ПЗУ - пам'ять, інформація в якій, будучи одного разу записаної, зміні не підлягає. Наприклад, програма завантаження в ОЗУ мікропроцесорної системи інформації із зовнішнього пам'яті. Всі типи ПЗУ використовують один і той же принцип побудови схеми. Інформація в ПЗУ представляється у вигляді наявності або відсутності з'єднання між шинами адреси і даних.

Умовне графічне позначення ПЗУ представлено на ріс.26.10.

Ріс.26.10. Умовне графічне позначення ПЗУ

Мал. 26.11. схема ПЗУ

На рис. 26.11 приведена схема найпростішого ПЗУ. Для реалізації ПЗУ досить використовувати дешифратор, діоди, набір резисторів і шинні формувачі. Розглядається ПЗУ містить розрядних слова, тобто його загальний обсяг становить 32 біт. Кількість стовпців визначає розрядність слова, а кількість рядків - кількість 8 розрядних слів. Діоди встановлюються в тих місцях, де повинні зберігатися біти, що мають значення логічного «0» (дешифратор подає 0 на обрану рядок). В даний час замість діодів ставлять МОП-транзистори.

У табл. 26.1 наведено стан ПЗУ, схема якого наведена на рис. 26.11.

Таблиця 26.1

Стан простого ПЗУ

слово	двійкове подання
А0	А1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8

Як правило, ПЗУ мають багаторозрядні організацію зі структурою 2 DM. Технології виготовлення найрізноманітніші - КМОП, n-МОП, ТТЛ (Ш) і діодні матриці.

Все ПЗУ можна розділити на наступні групи: програмовані при виготовленні (масочний), з одноразовим програмуванням і перепрограмовані.

У запам'ятовуючих пристроях, програмованих при виготовленні (ПЗУ або ROM), інформація записується безпосередньо в процесі їх виготовлення за допомогою фотошаблона, званого маскою, на завершальному етапі технологічного процесу. Такі ПЗУ звані масковий, побудовані на діодах, біполярних або МОП транзисторах.

Область використання масочний ПЗУ - зберігання стандартної інформації, наприклад знакогенератори (коди букв латинського та російського алфавіту), таблиці типових функцій (синуси, квадратичні функції), стандартне програмне забезпечення.

Програмовані постійні запам'ятовувальні пристрої (ППЗУ, або PROM) - ПЗУ з можливістю одноразового електричного програмування. Цей вид пам'яті дозволяє користувачеві одноразово запрограмувати мікросхему пам'яті за допомогою програматорів.

Мікросхеми ППЗУ побудовані на запам'ятовуючих осередках з плавкими перемичками. Процес програмування полягає у виборчому перепалювання плавких перемичок за допомогою імпульсів струму достатньої амплітуди і тривалості. Плавкі перемички включаються в електроди діодів або транзисторів.

На рис. 26.12 приведена схема ППЗУ з плавкими перемичками. Воно виготовляється з усіма діодами і перемичками, тобто в матриці всі «0», а при програмуванні перепалювати ті перемички, в осередках яких повинні бути логічні «1».

Мал. 26.12. Фрагмент схеми ППЗУ

Репрограмміруемом постійні запам'ятовуючі пристрої(РПЗУ і РПЗУ УФ) - ПЗУ з можливістю багаторазового електричного програмування. В ІС РПЗУ УФ ( EPROM) Стара інформація стирається за допомогою ультрафіолетових променів, для чого в корпусі мікросхеми є прозоре віконце; в РПЗУ ( EEPROM) - за допомогою електричних сигналів.

Запам'ятовуючі осередку РПЗУ будуються на n-МОП або КМОП транзисторах. Для побудови ЗЕ використовуються різні фізичні явища зберігання заряду на кордоні між двома діелектричними середовищами або проводить і діелектричної середовищем.

У першому варіанті діелектрик під затвором МОП транзистора роблять з двох шарів: нітриду кремнію і двоокису кремнію. Цей транзистор називається МНОП: метал - нітрид кремнію - оксид - напівпровідник. На кордоні діелектричних шарів виникають центри захоплення зарядів. Завдяки тунельному ефекту носії заряду можуть проходити крізь тонку плівку оксиду і накопичуватися на кордоні розділу шарів. Цей заряд, який є носієм інформації, що зберігається МНОП-транзистором, призводить до зміни порогового напруги транзистора. При цьому гранична напруга зростає настільки, що робоча напруга на затворі транзистора не в змозі його відкрити. Транзистор, в якому заряд відсутній, легко відкривається. Одне з станів визначено як логічна одиниця, друге - нуль.

У другому варіанті затвор МОП транзистора роблять плаваючим, тобто не пов'язаним з іншими елементами схеми. Такий затвор заряджається струмом лавинної інжекції при подачі на стік транзистора високої напруги. В результаті заряд на плаваючому затворі впливає на струм стоку, що використовується при зчитуванні інформації, як і в попередньому варіанті з МНОП транзистором. Такі транзистори отримали назву ЛІЗМОП (МОП транзистор з лавинної інжекцією заряду). Так як затвор транзистора оточений ізолятором, струм витоку дуже малий і інформація може зберігатися досить довго (десятки років).

У РПЗУ з електричним стиранням над плаваючим затвором транзистора розміщують другий - керуючий затвор. Подача напруги на нього викликає розсмоктування заряду на плаваючому затворі за рахунок тунельного ефекту. РПЗУ мають вагомі переваги перед РПЗУ УФ, так як не вимагають для перепрограмування спеціальних джерел ультрафіолетового світла. ЗУ з електричним стиранням практично витіснили ЗУ з ультрафіолетовим стиранням.

Фрагмент схеми РПЗУ з використанням двозатворних транзисторів типу ЛІЗМОП показаний на рис. 26.13. Запис логічного нуля здійснюється в режимі програмування за допомогою заряду плаваючого затвора. Стирання інформації, тобто розряд плаваючого затвора, означає запис логічної одиниці. В цьому випадку при подачі сигналу по лінії вибірки опитувані транзистори відкриваються і передають напругу U ПІТ на лінії зчитування.

Сучасні РПЗУ мають інформаційну ємність до 4 Мбіт при тактовій частоті до 80 МГц.

26.5. Flash-память

Основні принципи роботи і тип запам'ятовуючих елементів Flash-пам'яті аналогічні ППЗУ з електричної записом і стиранням інформації, побудованої на транзисторах з плаваючим затвором. Як правило, завдяки своїм особливостям, Flash-память виділяють в окремий клас. У ній виробляється стирання або всієї записаної інформації одночасно, або великих блоків інформації, а не стирання окремих слів. Це дозволяє виключити схеми управління записом і стиранням окремих байтів, що дає можливість значно спростити схему ЗУ і досягти високого рівня інтеграції і швидкодії при зниженні вартості.

Ріс.26.13. Фрагмент схеми РПЗУ

Сучасні тенденції розвитку електронних приладів вимагають постійного збільшення обсягу використовуваної пам'яті. На сьогодні інженеру доступні мікросхеми як енергозалежною пам'яті типу DRAM, Яку характеризують гранично низька ціна за біт і великі рівні інтеграції, так і незалежній Flash-пам'яті, собівартість якої постійно знижується і прагне до рівня DRAM.

Потреба в незалежній Flash-пам'яті зростає пропорційно ступеня просування комп'ютерних систем в сферу мобільних додатків. Надійність, мале енергоспоживання, невеликі розміри і незначну вагу є очевидними перевагами носіїв на основі Flash-пам'яті в порівнянні з дисковими накопичувачами. З урахуванням постійного зниження вартості зберігання одиниці інформації в Flash-пам'яті, носії на її основі надають все більше переваг і функціональних можливостей мобільних платформ і портативного обладнання, що використовує таку пам'ять. Серед різноманіття типів пам'яті, Flash-память на основі осередків NAND є найбільш придатною основою для побудови енергонезалежних пристроїв зберігання великих обсягів інформації.

В даний час можна виділити дві основні структури побудови флеш-пам'яті: пам'ять на основі осередків NOR (АБО-НЕ) і NAND (І-НЕ). структура NOR (Рис. 26.14, а) складається з паралельно включених елементарних осередків зберігання інформації. Така організація осередків забезпечує можливість довільного доступу до даних і побайтно запису інформації. В основі структури NAND (Рис. 26.14, б) лежить принцип послідовного з'єднання елементарних осередків, що утворюють групи (в одній групі 16 осередків), які об'єднуються в сторінки, а сторінки - в блоки. При такій побудові масиву пам'яті звернення до окремих осередків неможливо. Програмування виконується одночасно тільки в межах однієї сторінки, а при стирання звернення проводиться до блокам або до груп блоків.

Ріс.26.14. Структури на основі NOR (A) і NAND (Б)

В результаті відмінності в організації структури між пам'яттю NOR і NAND знаходять своє відображення в їх характеристиках. При роботі з порівняно великими масивами даних процеси запису / стирання в пам'яті NAND виконуються значно швидше пам'яті NOR. Оскільки 16 прилеглих один одному елементів пам'яті NAND з'єднані послідовно один з одним без будь-яких контактних проміжків, досягається висока площа розміщення осередків на кристалі, що дозволяє отримати велику ємність при однакових технологічних нормах. В основі програмування флеш-пам'яті NAND лежить процес тунелювання електронів. А оскільки він використовується як для програмування, так і для стирання, досягається низьке енергоспоживання мікросхеми пам'яті. Послідовна структура організації осередків дозволяє отримати високу ступінь масштабованості, що робить NAND-Flash лідером в гонці нарощування обсягів пам'яті. З огляду на те, що тунелювання електронів здійснюється через всю площу каналу осередки, інтенсивність захоплення заряду на одиницю площі у NAND-Flash нижче, ніж в інших технологіях Flash-пам'яті, в результаті чого вона має більш високу кількість циклів програмування / стирання. Програмування та читання виконуються посекторного або посторінково, блоками по 512 байт, для емуляції загальнопоширеного розміру сектора дискових накопичувачів.

Більш детально особливості мікросхем Flash-пам'яті можна розглянути на прикладі кристалів серії HY27xx (08/16) 1 G1M фірми Hynix. На рис. 26.15 показана внутрішня структура і призначення висновків цих приладів.

Мікросхема має наступні висновки:

I / O 8-15 - вхід / вихід даних для х16 пристроїв

I / O 0-7 - вхід / вихід даних, адресний вхід або вхід команд для х8 і х16 пристроїв;

ALE - включення адресному засувки;

CLE - включення засувки команд;

- вибір кристала;

- дозвіл читання;

- читання / зайнятий (вихід з відкритим стоком);

- дозвіл запису;

- захист від запису

V CC - напруга живлення;

V SS - загальний висновок.

Ріс.26.15. Схема зовнішніх висновків (а), призначення висновків (б) і структурна схема (в) Flash-пам'яті

Лінії адреси мультиплексовані з лініями введення / виведення даних на 8-ми або 16-ти розрядної шини введення / виводу. Такий інтерфейс зменшує кількість використовуваних висновків і робить можливим перехід до мікросхем більшої місткості без зміни друкованої плати. Кожен блок може бути запрограмований і стертий 100000 раз. Мікросхеми мають вихід «читання / зайнятий» з відкритим стоком, який може використовуватися для ідентифікації активності контролера PER (Program / Erase / Read). Оскільки вихід зроблений з відкритим стоком, існує можливість підключати кілька таких виходів від різних мікросхем пам'яті разом через один «підтягує» резистор до позитивного висновку джерела живлення.

Ріс.26.16. Організація масиву пам'яті NАND-Структури

масив пам'яті NAND-Структури організований у вигляді блоків, кожен з яких містить 32 сторінки. Масив розділ на дві області: головну і запасну (рис. 26.16).

Головна область масиву використовується для зберігання даних, в той час як запасна область зазвичай задіяна для зберігання кодів корекції помилок ( ECC), Програмних прапорів і ідентифікаторів негідних блоків ( Bad Block) Основної області. У 8-бітних пристроях сторінки в головній області розділені на дві полустраніци по 256 байт кожна, плюс 16 байт запасний області. У 16-ти бітних пристроях сторінки розділені на головну область об'ємом 256 слів і запасну об'ємом 8 слів.

Пам'ять на основі осередків NOR має порівняно великі часи стирання і запису, але отримує доступ до кожного біту на читання. Дана обставина дозволяє застосовувати такі мікросхеми для запису і зберігання програмного коду, який не вимагає частого перезапису. Такими застосуваннями можуть бути, наприклад, BIOS для вбудованих комп'ютерів або ПО для телевізійних приставок.

властивості NAND-Flash визначили область її застосування: карти пам'яті і інші пристрої зберігання даних. Зараз даний тип пам'яті застосовується майже повсюдно в мобільних пристроях, фото- і відеокамерах і т.д. NAND-Flash лежить в основі практично всіх типів карт пам'яті: SmartMedia, MMC, SecureDigital, MemoryStick

Досягнута в даний час інформаційна ємність Flash-пам'яті досягає 8ГБіт, типова сукупна швидкість програмування і стирання становить до 33.6 мс / 64 кБ при тактовій частоті до 70 МГц.

Двома основними напрямками ефективного використання Flash-пам'яті є зберігання рідко змінюваних даних і заміна пам'яті на магнітних дисках. Для першого напряму використовується Flash-память з адресним доступом, а для другого - файлова пам'ять.

26.6. ОЗУ типу FRAM

FRAM - оперативне незалежне ЗУ, що поєднує високу швидкодію і малу споживану потужність, властиві ОЗУ, з властивістю зберігання даних при відсутності прикладеної напруги.

У порівнянні з EEPROM і Flash-пам'яті час запису даних в ЗУ цього типу і споживана потужність набагато менше (менше 70 нс проти декількох мілісекунд), а ресурс по циклам записи набагато вище (не менше 10 11 проти 10 5 ... 10 6 циклів для EEPROM).

FRAM повинна стати в найближчому майбутньому найпопулярнішою пам'яттю в цифрових пристроях. FRAM буде відрізнятися не тільки швидкодією на рівні DRAM, Але і можливістю зберігати дані при відключенні енергії. словом, FRAM може витіснити не тільки повільну Flash, Але і звичайну ОЗУ типу DRAM. Сьогодні ферроелектріческая пам'ять знаходить обмежене застосування, наприклад, в RFID-тегах. Провідні компанії, в числі яких Ramtron, Samsung, NEC, Toshiba, Активно розвивають FRAM. Приблизно до 2015 року на ринок повинні надійти n-гігабайтние модулі FRAM.

зазначені властивості FRAM забезпечує сегнетоелектрік (перовскит), який використовується в якості діелектрика накопичувального конденсатора осередку пам'яті. При цьому сегнетоелектричних ЗУ зберігає дані не тільки у вигляді заряду конденсатора (як в традиційних ОЗУ), але і як електричної поляризації кристалічної структури сегнетоелектріка. Сегнетоелектричної кристал має два стани, які можуть відповідати логічним 0 і 1.

термін FRAM ще не сформувався. перші FRAM отримали назву - феродинамічні ОЗУ. Однак в даний час в якості запам'ятовуючих осередків використовується сегнетоелектрік і зараз FRAM часто називають сегнетоелектричних ОЗУ.

перші FRAM мали 2 Т/2З-Архітектура (ріс.26.17, а), на основі якої виконується і більшість сучасних мікросхем сегнетоелектричної пам'яті. Осередок такого типу, в якій кожному біту відповідає індивідуальний опорний біт, дозволяє визначити різницю зарядів з високою точністю. А завдяки зчитуванню диференціального сигналу виключається вплив розкиду параметрів конденсаторів осередків. пізніше з'явилися FRAM з архітектурою 1 Т/1З (Ріс.26.17, б). Гідність мікросхем з такою архітектурою - менша, ніж в звичайних схемах площа осередку і, отже, менша вартість мікросхеми в перерахунку на одиницю інформаційної ємності.

На ріс.26.18 приведена структурна схема сегнетоелектричних ОЗУ ( FRAM) Обсягом 1 Мбіт і паралельним інтерфейсом доступу FM20L08 фірми Ramtron. У таблиці 26.1. показані висновки мікросхеми.

FM20L08 - незалежна пам'ять з організацією 128К × 8, яка зчитується і записується подібно стандартному статичному ОЗУ. Збереження даних забезпечується протягом 10 років, при цьому, немає необхідності замислюватися про надійність зберігання даних (необмежена зносостійкість), спрощується проектування системи і виключається ряд недоліків альтернативного рішення незалежній пам'яті на основі статичного ОЗУ з резервним батарейним харчуванням. Швидкість запису і необмежену кількість циклів перезапису роблять FRAM лідером по відношенню до інших типів незалежної пам'яті.

Ріс.26.17. Осередок пам'яті типу 2 Т/2З (А) і 1 Т/1З (Б)

Ріс.26.18. Структурна схема FRAM FM20L08

Постійні запам'ятовуючі пристрої (ПЗУ) призначені для зберігання інформації, наприклад, таблиць, програм, будь-яких констант. Інформація в ПЗП зберігається при відключеному джерелі живлення, т. Е. ПЗУ є незалежними мікросхемами пам'яті і працюють тільки в режимі багаторазового зчитування інформації.

За способом занесення інформації в ПЗУ (програмування) їх ділять на 3 групи:

§ Лише один раз програмовані виробником, звані масковий (Замовними) або скорочено ПЗУМ, а по буржуйських ROM.

§ Лише один раз програмовані користувачем (зазвичай способом перепалювання плавких перемичок на кристалі) або ППЗУ, а по буржуйських PROM.

§ Багаторазово програмовані користувачем (репрограмміруемом) або РПЗУ. Як і буржуйських EPROM.

В одноразово програмованих ПЗУ замість елемента пам'яті, як в ОЗУ, ставиться перемичка між шинами у вигляді плівкових провідників, діодів, транзисторів. Наявність перемички відповідає лог. 1, її відсутність - лог. 0 або навпаки. Процес програмування таких ПЗУ полягає в перепалювання непотрібних перемичок і тому в подальшому ПЗУ такого роду програмувати можна.

репрограмміруемом ПЗУ

Репрограмміруемом ПЗУ поділяються на два класи:

§ З режимом запису і стирання електричним сигналом.

§ З режимом запису електричним сигналом і стиранням ультрафіолетовим випромінюванням.

Мікросхеми РПЗУ допускають можливість багаторазового програмування (від сотень до тисяч циклів), здатні зберігати інформацію при відсутності живлення кілька тисяч годин, вимагають значного часу на перепрограмування (що виключає можливість використовувати в якості ОЗУ), мають порівняно великий час зчитування.

Елементом пам'яті в РПЗУ є польовий транзистор зі структурою МНОП або МОП з плаваючим затвором або ЛІЗМОП - МОП транзистор з лавинної інжекцією заряду. Ці транзистори під впливом програмують напруги здатні записати електричний заряд під затвором і зберігати його багато тисяч годин без напруги харчування. Для того, щоб перепрограмувати таке ПЗУ необхідно спершу стерти записану раніше інформацію. У РПЗУ на МНОП транзисторах стирання виробляється електричним сигналом, який витісняє накопичений під затвором заряд. У РПЗУ на ЛІЗМОП транзисторах стирання записаної інформації відбувається під впливом ультрафіолетового (УФ) випромінювання, яке опромінює кристал через спеціальне вікно в корпусі мікросхеми.

РПЗУ зі стиранням УФ випромінюванням мають ряд недоліків, в порівнянні з РПЗУ зі стиранням електричним сигналом. Так, наприклад, для стирання інформації УФ необхідно виймати мікросхему з контактних пристроїв (панельок), що не зовсім зручно. До того ж, наявність вікна в корпусі обумовлює чутливість мікросхеми РПЗУ до світла, що збільшує ймовірність випадкового стирання інформації. Та й число циклів перепрограмування всього лише кількох десятків, коли у РПЗУ зі стиранням електричним сигналом це ж число досягає 10000.

Елементи пам'яті ПЗУ (РПЗУ).

Основна вимога до такої осередку - збереження інформації при відключеному харчуванні. Розглянемо схему однотранзісторний ЗЯ для біполярного ПЗУ.

У емітерний ланцюга транзистора передбачена плавка перемичка (П), яка в необхідних випадках може руйнуватися при первинному програмуванні.

При зверненні до ЗЯ по адресній лінії в разі незруйнованої перемички в РЛ буде протікати емітерной ток транзистора. У разі зруйнованої перемички ток протікати не буде.

Елемент пам'яті ПЗУ може бути виконаний і на МОП-транзисторах. Однак біполярні ПЗУ мають більш високу швидкодію (час звернення 20 ... 60 нс), але і велику рассеиваемую потужність, ніж ПЗУ на МОП-транзисторах (час звернення 200 ... 600 нс).

Репрограмміруемом ПЗУ в даний час виконуються двох типів. У РПЗУ першого типу матриця елементів пам'яті виготовляється аналогічно матриці ПЗУ на основі МОП-транзисторів, але у яких між металевим затвором і шаром ізолюючого оксиду осідає тонкий шар нітриду кремнію (МНОП-транзистори). Нітрид кремнію здатний захоплювати і зберігати тривалий час (до 10 років і більше) електричний заряд. У початковому стані транзистор має високу напругу відкривання (10 ... 15) В, яке знижується до робочих рівнів після зарядки шару нітриду кремнію. Щоб зарядити шар нітриду кремнію, на затвор МНОП-транзистора подається високовольтний програмує імпульс, за амплітудою в декілька разів перевищує робочі рівні напруг (15 ... 20) В. При подачі сигналу на адресну лінію, підключену до затворам транзисторів, відбувається відкривання тільки заряджених транзисторів. Таким чином, наявність заряду призводить до того, що ЕП зберігає 0, а його відсутність - 1.

Для стирання записаної інформації, тобто видалення заряду захопленого шаром нітриду кремнію, на затвор МНОП-транзистора необхідно подати імпульс напруги протилежний, ніж при запису полярності.

Інші варіанти ЕП РПЗУ виконуються на МНОП-транзисторах плаваючим (ізольованим) затвором. Подача високої напруги між витоком і стоком викликає накопичення в плаваючому затворі заряду, що створює провідний канал між стоком і витоком. Стирання інформації здійснюється опроміненням транзисторів через кварцове вікно ультрафіолетовим випромінюванням, яке розряджає затвори транзисторів і переводить їх в непроводящее стан.

Стирання інформації таким способом має ряд очевидних недоліків, які відсутні при електричному стирання. Для цього в транзисторі виконується другий керуючий затвор. Однак, зважаючи на велику площі ЕП, мікросхеми РПЗУ з електричним стиранням мають в 2 ... 4 рази меншу інформаційну ємність, ніж мікросхеми зі стиранням ультрафіолетовим світлом.

питання

аналогова схемотехніка

Незважаючи на всі досягнення цифрової обчислювальної техніки, в ряді випадків виявляється раціонально робити математичні обчислення з аналоговими сигналами в аналоговому вигляді. Особливо якщо в остаточному вигляді необхідно отримати результат у вигляді аналогового сигналу. Обчислювальний пристрій в цьому випадку виходить набагато простіше цифрового і набагато більш швидкодіючий. В аналоговому вигляді можна здійснювати всі основні арифметичні операції, операції логарифмування і антілогаріфмірованія, диференціювання і інтегрування і рішення систем лінійних диференціальних рівнянь. До того, як з'явилися цифрові обчислювальні пристрої, в наукових дослідженнях широко використовувалися аналогові обчислювальні машини. Тепер їх час скінчився, але при вирішенні конкретних завдань електроніки все ще можна в ряді випадків з успіхом використовувати аналогові методи обчислень. Похибка обчислень в аналоговому вигляді зазвичай не перевищує 1% і результат виходить за час порядку 1 мікросекунди. Хоча точність виходить набагато гірше, ніж при цифрових методах обчислень, але все ж може виявитися прийнятною. Зате по швидкодії аналогові обчислювальні пристрої можуть мати перевагу перед цифровими.

підсилювальний каскад

Суттєве зменшення дрейфу нуля в підсилювачі постійного струму досягається за допомогою схемного рішення, яке реалізується в диференціальному усилительном каскаді. В основу його побудови покладено принцип збалансованого моста. Відомо, що баланс моста (див. Рис.2.15) зберігається як при зміні підводиться до нього напруги, так і при зміні опору резисторів, якщо виконується умова

Дана властивість моста зменшують вплив нестабільності джерела живлення і зміни параметрів елементів схеми на процес посилення вхідного сигналу.

На рис.2.16 представлена \u200b\u200bсхема, за допомогою якої пояснюється принцип роботи диференціального підсилювального каскаду. Схема складається з двох частин: бруківці і джерела стабільного струму, представлені у вигляді джерела струму I е. У бруківці частини схеми два плеча моста утворюються резисторами R і R (аналоги резисторам R і R схеми рис.2.15), а два інших транзисторами Т і Т (аналоги резисторам R і R схеми рис.2.15). Вихідна напруга знімається з колекторів транзисторів, тобто з діагоналі моста. Воно дорівнює нулю при балансі мосту, який досягається при роботі однакових за параметрами транзисторів Т і Т в однакових режимах, а також однакових опорах резисторів R і R. Якщо при підвищенні температури в процесі роботи цих елементів значення їх параметрів змінюються однаково, то умова (2.18) виконується. Ідентичність параметрів відповідних елементів бруківки частини схеми забезпечується технологією виготовлення інтегральних мікросхем, до складу яких входять диференціальні каскади.

Мал. 2.15. Схема четирехплечего рис.2.16. Схема диференціального моста підсилювального каскаду

питання

Операційний підсилювач - це електронний підсилювач напруги з високим коефіцієнтом посилення, що має диференційний вхід і зазвичай один вихід. Напруга на виході може перевищувати різницю напруг на входах в сотні або навіть тисячі разів.

Позначення на схемі

Висновки для подачі напруги живлення (V S + і V S-) можуть позначатися по-різному. Незважаючи на різне позначення, їх функція залишається однією і тією ж - забезпечення додаткової енергії для посилення сигналу.

1) підсумовують і віднімають пристрої на ОУ

2) Вимірювальні підсилювачі на ОУ

3) Інтегратор

4) дифференциатора

питання

Статичні параметри ОУ:

Коефіцієнт посилення KД. Є основним параметром ОУ на дуже низькій частоті. Він визначається відношенням вихідної напруги U вих ОУ без ОС в режимі холостого ходу до диференціального (різницевого). Uвх.д \u003d Uвх1 - Uвх.

Передатна характеристика ОУ по постійному струму - це залежність постійного

вихідної напруги U вих від постійного вхідного диференціального сигналу Uвх.д.

Коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу Kос. сф \u003d KД / Kз. Можна визначити, якщо подати на обидва входи ОУ однакові напруги, забезпечивши при цьому нульове значення

Uвх. д. Вихідна напруга також має залишитися рівним нулю.

вхідний опір. Це опір ОУ по відношенню до вхідного сигналу.

Вихідний опір ОУ ( Rд. вих). Визначається як для будь-якого дру-

гого підсилювача.

Мінімальний опір навантаження ( RH min). Його значення визначається граничним вихідним струмом при номінальному вихідному напрузі.

Вхідна напруга зсуву ( Uвх. см). Визначає постійна напруга, яке слід приєднати до входу ОУ, щоб вихідна напруга стало рівним нулю. Цей параметр враховує розбаланс і несиметрію вхідного диференціального каскаду ОУ.

Вхідний струм зміщення ( Iвх. см). Дорівнює середньому арифметичному значенню двох вхідних струмів ОУ при вихідній напрузі, що дорівнює нулю, т. Е. Iвх. см \u003d ( Iвх1 + Iвх2) / 2.

Різниця вхідних струмів (Δ Iвх \u003d Iвх1 - Iвх2). Це абсолютне значення різниці струмів двох входів ОУ при вихідній напрузі, що дорівнює нулю. Цей параметр, подібно Uвх.см, також в значній мірі характеризує величину несиметрії вхідних каскадів ОУ.

Температурний дрейф напруги зсуву Δ Uвх. см / Δ tі різниці вхідних струмів Δ Iвх / Δ t . Температурний дрейф відповідає зміні одного з параметрів, викликаному зміною температури навколишнього середовища на 1 ° C.

Коефіцієнт впливу нестабільності джерела напруги харчування Kвл. п. Це відношення зміни напруги зсуву до викликав його зміни одного з живлячих напруг Uп.

Характеристики:

Амплітудно-частотна і фазово-частотна характеристики. операцион-

ні підсилювачі, що мають трехкаскадного структуру для малого сигналу, про-

ладают амплітудно-частотної характеристикою (АЧХ) з трьома полюсами.

Перехідна характеристика ОУ. Перехідна характеристика ОУ

дозволяє в режимі малого сигналу визначити лінійні спотворення им-

пульсної сигналу, в тому числі час наростання вихідного сигналу при

впливі одиничного напруги на вході підсилювача.

Швидкість наростання вихідної напруги V U= Δ Uвих / Δ t .

неінвертуючий підсилювач

Неінвертуючий підсилювач характеризується тим, що вхідний сигнал надходить на неінвертуючий вхід операційного підсилювача. Дана схема включення зображена нижче

Схема включення неінвертуючий підсилювача.

Робота даної схеми пояснюється наступним чином, з урахуванням характеристик ідеального ОУ. Сигналу надходить на підсилювач з нескінченним вхідним опором, а напруга на неінвертуючий вході має таке ж значення, як і на вході, що інвертує. Струм на виході операційного підсилювача створює на резисторі R2 напруга, рівне вхідному напрузі.

Таким чином, основні параметри даної схеми описуються наступним співвідношенням

Звідси виводиться співвідношення для коефіцієнта посилення неінвертуючий підсилювача

Таким чином, можна зробити висновок, що на коефіцієнт посилення впливають тільки номінали пасивних компонентів.

Необхідно відзначити особливий випадок, коли опір резистора R2 набагато більше R1 (R2 \u003e\u003e R1), тоді коефіцієнт посилення буде прагнути до одиниці. У цьому випадку схема неінвертуючий підсилювача перетворюється в аналоговий буфер або операційний повторювач з одиничним коефіцієнтом передачі, дуже великим вхідним опором і практично нульовим вихідним опором. Що забезпечує ефективну розв'язку входу і виходу.

инвертирующий підсилювач

Инвертирующий підсилювач характеризується тим, що неінвертуючий вхід операційного підсилювача заземлений (тобто підключений до спільного висновку харчування). В ідеальному ОУ різниця напруги між входами підсилювача дорівнює нулю. Тому ланцюг зворотного зв'язку повинна забезпечувати напругу на вході інвертується також рівне нулю. Схема инвертирующего підсилювача зображена нижче

Схема инвертирующего підсилювача.

Робота схеми пояснюється наступним чином. Струм протікає через інвертується висновок в ідеальному ОУ дорівнює нулю, тому струми протікають через резистори R1 і R2 рівні між собою і протилежні за напрямком, тоді основне співвідношення матиме вигляд

Тоді коефіцієнт посилення даної схеми буде дорівнює

Знак мінус в цій формулі вказує на те, що сигнал на виході схеми инвертирован по відношенню до вхідного сигналу.

інтегратор

Інтегратор дозволяє реалізувати схему, в якій зміна вихідної напруги пропорційно вхідному сигналу. Схема найпростішого інтегратора на ОУ показана нижче

Інтегратор на операційному підсилювачі.

Дана схема реалізує операцію інтегрування над вхідним сигналом. Я вже розглядав схеми інтегрування різних сигналів за допомогою інтегруючих RC і RL ланцюжків. Інтегратор реалізує аналогічне зміна вхідного сигналу, проте він має ряд переваг в порівнянні з інтегруючими ланцюжками. По-перше, RC і RL ланцюжка значно послаблюють вхідний сигнал, а по-друге, мають високий вихідний опір.

Таким чином, основні розрахункові співвідношення інтегратора аналогічні інтегруючим RC і RL ланцюжках, а вихідна напруга складе

Інтегратори знайшли широке застосування в багатьох аналогових пристроях, таких як активні фільтри і системи автоматичного регулювання

дифференциатор

Дифференциатор за своєю дією протилежний роботі інтегратора, тобто вихідний сигнал пропорційний швидкості зміни вхідного сигналу. Схема найпростішого дифференциатора показана нижче

Дифференциатор на операційному підсилювачі.

Дифференциатор реалізує операцію диференціювання над вхідним сигналом і аналогічний дії диференціюють RC і RL ланцюжків, крім того має кращі параметри у порівнянні з RC і RL ланцюжками: практично не послаблює вхідний сигнал і володіє значно меншим вихідним опором. Основні розрахункові співвідношення і реакція на різні імпульси аналогічна дифференцирующим ланцюжках.

Вихідна напруга складе

Дата останнього оновлення файлу 23.10.2009

Постійні запам'ятовуючі пристрої (ПЗУ)

Дуже часто в різних застосуваннях потрібно зберігання інформації, яка не змінюється в процесі експлуатації пристрою. Це така інформація як програми в мікроконтролерах, початкові завантажувачі (BIOS) в комп'ютерах, таблиці коефіцієнтів цифрових фільтрів в, і, таблиці синусів і косинусів в NCO і DDS. Практично завжди ця інформація не потрібна одночасно, тому найпростіші пристрої для запам'ятовування постійної інформації (ПЗУ) можна побудувати на мультиплексорах. Іноді в перекладній літературі постійні запам'ятовуючі пристрої називаються ROM (read only memory - пам'ять доступна тільки для читання). Схема такого постійного пам'яті (ПЗУ) приведена на малюнку 1.

Малюнок 1. Схема постійного пам'яті (ПЗУ), побудована на мультиплексоре

У цій схемі побудовано постійний запам'ятовуючий пристрій на вісім однорозрядних осередків. Запам'ятовування конкретного біта в однорозрядного осередок виробляється запаюванням дроти до джерела живлення (запис одиниці) або запаюванням дроти до корпусу (запис нуля). На принципових схемах такий пристрій позначається як показано на малюнку 2.

Малюнок 2. Позначення постійного пам'яті на принципових схемах

Для того, щоб збільшити розрядність комірки пам'яті ПЗУ ці мікросхеми можна з'єднувати паралельно (виходи і записана інформація природно залишаються незалежними). Схема паралельного з'єднання однорозрядних ПЗУ наведена на малюнку 3.

Малюнок 3. Схема многоразрядного ПЗУ (ROM)

У реальних ПЗУ запис інформації проводиться за допомогою останньої операції виробництва мікросхеми - металізації. Металізація проводиться за допомогою маски, тому такі ПЗУ отримали назву масочний ПЗУ. Ще одна відмінність реальних мікросхем від спрощеної моделі, наведеної вище - це використання крім мультиплексора ще й. Таке рішення дозволяє перетворити одновимірну запоминающую структуру в двомірну і, тим самим, істотно скоротити обсяг схеми, необхідного для роботи схеми ПЗУ. Ця ситуація ілюструється наступним малюнком:

Малюнок 4. Схема масочного постійного пам'яті (ROM)

Масочний ПЗУ зображуються на принципових схемах як показано на малюнку 5. Адреси осередків пам'яті в цій мікросхемі подаються на висновки A0 ... A9. Мікросхема вибирається сигналом CS. За допомогою цього сигналу можна нарощувати обсяг ПЗУ (приклад використання сигналу CS приведений при обговоренні). Читання мікросхеми виробляється сигналом RD.

Малюнок 5. масочного ПЗУ (ROM) на принципових схемах

Програмування масочного ПЗУ виробляється на заводі виробнику, що дуже незручно для дрібних і середніх серій виробництва, не кажучи вже про стадії розробки пристрою. Природно, що для багатосерійного виробництва масочний ПЗУ є найдешевшим видом ПЗУ, і тому широко застосовуються в даний час. Для дрібних і середніх серій виробництва радіоапаратури були розроблені мікросхеми, які можна програмувати в спеціальних пристроях - программаторах. У цих ПЗУ постійне з'єднання провідників в пам'ятною матриці замінюється плавкими перемичками, виготовленими з полікристалічного кремнію. При виробництві ПЗУ виготовляються всі перемички, що еквівалентно записи в усі осередки пам'яті ПЗУ логічних одиниць. У процесі програмування ПЗУ на висновки харчування і виходи мікросхеми подається підвищений харчування. При цьому, якщо на вихід ПЗУ подається напруга живлення (логічна одиниця), то через перемичку ток протікати не буде і перемичка залишиться неушкодженою. Якщо ж на вихід ПЗУ подати низький рівень напруги (приєднати до корпусу), то через перемичку пам'ятною матриці буде протікати струм, який випарує її і при подальшому зчитуванні інформації з цього осередку ПЗУ буде зчитуватися логічний нуль.

Такі мікросхеми називаються програмованими ПЗУ (ППЗУ) або PROM і зображуються на принципових схемах як показано на малюнку 6. Як приклад ППЗУ можна назвати мікросхеми 155РЕ3, 556РТ4, 556РТ8 і інші.

Малюнок 6. Умовно-графічне позначення програмованого постійного пам'яті (PROM) на принципових схемах

Програмовані ПЗП виявилися дуже зручні при дрібносерійному і среднесерийном виробництві. Однак при розробці радіоелектронних пристроїв часто доводиться міняти записувану в ПЗУ програму. ППЗУ при цьому неможливо використовувати повторно, тому раз записане ПЗУ при помилковою або проміжної програмі доводиться викидати, що природно підвищує вартість розробки апаратури. Для усунення цього недоліку був розроблений ще один вид ПЗУ, який міг би стиратися і програмуватися заново.

ПЗУ з ультрафіолетовим стиранням будується на основі пам'ятною матриці побудованої на елементах пам'яті, внутрішній устрій якої наведено на наступному малюнку:

Малюнок 7. Запам'ятовувальна осередок ПЗУ з ультрафіолетовим і електричним стиранням

Осередок є МОП транзистор, в якому затвор виконується з полікристалічного кремнію. Потім в процесі виготовлення мікросхеми цей затвор окислюється і в результаті він буде оточений оксидом кремнію - діелектриком з прекрасними ізолюючими властивостями. В описаній осередку при повністю стерто ПЗУ, заряду в плаваючому затворі немає, і тому транзистор струм не проводить. При програмуванні ПЗУ, на другий затвор, що знаходиться над плаваючим затвором, подається висока напруга і в плаваючий затвор за рахунок тунельного ефекту індукуються заряди. Після зняття програмують напруги індукований заряд залишається на плаваючому затворі, і, отже, транзистор залишається в провідному стані. Заряд на плаваючому затворі подібної осередку може зберігатися десятки років.

Описаного постійного пам'яті не відрізняється від описаного раніше масочного ПЗУ. Єдина відмінність - замість плавкої перемички використовується описана вище осередок. Такий вид ПЗУ називається репрограмміруемом постійними пристроями, що запам'ятовують (РПЗУ) або EPROM. У РПЗУ стирання раніше записаної інформації здійснюється ультрафіолетовим випромінюванням. Для того, щоб цей світ міг безперешкодно проходити до напівпровідникового кристалу, в корпус мікросхеми ПЗУ вбудовується віконце з кварцового скла.

Малюнок 8. Зовнішній вигляд переться постійного пам'яті (EPROM)

При опроміненні мікросхеми РПЗУ, ізолюючі властивості оксиду кремнію втрачаються, накопичений заряд з плаваючого затвора стікає в об'єм напівпровідника, і транзистор пам'ятною осередки переходить в закритий стан. Час стирання мікросхеми РПЗУ коливається в межах 10 ... 30 хвилин.

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Новгородський Державний університет ім. Я. Мудрого

реферат

На тему «Постійні запам'ятовуючі пристрої. Основні характеристики, область застосування »

Виконала: студентка 1 курсу гр. 5261

Броніна Ксенія

Перевірила: Архипова Геліря Асхатовна

Великий Новгород, 2016 р

1. Поняття постійного пам'яті

1.1 Основні характеристики ПЗУ

1.2 Класифікація ПЗУ

1.2.1 За типом виконання

1.2.2 По різновидах мікросхем ПЗУ

1.2.3 За способом програмування мікросхем (записи в них прошивки)

2. Застосування

3. Історичні типи ПЗУ

література

1. Поняття постійного пам'яті

Постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗУ, або ROM-- Read Only Memory, пам'ять тільки для читання) також будується на основі встановлених на материнській платі модулів (касет) і використовується для зберігання незмінної інформації: завантажувальних програм операційної системи, програм тестування пристроїв комп'ютера і деяких драйверів базової системи введення-виведення (BIOS) і т. д.

До постійної пам'яті відносять постійний запам'ятовуючий пристрій, ПЗУ (в англомовній літературі - Read Only Memory, ROM, що дослівно перекладається як "пам'ять тільки для читання"), перепрограммируемое ПЗУ, ППЗУ (в англомовній літературі - Programmable Read Only Memory, PROM), і флеш-пам'ять (flash memory). Назва ПЗУ говорить сама за себе. Інформація в ПЗУ записується на заводі-виробнику мікросхем пам'яті, і в подальшому змінити її значення не можна. У ПЗП зберігається критично важлива для комп'ютера інформація, яка не залежить від вибору операційної системи. Програмований ПЗУ відрізняється від звичайного тим, що інформація на цій мікросхемі може стиратися спеціальними методами (наприклад, променями ультрафіолету), після чого користувач може повторно записати на неї інформацію. Цю інформацію буде неможливо видалити до наступної операції стирання інформації.

До ПЗУ прийнято відносити енергонезалежні постійні і «полупостоянние» пристрої, що запам'ятовують, з яких оперативно можна тільки зчитувати інформацію, запис інформації в ПЗУ виконується поза ПК в лабораторних умовах або при наявності спеціального програматора і в комп'ютері. За технологією запису інформації можна виділити ПЗУ наступних типів:

§ мікросхеми, програмовані тільки при виготовленні, - класичні або масочний ПЗУ або ROM;

§ мікросхеми, програмовані одноразово в лабораторних умовах, - програмовані ПЗП (ППЗУ), або programmable ROM (PROM);

§ мікросхеми, програмовані багаторазово, - перепрограмовані ПЗП або erasable PROM (EPROM). Серед них слід відзначити електрично перепрограмовані мікросхеми EEPROM (Electrical Erasable PROM), в тому числі флеш-пам'ять.

1.1 Основні характеристики ПЗУ

Дані в постійному пристрої, що запам'ятовує (ПЗУ) зберігаються постійно. Дані, що зберігаються постійно, називаються незалежними, що означає, що вони зберігаються в ПЗУ навіть при виключенні живлення. Як тільки дані записані в ПЗУ, вони можуть зчитуватися іншими пристроями, але нові дані бути записані в ПЗУ не можуть.

ПЗУ найбільш широко використовується для зберігання так званої "програми монітора". Програма монітора це машинна програма, що дозволяє користувачеві мікрокомп'ютерної системи переглядати і змінювати всі функції системи, включаючи пам'ять. Іншим широким застосуванням ПЗУ є зберігання фіксованих таблиць даних, таких як математичні функції, які ніколи не змінюються.

Цифровими комп'ютерними системами широко використовуються чотири типи ПЗУ: ПЗУ з масочний програмуванням, програмований ПЗУ (ППЗУ), стирані програмований ПЗУ (СППЗУ) і електрично програмований ПЗУ (ЕППЗУ).

1.2 Класифікація ПЗУ

1.2.1 За типом виконання

Масив даних суміщений з пристроєм вибірки (Зчитувальних пристроїв), в цьому випадку масив даних часто в розмові називається «прошивка»:

§ мікросхема ПЗУ;

§ Один з внутрішніх ресурсів однокристальної мікро ЕОМ (мікроконтролера), як правило FlashROM.

Масив даних існує самостійно:

§ компакт диск;

§ перфокарта;

§ перфолента;

§ штрих-коди;

§ монтажні «1» і монтажні «0».

1.2.2 По різновидах мікросхем ПЗУ

За технологією виготовлення кристала:

§ ROM англ. read-only memory - постійний запам'ятовуючий пристрій, масочное ПЗУ, виготовляється промисловим способом. Надалі немає можливості змінити записані дані.

Малюнок 1. масочний ПЗУ

§ PROM англ. programmable read-only memory - програмований ПЗУ, одноразово «прошиває» користувачем.

Малюнок 2. Програмоване ПЗУ

§ EPROM англ. erasable programmable read-only memory - перепрограммируемое / репрограмміруемом ПЗУ (ПППЗУ / РПЗУ)). Наприклад, вміст мікросхеми К573РФ1 стиралася за допомогою ультрафіолетової лампи. Для проходження ультрафіолетових променів до кристалу в корпусі мікросхеми було передбачено віконце з кварцовим склом.

Малюнок 3. перепрограмувальний ПЗУ

§ EEPROM англ. electrically erasable programmable read-only memory - електрично стирається перепрограммируемое ПЗУ). Пам'ять такого типу може стиратися і заповнюватися даними кілька десятків тисяч разів. Використовується в твердотільних накопичувачах. Однією з різновидів EEPROM є флеш-пам'ять (англ. Flash memory).

Малюнок 4. Стирані ПЗУ

§ ПЗУ на магнітних доменах, наприклад К1602РЦ5, мало складний пристрій вибірки і зберігало досить великий обсяг даних у вигляді намагнічених областей кристала, при цьому не маючи рухомих частин (див. Комп'ютерна пам'ять). Забезпечувалося необмежену кількість циклів перезапису.

§ NVRAM, non-volatile memory - «неруйнівного» пам'ять, строго кажучи, не є ПЗУ. Це ОЗУ невеликого обсягу, конструктивно поєднане з батарейкою. В СРСР такі пристрої часто називалися «Dallas» на ім'я фірми, яка випустила їх на ринок. У NVRAM сучасних ЕОМ батарейка вже конструктивно не пов'язана з ОЗУ і може бути замінена.

По виду доступу:

§ З паралельним доступом (parallel mode або random access): таке ПЗУ може бути доступно в системі в адресному просторі ОЗУ. Наприклад, К573РФ5;

§ З послідовним доступом: такі ПЗУ часто використовуються для одноразової завантаження констант або прошивки в процесор або ПЛІС, використовуються для зберігання налаштувань каналів телевізора, і ін. Наприклад, 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 За способом програмування мікросхем (записи в них прошивки)

§ непрограмовані ПЗУ;

§ ПЗУ, програмовані тільки за допомогою спеціального пристрою - програматора ПЗУ (як одноразово, так і багаторазово прошивати). Використання програматора необхідно, зокрема, для подачі нестандартних і відносно високих напруг (до +/- 27 В) на спеціальні висновки.

§ внутрісхемний (пере) програмовані ПЗП (ISP, in-system programming) - такі мікросхеми мають всередині генератор всіх необхідних високих напруг, і можуть бути перепрошитого без програматора і навіть без випайки з друкованої плати, програмним способом.

запам'ятовує мікросхема програмування моноскоп

2. Застосування

У постійну пам'ять часто записують микропрограмму управління технічним пристроєм: телевізором, стільниковим телефоном, різними контролерами, або комп'ютером (BIOS або OpenBoot на машинах SPARC).

BootROM - прошивка, така, що якщо її записати в відповідну мікросхему ПЗУ, встановлену в мережевої карти, то стає можливе завантаження операційної системи на комп'ютер з віддаленого вузла локальної мережі. Для вбудованих в ЕОМ мережевих плат BootROM можна активувати через BIOS.

ПЗУ в IBM PC-сумісних ЕОМ розташовується в адресному просторі з F600 0000 по FD00: 0FFF

3. Історичні типи ПЗУ

Постійні запам'ятовуючі пристрої стали знаходити застосування в техніці задовго до появи ЕОМ і електронних приладів. Зокрема, одним з перших типів ПЗУ був кулачковий валик, що застосовувався в шарманки, музичних скриньках, годиннику з боєм.

З розвитком електронної техніки і ЕОМ виникла необхідність в швидкодіючих ПЗУ. В епоху вакуумної електроніки знаходили застосування ПЗУ на основі потенциалоскопов, моноскопов, променевих ламп. У ЕОМ на базі транзисторів в якості ПЗУ невеликої ємності широко використовувалися штепсельні матриці. При необхідності зберігання великих обсягів даних (для ЕОМ перших поколінь - кілька десятків кілобайт) застосовувалися ПЗУ на базі феритових кілець (не слід плутати їх зі схожими типами ОЗУ). Саме від цих типів ПЗУ і бере свій початок термін «прошивка» - логічне стан осередку задавалося напрямком навивки дроту, що охоплює кільце. Оскільки тонкий провід потрібно протягувати через ланцюжок феритових кілець для виконання цієї операції застосовувалися металеві голки, аналогічні швейним. Та й сама операція наповнення ПЗУ інформацією нагадувала процес шиття.

література

Угрюмов Е. П. Цифрова схемотехніка БХВ-Петербург (2005) Глава 5.

Розміщено на Allbest.ru

подібні документи

Ієрархія запам'ятовуючих пристроїв ЕОМ. Мікросхеми та системи пам'яті. Оперативні запам'ятовуючі пристрої. Принцип роботи пристрою, що запам'ятовує. Гранично допустимі режими експлуатації. Збільшення обсягу пам'яті, розрядності і числа збережених слів.

курсова робота, доданий 14.12.2012


Пристрої, що запам'ятовують: вінчестери, дискети, стримери, флеш-карти пам'яті, MO-накопичувачі, оптичні: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, і новітні пристрої, що запам'ятовують. Інформацію необхідно зберігати на носіях, що не залежать від наявності напруги.

реферат, доданий 01.03.2006


Поняття інформації, її вимір, кількість і якість інформації. Пристрої, що запам'ятовують: класифікація, принцип роботи, основні характеристики. Організація і засоби людино-машинного інтерфейсу, мультісреди і гіперсередовищі. Електронні таблиці.

звіт по практиці, доданий 09.09.2014


Проектування програматора мікросхем AT17C010, обґрунтування режимів функціонування вузлів мікроконтролера, апаратних засобів, достатності програмних ресурсів. Принципова схема пристрою, рекомендації з розробки діагностичних засобів.

курсова робота, доданий 19.12.2010


Проектування елементів мікросхем ПЗУ і ОЗУ за допомогою програми MS Visio 2010. Розподіл і розширення адресного простору. Розрахунок додаткового оперативного пам'яті і перевірка компонентів системи на електричне взаємодія.

курсова робота, доданий 08.11.2014


Пристрої, що запам'ятовують комп'ютера. Створення системи пам'яті. Характеристика мікросхем динамічних запам'ятовуючих пристроїв. Виконання арифметичних, логічних або службових операцій. Ярусно-паралельна форма алгоритму. Ступінь і рівні паралелізму.

презентація, доданий 28.03.2015


Мікропроцесорний комплект cерии КР580 - набір мікросхем. Основні елементи КР580ВМ80А - 8-розрядний мікропроцесора, повний аналог мікропроцесора Intel i8080. Застосування мікропроцесорів в ігрових автоматах. Версії випуску мікросхем, і їх застосування.

реферат, доданий 18.02.2010


Cравненіе двох найважливіших характеристик - ємність пам'яті і її швидкодію. Регістри загального призначення. Функції оперативного пам'яті. Найбільш поширена форма зовнішньої пам'яті - жорсткий диск. Три основних типи оптичних носіїв.

реферат, доданий 15.01.2015


Основні складові системного блоку. Призначення материнської плати. Базова система введення-виведення - Bios. Поняття периферійного пристрою. Пристрої, що запам'ятовують і їх види. Відкрита архітектура в пристрої ПК. Пристрої для введення і виведення даних.

реферат, доданий 18.12.2009


Розрахунок статичного модуля оперативної пам'яті і накопичувача. Побудова принципової схеми і тимчасової діаграми модуля оперативного пам'яті. Проектування арифметико-логічного пристрою для поділу чисел з фіксованою точкою.

Персональні комп'ютери мають чотири ієрархічних рівня пам'яті:

мікропроцесорна пам'ять;

основна пам'ять;

реєстрова кеш-пам'ять;

зовнішня пам'ять.

Мікропроцесорна пам'ять розглянута вище. Основна пам'ять призначена для зберігання і оперативного обміну інформацією з іншими пристроями комп'ютера. Функції пам'яті:

прийом інформації від інших пристроїв;

запам'ятовування інформації;

видача інформації за запитом в інші пристрої машини.

Основна пам'ять містить два види запам'ятовуючих пристроїв:

ПЗУ - постійне запам'ятовуючий пристрій;

ОЗУ - оперативне запам'ятовуючий пристрій.

ПЗУ призначено для зберігання постійної програмної та довідкової інформації. Дані в ПЗУ заносяться при виготовленні. Інформацію, що зберігається в ПЗУ, можна тільки зчитувати, але не змінювати.

У ПЗУ знаходяться:

програма управління роботою процесора;

програма запуску і зупинки комп'ютера;

програми тестування пристроїв, перевіряючі при кожному включенні комп'ютера правильність роботи його блоків;

програми управління дисплеєм, клавіатурою, принтером, зовнішньою пам'яттю;

інформація про те, де на диску знаходиться операційна система.

ПЗУ є енергонезалежною пам'яттю, при відключенні харчування інформація в ньому зберігається.

ОЗП призначений для оперативного запису, зберігання і зчитування інформації (програм і даних), безпосередньо бере участь в інформаційно-обчислювальному процесі, що виконується комп'ютером в поточний період часу.

Головними перевагами оперативної пам'яті є її висока швидкодія і можливість звертання до кожної комірки пам'яті окремо (прямий адресний доступ до пам'яті). Всі комірки пам'яті об'єднані в групи по 8 біт (1 байт), кожна така група має адресу, за якою до неї можна звернутися.

ОЗУ є енергозалежною пам'яттю, при виключенні живлення інформація в ньому стирається.

У сучасних комп'ютерах обсяг пам'яті зазвичай становить 8-128 Мбайт. Обсяг пам'яті - важлива характеристика комп'ютера, вона впливає на швидкість роботи і працездатність програм.

Крім ПЗУ і ОЗУ на системній платі є і незалежна CMOS-пам'ять, постійно харчується від свого акумулятора. У ній зберігаються параметри конфігурації комп'ютера, які перевіряються при кожному рключеніі системи. Це полупостоянная пам'ять. Для зміни параметрів конфігурації комп'ютера в BIOS міститься програма настройки конфігурації комп'ютера - SETUP.

Для прискорення доступу до оперативної пам'яті використовується спеціальна надшвидкодіюча кеш-пам'ять, яка розташовується як би «між» мікропроцесором і оперативною пам'яттю, в ній зберігаються копії найбільш часто використовуваних ділянок оперативної пам'яті. Регістри кеш-пам'яті недоступні для користувача.

У кеш-пам'яті зберігаються дані, які мікропроцесор отримав і буде використовувати в найближчі такти своєї роботи. Швидкий доступ до цих даних дозволяє скоротити час виконання чергових команд програми.

Мікропроцесори, починаючи від МП 80486, мають свою вбудовану кеш-пам'ять. Мікропроцесори Pentium і Реntium Pro мають кеш-пам'ять окремо для даних і окремо для команд. Для всіх мікропроцесорів може використовуватися додаткова кеш-пам'ять, що розміщується на материнській платі поза мікропроцесора, ємність якої може досягати декількох Мбайт. Зовнішня пам'ять відноситься до зовнішніх пристроїв комп'ютера і використовується для довготривалого зберігання будь-якої інформації, яка може знадобитися для вирішення завдань. Зокрема, у зовнішній пам'яті зберігаються всі програмне забезпечення комп'ютера.

Пристрої зовнішньої пам'яті - зовнішні пристрої, що запам'ятовують - дуже різні. Їх можна класифікувати по виду носія, за типом конструкції, за принципом запису і зчитування інформації, за методом доступу і т. Д.

Найбільш поширеними зовнішніми пристроями, що запам'ятовують є:

накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД);

накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД);

накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM).

Рідше в якості пристроїв зовнішньої пам'яті персонального комп'ютера використовуються пристрої, що запам'ятовують на касетної магнітній стрічці - стримери.

Накопичувачі на дисках - це пристрої для читання і запису з магнітних або оптичних носіїв. Призначення цих накопичувачів - зберігання великих обсягів інформації, запис і видача інформації, що зберігається за запитом в оперативний пристрій.

НЖМД і НГМД розрізняються лише конструктивно, обсягами інформації, що зберігається і часом пошуку, запису та зчитування інформації.

Як пам'ятною середовища у магнітних дисків використовуються магнітні матеріали зі спеціальними властивостями, що дозволяють фіксувати два магнітних стану - два напрямки намагніченості. Кожному з цих станів ставляться у відповідність виконавчі цифри 0 і 1. Інформація на магнітні диски записується і зчитується магнітними головками уздовж концентричних кіл - доріжок (треків). Кількість доріжок на диску і їх інформаційна ємність залежать від типу диска, конструкції накопичувача, якості магнітних головок і магнітного покриття. Кожна доріжка розбита на сектори. В одному секторі зазвичай розміщується 512 байт даних. Обмін даними між накопичувачем на магнітному диску і оперативною пам'яттю здійснюється послідовно цілим числом секторів. Для жорсткого магнітного диска використовується також поняття циліндра - сукупності доріжок, що знаходяться на однаковій відстані від центру диска.

Диски відносяться до машинних носіїв інформації з прямим доступом. Це означає, що комп'ютер може звернутися до доріжці, на якій починається ділянку з шуканої інформацією або куди потрібно записати нову інформацію, безпосередньо, де б не знаходилася головка запису і читання накопичувача.

Всі диски - і магнітні, і оптичні - характеризуються своїм діаметром (форм-фактором). З гнучких магнітних дисків найбільшого поширення набули диски діаметром 3,5 (89 мм). Ємність цих дисків становить 1,2 і 1,44 Мбайт.

Накопичувачі на жорстких магнітних дисках отримали назву «вінчестер». Цей термін виник з жаргонного назви першої моделі жорсткого диска, що мав 30 доріжок по 30 секторів кожна, що випадково збіглося з калібром мисливської рушниці «вінчестер». Ємність накопичувача на жорсткому магнітному диску вимірюється в Мбайтах і Гбайт.

Останнім часом з'явилися нові накопичувачі на магнітних дисках - ZIP-диску - переносні пристрої ємністю 230-280 Мбайт.

В останні роки найширшого розповсюдження отримали накопичувачі на оптичних дисках (CD-ROM). Завдяки маленьким розмірам, великій ємності і надійності ці накопичувачі стають все більш популярними. Ємність накопичувачів на оптичних дисках - від 640 Мбайт і вище.

Оптичні диски діляться на неперезапісиваемие лазерно-оптичні диски, перезапису лазерно-оптичні диски і перезапису магнітооптичні диски. Неперезапісиваемие диски поставляються фірмами-виробниками з вже записаною на них інформацією. Запис інформації на них можлива тільки в лабораторних умовах, поза комп'ютера.

Крім основної своєї характеристики - інформаційної ємності, дискові накопичувачі характеризуються і двома часовими показниками:

часом доступу;

швидкістю зчитування поспіль розташованих байтів.