Динамические ОЗУ

БИС ЗУ с произвольной выборкой, в которых информация при выключении питания пропадает, можно разделить на две основные группы в соответствии с типом используемого элемента памяти: динамические оперативные запоминающие устройства (ДОЗУ) и статические оперативные запоминающие устройства (СОЗУ).

В ДОЗУ в качестве элемента памяти используется электрическая емкость, а носителем информации является электрический заряд, создаваемый на этой емкости.

В СОЗУ в качестве элемента памяти используется триггер. Схема статического элемента памяти на триггере сложнее и занимает на кристалле больше места, чем элемент памяти динамического типа.

СОЗУ сохраняет информацию до тех пор, пока сохраняется питание на ИМС. В ДОЗУ в результате деградации заряда на запоминающей емкости его необходимо периодически восстанавливать (регенерировать информацию) несколько раз в секунду.

ДОЗУ обладает по сравнению с СОЗУ большей информационной емкостью, меньшей потребляемой мощностью и более низкой стоимостью. В настоящее время ЗУ на динамических элементах памяти используются в подавляющем большинстве ЭВМ.

Таблица 1. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Для уменьшения размера корпуса ДОЗУ и более плотного монтажа БИС ДОЗУ на печатных платах был разработан специальный способ адресации, используемый во всех ДОЗУ, который заключается в мультиплексной передаче адреса на БИС ДОЗУ. Сначала передаются младшие адреса, а затем на те же самые выводы поступают старшие адреса. Таким образом достигается уменьшение необходимого количества адресных выводов в 2 раза.

Для управления работой микросхем ДОЗУ используются внешние сигналы адреса А, выборки адреса строк RAS, выборки адреса столбцов CAS, сигнал записи-считывания WE, которые обеспечивают работу ДОЗУ в режимах записи, считывания, считывания-модификации-записи, страничном, слоговом и регенерации.

Активным уровнем сигналов RAS, CAS, WE является уровень логического 0 — не более 0,6 В.

Таблица 2. ОСНОВНЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Адрес ячейки памяти передается в два приема. Сначала на адресных входах устанавливаются значения младшей половины полного адреса, которые стробируются сигналом RAS, затем — значения старшей половины полного адреса, которые стробируются сигналом CAS.

В режиме записи после перехода сигнала RAS в активное состояние (лог. 0) входная информация запоминается по отрицательному фронту сигналов WR или CAS, в момент прихода последнего. Так как выход D0 ДОЗУ находится в третьем состоянии при высоком уровне сигнала CAS или при низком уровне сигнала WR, то, если в режиме записи сигнал WR приходит раньше CAS, выход микросхемы всегда остается закрытым, что позволяет объединить входы и выходы микросхем в общую информационную двунаправленную шину и получать экономию на соединительных проводниках печатной платы.

При считывании информации выход микросхемы переходит в активное состояние при низком уровне сигнала CAS и отключается в третье состояние при высоком независимо от уровня сигнала RAS. Считывание информации осуществляется в прямом коде без разрушения.

Таблица 3

Режим «считывание-модификация-запись» позволяет записывать информацию в ту же ячейку, из которой непосредственно перед этим произошло считывание информации, без дополнительной адресации к этой ячейке, путем перевода микросхемы в режим записи. При этом сокращается цикл обращения.

В режиме страничной записи (считывания) происходит запись (считывание) информации при постоянном значении адреса строки, фиксируемого по RAS, но при разных значениях адреса столбца, фиксируемого по CAS. В этом режиме достигается уменьшение времени цикла обращения.

Слоговый режим (используется только в микросхемах К565РУ7) позволяет считывать или записывать подряд 4 бита. Адресация и считывание (запись) первого бита выполняется обычным способом, а затем производится тактирование сигнала CAS (переключение его в состояние лог. 1 и затем — лог. 0), которое вызывает приращение предыдущего значения адреса столбцов A3 и А6 в кольцевом режиме.

Регенерация информации осуществляется путем обращения к каждой строке методом перебора строчных адресов в любом режиме работы.

Специальный режим регенерации производится не реже интервала времени, называемого периодом регенерации. В этом режиме на входы ДОЗУ достаточно подать сигнал RAS и адрес строки, сигнал CAS при этом равен лог. 1 и выход D0 микросхемы в третьем состоянии. Описанный режим называется «только RAS». В этом режиме микросхема ДОЗУ находится в режиме минимального потребления мощности.

В. Андреев