Постоянные запоминающие устройства

 

ПЗУ - постоянные запоминающие устройства или ROM (Read Only Memory), служат для хранения постоянных данных и служебных программ. Постоянным запоминающим устройством принято называть ЗУ с неизменяемым содержимым памяти, для которого основным рабочим режимом является считывание. ПЗУ обычно является адресным ЗУ, а его функционирование можно рассматривать как выполнение однозначного преобразования k -разрядного кода адреса ячейки накопителя в n -разрядный код хранящегося в ней слова. При таком подходе любое ПЗУ можно считать преобразователем кодов или комбинационной схемой с k -входами и n -выходами. По сравнению с ЗУ, допускающими как считывание, так и запись информации, структура ПЗУ значительно проще, их быстродействие и надежность выше, а стоимость ниже. Это объясняется простотой запоминающих элементов, отсутствием цепей оперативной записи информации, неразрушающим считыванием, исключающим процедуру регенерации информации.

Обычно ПЗУ организуется как ЗУ типа 2Д (рис. 4.11). Накопитель представляет собой матрицу, образуемую системой взаимно перпендикулярных шин, на пересечении которых находятся элементы связи (ЭС). Подобные структуры ПЗУ называются матричными. Элемент связи либо соединяет, либо не соединяет между собой соответствующие горизонтальную и вертикальную шины. Наличие связи соответствует коду 1, отсутствие - коду 0. В некоторых случаях коду 0 соответствует отсутствие ЭС. При считывании дешифратор (DC) по коду адреса, поступившего в RGA ( регистр адреса)l по КША(контр. шина адреса), выбирает одну из адресных шин, в которую подается сигнал выборки. Выходной сигнал появляется на тех разрядных шинах, которые имеют связь с возбужденной адресной шиной. Поскольку ПЗУ используется лишь в режиме считывания, информация, хранящаяся в накопителе, не изменяется в процессе работы устройства. Занесение же информации в ПЗУ производится или в процессе изготовления, или непосредственно при эксплуатации. Процесс занесения информации в накопитель ПЗУ называют программированием ПЗУ.

По возможности программирования все ПЗУ делятся на устройства с возможностью однократного и многократного программирования. ПЗУ с возможностью многократного программирования путем электрического, магнитного или светового воздействия на ЭЗ по заданной программе называют также перепрограммируемыми ПЗУ или полупостоянными ПЗУ (ППЗУ).

По типу элементов связи различают трансформаторные, резистивные, емкостные, индуктивные, полупроводниковые ПЗУ, а также ПЗУ на биаксах и др.

Постоянные ЗУ на биаксах относятся к перепрограммируемым ПЗУ и допускают многократное неразрушающее считывание. Запись же информации в ПЗУ является неосновным режимом и выполняется обычно с использованием принципа совпадения токов.

Биакс (от англ. biax - двухосный) представляет собой ферромагнитный элемент с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями. Принцип работы биакса основан на взаимодействии двух взаимно перпендикулярных магнитных потоков. Для того, чтобы использовать биакс в качестве запоминающего элемента, сквозь его отверстия пропускают три шины: шину записи W_зп, шину считывания W_сч и выходную шину W_{вых .}

Емкостные ПЗУ в накопителях в качестве запоминающих элементов используют емкости между специальными площадками на адресных и разрядных шинах, создаваемых в местах пересечения этих шин. Информация в емкостных ПЗУ может изменяться с помощью специального устройства пробивок отверстий в пластинах и замены пластин. Пластины выполняются в виде металлических перфокарт и по программе перфорируются. В этом смысле емкостное ПЗУ может рассматриваться как программируемое ПЗУ.

Системы прерываний

Во время выполнения ЭВМ текущей программы внутри машины и в связанной с ней внешней среде (например, в технологическом процессе, управляемом ЭВМ) могут возникать события, требующие немедленной реакции на них со стороны машины.

Реакция состоит в том, что машина прерывает обработку текущей программы и переходит к выполнению некоторой другой программы, специально предназначенной для данного события. По завершении этой программы ЭВМ возвращается к выполнению прерванной программы.

Рассматриваемый процесс, называется прерыванием программ. Принципиально важным является то, что моменты возникновения событий, требующих прерывания программ, заранее неизвестны и поэтому не могут быть учтены при программировании.

Каждое событие, требующее прерывания, сопровождается сигналом, оповещающим ЭВМ. Назовем эти сигналы запросами прерывания. Программу, затребованную запросом прерывания, назовем прерывающей программой, противопоставляя ее прерываемой программе, выполнявшейся машиной до появления запроса.

Чтобы ЭВМ могла, не требуя больших усилий от программиста, реализовывать с высоким быстродействием прерывания программ, машине необходимо придать соответствующие аппаратурные и программные средства, совокупность которых получила название системы прерывания программ или контроллера прерывания.

Основными функциями системы прерывания являются: запоминание состояния прерываемой программы и осуществление перехода к прерывающей программе, а также восстановление состояния прерванной программы и возврат к ней.