10.2. СВЕРХОПЕРАТИВНЫЕ И ОПЕРАТИВНЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

СОЗУ — представляет собой набор регистров (РГ). содержимое которых непосредственно используется при обработке информации в МП. Такое ЗУ встроено в БИС МП и предназначено для хранения команд, операндов и результатов промежуточных преобразований.

Разрядность регистров (часто их называют регистрами общего назначения — РОН) соответствует разрядности МП, а общее число РОН ограничивается допустимыми размерами кристалла.

СОЗУ широко используется для расширения функциональных возможностей и повышения производительности МП. При существующей тенденции создания однокристальных МП и МЭВМ различия в таких уровнях памяти, как СОЗУ и ОЗУ, фактически стираются.

СОЗУ выполняется по единой с логическими элементами технологии и представляют собой, как правило, набор регистров На статических триггерах, не требующх регенерации хранимой в них информации.

Рис. 10.1

ОЗУ — предназначено для хранения оперативной (переменной) информации, требующейся в процессе обработки: операнды, числа, программы, промежуточные результаты и т. д.; в ходе выполнения программы можно старую информацию заменить новой. Иногда ОЗУ называют памятью с произвольным доступом. Для ОЗУ возможны режимы как считывания, так и записи информации.

В общем случае ОЗУ состоит из нескольких блоков, или модулей. Для полупроводниковой памяти модули обычно реализуются в виде отдельных ИС.

Существует довольно много разновидностей модулей с набором внешних сигналов, соответствующих различным типам шин, однако большинство модулей можно отнести к одному из двух основных типов, показанных на рис, 10.1.

Состав и функции внешних сигнальных линий модуля ОЗУ выбираются с таким расчетом, чтобы облегчить работу в системе с шинной организацией связей. В число таких линий входят линии задания адреса (ЛА) слова, линии, по которым передаются данные в модуль или из модуля, и несколько управляющих линий, позволяющих задать нужную операцию (запись или считывание (чтение), выборка модуля).

В одном случае (рис. 10.1, а) имеется только одна группа линий — линии записи и считывания данных (ЛЗС), но она является двунаправленной, т. е. по ним передаются как поступающие данные (при записи), так и выдаваемые данные (при считывании).

Во втором случае (рис. 10.1, б) — две раздельные группы линий: линии записи данных (ЛЗ) и линии считывания данных (ЛС).

С помощью набора адресных линий определяется конкретный ЭП или же ячейка (адрес), к которой осуществляется обращение для считывания или записи данных.

В обеих моделях управляющая линия «считывание—запись» (СЗ) задает режим записи или режим чтения

Управляющая линия «выборка модуля» (ВМ) в обоих случаях либо разрешает выполнение операции обращения (считывания-записи) в данном модуле либо запрещает ее выполнение

Для того чтобы модули памяти, соответствующие любой из этих моделей, можно было включать в многомодульную систему ЗУ с шинной организацией, на линиях выдачи данных используются логические элементы (схемы), допускающие монтажную логику.

Модуль памяти любой модели выдает данные на выходные линии только при чтении; во всех остальных ситуациях этими линиями могут пользоваться другие модули памяти или устройства, подключенные к линиям. Особенно важно это для случая, когда для записи и считывания должны Использоваться одни и те же линии.

Внутренняя организация ОЗУ содержит большое число элементов памяти (ЭП) и имеет некоторую регулярную структуру. Организация ОЗУ определяет способы передачи информации в устройство и из него. Информация обычно передается группами бит — словами. Существует ОЗУ со статическими и динамическими ЭП.

Статические ЭП способны хранить информацию (только один бит) как угодно долго, пока подается электропитание. В качестве такого ЭП может использоваться статический триггер.

Динамические ЭП способны хранить бит информации только короткое время (единицы мс или мкс). Поэтому для сохранения информации необходимое время ее нужно периодически обновлять, т. е. регенерировать. В качестве такого ЭП может использоваться электрический конденсатор с соответствующими схемами управления и регенерации.

В динамических ЗУ время цикла считывания (записи) больше, чем в статических, так как в них после завершения считывания необходимо некоторое время на установление функциональных узлов ИС памяти в исходное состояние.

Для ОЗУ как со статическими, так и динамическими ЭП существует много различных схем и еще больше, по-видимому, появится в будущем. Их разнообразие отражает не только разнообразие технологий и конструкций, но еще и разнообразие требований, предъявляемых к модулям памяти в отношении быстродействия, емкости, плотности упаковки логических элементов и потребляемой мощности.