Перспективные ЗУ

FRAM – (ферроэлектрические) в кристалле находится бистабильный атом. От положения которого зависит знак диполя. Быстродействие, неограниченность циклов записи-чтения, малые размеры и потребление мощности, энергонезависимость, радиационная стойкость.

PFRAM – (поляризованные ферроэлектрические) на основе пленок с двумя стабильными состояниями поляризации. Нет транзисторных структур. Перспективны для замены дисковой памяти.(не ОЗУ). Подсчитано, что плата PFRAM размером с кредитку может заменить 400 тыс CD. Производство начнется лет через 5.

MRAM – (магниторезистивные) на материалах, обладающих остаточной намагниченностью, т.н. микромагнитки. Используется тунеллирование носителей заряда через тонкий слой, управляемый магнитным полем. Время з/с предполагается до 2,3нС. Заявлены в 2004г.

Магниторезистивная оперативная память (MRAM — англ. magnetoresistive random-access memory) — запоминающее устройство с произвольным доступом, которое хранит информацию при помощи магнитных моментов, а не электрических зарядов.

Важнейшее преимущество этого типа памяти — энергонезависимость, то есть способность сохранять записанную информацию (например, программные контексты задач в системе и состояние всей системы) при отсутствии внешнего питания.

Технология магниторезистивной памяти разрабатывается с 1990-х годов. В сравнении с растущим объемом производства других типов компьютерной памяти, особенно флэш-памятью и памятью типа DRAM, она пока широко не представлена на рынке. Однако её сторонники верят, что благодаря ряду преимуществ, она в конечном счёте заменит все типы компьютерной памяти, и станет по-настоящему «универсальной» компьютерной памятью.

Большинство современных микросхем DRAM памяти имеют размер ячейки 32 и 20 нм. Хотя это достаточно хорошие характеристики для внедрения в производство, есть перспективы в достижении магниторезистивной памятью размеров 65 нм, аналогично самым передовым устройствам памяти.

В отличие от DRAM, MRAM не требует постоянного обновления. Это означает не только то, что память сохраняет записаннную в нее информацию при отключенном питании, но и то что при отсутствии операций чтения или записи, энергия вообще не потребляется. Хотя теоретически при чтении информации память MRAM должна потреблять больше энергии, чем DRAM, на практике при применении технологии STT MRAM потребление энергии при записи и чтении примерно одинаковое, и общее энергопотребление еще меньше.

Можно сравнить магниторезистивную память с еще одним конкурирующим типом памяти, с флэш-памятью. Как и магнито-резистивная память, флэш-память энергонезависима. Флэш-память не теряет информацию при отключении питания, что делает её очень удобной для замены жёстких дисков в портативных устройствах, таких как цифровые плееры или цифровые камеры. При чтении информации, флэш-память и MRAM почти одинаковы по уровню энергопотребления. Однако для записи информации в микросхемах флэш-памяти, необходим мощный импульс напряжения (около 10 В), который накапливается определенное время при накачке заряда, — для этого требуется много энергии и времени. Кроме этого импульс тока физически разрушает ячейки флэш-памяти, и информация в флэш-памяти может быть записана ограниченное число раз, прежде чем ячейка памяти выйдет из строя.

В отличие от флэш-памяти, микросхемам MRAM для записи энергии требуется ненамного больше, чем для чтения. Но при этом не надо увеличивать напряжение и не требуется накачка заряда. Это ведёт к более быстрым операциям, меньшему энергопотреблению, и к отсутствию ограничения срока службы. Предполагается что, флэш-память будет первым типом микросхем памяти, который будет со временем заменён MRAM.

Только одна современная технология памяти может конкурировать в быстродействии с магниторезистивной памятью. Это статическая память или SRAM. Ячейками SRAM памяти являются триггеры, которые хранят одно из двух состояний так долго, как долго поступает энергия. Каждый триггер состоит из нескольких транзисторов. Так как для транзисторов характерно очень низкое энергопотребление, длительность их переключения очень мала. Но поскольку ячейка памяти SRAM состоит из нескольких транзисторов, — обычно четырёх или шести, — её площадь больше, чем у ячейки памяти типа DRAM. Это делает память SRAM более дорогостоящей, поэтому она используется только в малых объемах, — в качестве особо быстродействующей памяти, как например кэш-память и процессорные регистры в большинстве современных моделей центральных процессоров.

Стек – это специально выбранная часть памяти или набор регистров, где запись и считывание происходят по принципу «пришел первым -ушел последним»

Стек или стековая память используется чаще всего для хранения адресов возврата при обращении к вложенным подпрограммам.

Набор регистров обозначается LIFO, а операции записи называется проталкиванием, а выборка – выталкиванием

Часто стек организуют при помощи указателя стека (УС). УС – регистр для хранения адреса последнего поступившего элемента

Предположим, что выше заполненной части стека есть свободная ячейка:

Классификация микропроцессорных систем. Организация шин. Обобщенная структура микро-ЭВМ. Различные архитектуры МП. Функциональный состав МП.

Микропроцессор – устройство, осуществляющее прием, обработку и выдачу информации по программе, записанной в его памяти.

Микропроцессорный комплект – совокупность ИС, совместимых по электрическим, информационным и конструктивным характеристикам. В типичный состав МПК входят БИС памяти, БИС интерфейсов внешних устройств, служебные БИС.

Однокристальный микроконтроллер – специализированное устройство, выполненное в одном корпусе и содержащее все основные составляющие МПК.

Дата добавления: 2014-12-08