Краткие теоретические сведения. Память является основным элементом любой ЭВМ.

Память является основным элементом любой ЭВМ.

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения информации

и обмена ею с другими цифровыми устройствами. Обычно применяется иерархическая система ЗУ, т.е. используется несколько видов ЗУ разного объема и быстродействия. Информация распределяется по ЗУ в зависимости от частоты ее использования. В наиболее развитой иерархии памяти ЭВМ можно выделить следующие уровни:

1) регистровые ЗУ, находящиеся в составе процессора или других устройств (т. е. внутренние для этих блоков);

2) кэш-память, служащая для хранения копий информации, используемой в текущих операциях обмена. Высокое быстродействие кэш-памяти повышает производительность ЭВМ;

3) основная память (оперативная, постоянная, полупостоянная), работающая в режиме непосредственного обмена с процессором и по возможности согласованная с ним по быстродействию. Исполняемый в текущий момент фрагмент программы обязательно находится в основной памяти;

4) внешняя память, хранящая большие объемы информации. Эта память обычно реализуется на основе устройств с подвижным носителем информации (магнитные и оптические диски, магнитные ленты и др.);

5) специализированные виды памяти, характерные для некоторых специфических архитектур (многопортовые, ассоциативные, видеопамять и др.).

Устройства памяти микропроцессорной системы (МПС) могут быть внешними (винчестер, дисковод, CD-ROM и т.д.)

и внутренними (ОЗУ, ПЗУ). Внутренняя память МПС, которая может быть: постоянной (ROM) или ПЗУ, оперативной

(RAM) или ОЗУ. В свою очередь ПЗУ по способу записи/ перезаписи информации различаются следующим образом:

ПЗУ – постоянные запоминающие устройства, в основу которых положены диодные матрицы. Матрицы прожигаются на заводе- изготовителе, пользователь ничего изменить не может. При подаче   U

> U доп диод сгорает, остается перемычка; при сгоревшем диоде   U узла

= 0; при функционирующем диоде U узла = 1;

ППЗУ              –          перепрограммируемые           ПЗУ (матрицы поставляются пользователю с уровнем 1 во всех узлах, пользователь может только один раз             прожечь           матрицу     по       своей программе);  РПЗУ репрограммируемые (т.е. многократно программируемые)

ПЗУ.

Оперативные запоминающие устройства ОЗУ могут быть динамическими (DRAM) и статическими (SRAM).

Статические ОЗУ, построенные на триггерных ячейках, хранят информацию после считывания и регенерации не требуют, имеют высокое быстродействие, хотя и существенно дороже динамических ОЗУ.

Современные схемы ОЗУ сочетают в себе обе технологии (SDRAM).

Основные параметры ЗУ

1. Разрядность     слова                    –   n (определяется    числом выходов микросхемы).

2. Число слов (ЯП – ячеек памяти для хранения одного двоичного слова) – N. N = 2 m, где m – число адресных входов.

На рис. 8 представлена организация памяти N слов на n

разрядов (битов).

Рисунок 8 - Организация памяти N слов на n разрядов

3. Информационная емкость M определяется произведением числа слов N и на разрядность n; M = N × n. Измеряется в битах, байтах, килобайтах и т.д.

4. Организация памяти определяется количеством хранимых слов и их разрядностью: N × n. Микросхемы ОЗУ обычно выпускают одноразрядной организации (N × 1), ПЗУ – многоразрядной (N × n).

 

5. Быстродействие оценивается временем выборки t в – промежутком времени между подачей сигнала считывания и до появления данных на выходе; лежит в пределах от единиц до сотен нс.

Остальные параметры ИМС ЗУ определяются типом серии.

 

Задание

Рассчитать              параметры   запоминающего    устройства (ЗУ) по заданной интегральной микросхеме (ИМС). Исходные данные (табл.

22) выбраны из справочника.

 

Таблица 22 -Исходные данные

 

Вариант	Тип микро- схемы	Тип ЗУ	Исходные параметры
1	2	3	4
1	К155РПЗ	Статическое ОЗУ	16(8×2)
2	КМ155РУ2	Статическое ОЗУ	64(16×4)
3	К500РУ145	Статическое ОЗУ	64(16×4)
4	К561РУ2А	Статическое ОЗУ	256(256×1)
5	КР565РУ1А	Динамические ОЗУ	4К(4К×1)
6	КР565РУ6Б	Динамические ОЗУ	16К(16К×1)
7	КР565РУ5Б	Динамические ОЗУ	64К(64К×1)
8	К155РЕ21	ПЗУ, программируе- мые маскированием	1К(256×4)
9	КР568РЕ1	ПЗУ, программируе- мые маскированием	16К(2К×8)
10	К569 РЕ1	ПЗУ, программируе- мые маскированием	64К(8К×8)

Порядок выполнения

Рассчитать параметры ЗУ по заданным схемам ИМС: ОЗУ

– К651РУ2 256, емкость, организация – 256 (256×1); n = 1, N = 2 m = 256, m = 8, M = 28 × 1 = 256 бит.

Пример расчета представлен в таблице 23.

 

Таблица 23 -Расчет параметров по заданной ИМС

 

Тип микросхем	Тип запоминающе- го устройства (ЗУ)	Исходные параметры	Расчетные параметры ЗУ
1	2	3	4
К651РУ2	ОЗУ	256(256×1)	n = 1, N = 2 ^m = 256, m = 8, M = 2^8 × 1 = 256 бит

Содержание отчета

1. Номер, название темы практического занятия.

2. Цель практического занятия.

3. Результаты выполнения работы: построение таблицы «Расчет параметров по заданной ИМС» (табл. 23).

4. Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Назовите устройства памяти микропроцессорной системы (МПС).

2. Скажите, для чего предназначена память RAM.

3. Скажите, для чего предназначена память ROM.

4. Объясните разницу между ПЗУ и ОЗУ.

5. Назовите основные параметры ЗУ.

6. Расскажите, как определить число адресных входов, если известно число слов (ЯП).

7. Скажите, чему равна информационная емкость.

Практическая работа 7

Тема: Построение оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) заданной емкости и разрядности

Цель: Построить оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) заданной емкости и разрядности.