Мікросхеми пам'яті

Перевага пам'яті, зображеної на рис. 5.8, полягає в тому, що подібна структура може бути застосована при розробці пам'яті великого об’єму. Щоб розширити схему до розмірів 4x8, потрібно додати ще 5 стовпчиків тригерів по 4 тригери в кожному, а також 5 вхідних і 5 вихідних ліній. Щоб перейти від розміру 4x3 до розміру 8x3, необхідно додати ще чотири ряди тригерів по три тригера в кожному, а також адресну лінію А₂. При такій структурі число слів у пам'яті повинно бути ступенем двійки для максимальної ефективності, а число бітів у слові може бути будь-яким.

Оскільки технологія виготовлення інтегральних схем підходить для виробництва мікросхем із внутрішньою структурою повторюваної плоскої поверхні, мікросхеми пам'яті є ідеальним застосуванням для цього. З розвитком технології число бітів, які можна вмістити в одній мікросхемі, постійно збільшується, як правило в два рази кожні 18 місяців (закон Мура). З появою великих мікросхем маленькі мікросхеми не завжди є застарілими внаслідок компромісів між перевагами ємності, швидкості, потужності, ціни і спряження.

При будь-якому об’ємі пам'яті існує кілька різних способів організації мікросхеми. На рис. 5.10 показані дві можливі структури мікросхеми в 4 Мбіт: 512 Кх8 і 4096 Kxl. (Розміри мікросхем пам'яті звичайно даються в бітах, а не в байтах). На рис.5.10 а можна бачити 19 адресних ліній для звертання до одного з 2¹⁹ байтів і 8 ліній даних для завантаження або збереження обраного байта.

а) б)

Рис. 5.10 - Два способи організації пам'яті об’ємом 4 Мбіт

Оскільки, як правило, комп'ютер містить багато мікросхем пам'яті, потрібний сигнал для вибору необхідної мікросхеми, такий, щоб потрібна нам мікросхема реагувала на виклик, а інші – ні. Сигнал (Chip Select – вибір елемента пам'яті) використовується саме для цієї мети. Він подається, щоб запустити мікросхему. Крім того, необхідним є спосіб, який би розрізняв операції зчитування від запису. Сигнал (Write Enable – дозвіл запису) використовується для вказівки того, що дані повинні записуватися, а не зчитуватися. Нарешті, сигнал ОЕ (Output Enable – дозвіл видачі вихідних сигналів) встановлюється для видачі вихідних сигналів. Коли цього сигналу немає, вихід від’єднаний від іншої частини схеми.

На рис. 5.10 б використовується інша схема адресації. Мікросхема являє собою матрицю 2048x2048 однобітових комірок, що складає 4 Мбіт. Для звертання до мікросхеми, спочатку потрібно вибрати рядок. Для цього 11-бітний номер цього рядка подається на адресні виходи. Потім встановлюється сигнал (Row Address Strobe – строб адреси рядка). Після цього на адресні виходи подається номер стовпця і встановлюється сигнал (Column Address Strobe – строб адреси стовпця). Мікросхема реагує на сигнал, приймаючи або видаючи 1 біт даних. Великі мікросхеми пам'яті часто виготовляють у вигляді матриць m x n, звертання до яких відбувається по рядку і стовпчику. Така організація пам'яті скорочує число необхідних виводів, але, з іншого боку, сповільнює звертання до мікросхеми, оскільки потрібно два цикли адресації: один для рядка, а інший для стовпця. Щоб прискорити цей процес, в деяких мікросхемах можна викликати адресу рядку, а потім кілька адрес стовпчиків для доступу до послідовних бітів ряду.

Багато років тому найбільші мікросхеми пам'яті, як правило, були улаштовані так, як показано на рис. 5.10 б. Оскільки слова виросли від 8 до 32 бітів і вище, використовувати подібні мікросхеми стало незручно. Щоб з мікросхем 4096 Kxl побудувати пам'ять з 32-бітними словами, потрібно 32 мікросхеми, що працюють паралельно. Ці 32 мікросхеми мають загальний об’єм, принаймні, 16 Мбайт. Якщо використовувати мікросхеми 512 Кх8, то буде потрібно всього 4 мікросхеми, але при цьому об’єм пам'яті буде складати 2 Мбайт. Щоб уникнути наявності 32 мікросхем, більшість виробників випускають сімейство мікросхем з довжиною слів 1,4, 8 і 16 бітів.

Поиск по сайту: