI, . Выход DOнаходится в отключенном состоянии.

Адресные сигналы А и сигналы обычно устанавливаются на входах микросхемы до поступления сигнала выбора микросхемы . Так как ДШx, ДШyи ФЗС функционируют только в режиме выборки, то в режиме хранения их можно отключить от источника питания, при этом значительно снижается потребляемая мощность.

Дата добавления: 2014-11-09