Устройство, назначение и принцип действия ОЗУ.

Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) являются неотъемлемой частью микропроцессорных систем различного назначения. ОЗУ делятся на два класса: статические и динамические. В статических ОЗУ запоминание информации производится на триггерах, а в динамических - на конденсаторах емкостью порядка 0,5 пФ.

Длительность хранения информации в статических ОЗУ не ограничена, тогда как в динамических она ограничена временем саморазряда конденсатора, что требует специальных средств регенерации и дополнительных затрат времени на этот процесс.

 

 

Рис. 1. Матрица 16-битного ОЗУ.

 

Конструктивно любое ОЗУ состоит из двух блоков - матрицы запоминающих элементов и дешифратора адреса. По технологическим соображениям матрица чаще всего имеет двухкоординатную дешифрацию адреса - по строкам и столбцам. На рис.1 показана матрица 16-битного статического ОЗУ. Матрица состоит из 16 ячеек памяти mem_i, схема которой приведена на рис.2. Каждая ячейка памяти адресуется по входам X,Y путём выбора дешифраторами адресных линий по строкам Ах0…Ах3 и по столбцам Ау0…Ау3 (см.рис.1) и подачи по выбранным линиям сигнала логической единицы. При этом в выбранной ячейке памяти срабатывает двухвходовой элемент И (U1), подготавливая цепи чтения-записи информации на входных D10…D13 или выходных DO0…DO3 разрядных шинах. Разрешающим сигналом для выдачи адреса является CS (chip select - выбор кристалла), который подаётся на вход разрешения счётчика адреса (Addr_cnt) или такой же вход дешифраторов, подключённых к выходам счётчика.

 

Генератор слов

Генератор слов предназначен для генерации 32-разрядных двоичных слов и используется для отправки цифрового слова или битового шаблона в схему при симуляции цифровых схем. На рис. 4 представлена пиктограмма генератора на схеме и его лицевая панель, с помощью которой производятся настройка параметров и просмотр результатов генерации. Левые выводы генератора соответствуют младшей части 16 бит 32-разрядного битового слова, а правые выводы — старшей части. Вывод R — вывод готовности данных (после каждого удачно сгенерированного слова на этот вывод отправляется логическая единица). Вывод R позволяет схеме узнать, что данные из генератора слов готовы. Вывод Т — это вывод внешней синхронизации.

Рассмотрим более подробно интерфейс лицевой панели генератора слов. Генерируемые слова отображаются в буфере вывода, окно которого расположено в правой части лицевой панели генератора. Ввод слов в буфер может производиться и вручную. Каждая горизонтальная строка отображает одно слово. Тип числа, которое отображается в буфере вывода, зависит от того, в какую позицию установлен переключатель в поле «Отображение». Число может принимать шестнадцатеричное, десятичное, двоичное или ASCII значение. После запуска генератора сформированная строка бит посылается параллельно на соответствующие выводы прибора (от 0 до 31), а также отображается в нижней части лицевой панели (строка представляет выходные выводы генератора слов). В левой части панели генератора слов находится окно «Управление», в котором размещены следующие кнопки:

· «Циклически» — генерирование слов происходит до тех пор, пока не будет остановлено моделирование;

· «Однократно» — генерируется последовательность слов с начальной до конечной позиции (для создания начальной и конечной позиции слов необходимо в окне буфера вывода выбрать при помощи левой кнопки мыши строку с необходимым значением и вызвать при помощи правой кнопки мыши контекстное меню, в котором выбрать пункт «Установить начальный шаг» или «Установить конечный шаг»);

· «Пошагово» — используется для отправки в схему только одного слова за один раз;

· «Установки...» — после нажатия на данную кнопку открывается одноименное окно свойств буфера вывода (рис. 5). В левой части окна в поле «Конфигурация» посредством установки переключателя можно выбрать одну из следующих опций:

o «Без изменений»;

o «Загрузить» — загружает последовательность слов из файла шаблона, который был сохранен ранее;

o «Сохранить» — сохраняет последовательность слов в файл-шаблон с расширением .dp;

o «Очистить буфер» — обнуляет содержимое буфера вывода;

o «Вверх» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу больше предыдущего);

o «Вниз» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова на единицу меньше предыдущего);

o «Вправо» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается вправо на один разряд);

o «Влево» — заполняет буфер последовательностью слов, начиная со значения, указанного в поле «Инициализировать конфигурацию» (каждое следующее сгенерированное значение слова сдвигается влево на один разряд).

После того как опция выбрана, необходимо нажать на кнопку «Принять».

Частота генерации слов задается в диапазоне от 1 Гц до 1000 МГц в поле «Частота» окна лицевой панели генератора слов. Запуск генератора может производиться как внутренним, так и внешним сигналом синхронизации (по фронту или по спаду сигнала), выбор которого производится в поле «Запуск» при помощи кнопок «Внутренний», «Внешний».