SERWIS ELEKTRONIKI

Pamiêci stosowane w sprzêcie elektronicznym, a tak¿e w
sprzêcie wykorzystujacym elektroniczne uk³ady steruj¹ce jego
prac¹ maj¹ bardzo istotne znaczenie dla jego dzia³ania. Zdolnoœæ
pamiêci do przeniesienia du¿ej iloœci danych w wymaganym
czasie ma podstawowe znaczenie dla pracy systemów steruj¹cych
i zarz¹dzaj¹cych. Prawid³owy dobór pamiêci pozwala
na prawid³ow¹ pracê ca³ego urz¹dzenia.
Artyku³ zawiera wprowadzenie do technologii pamiêci sta-
³ych i wyjaœnienie zasady ich dzia³ania.
Klasyfikacja pamiêci komputerowych
Mikroprocesory wykorzystuj¹ pamiêci do zapamiêtywania
danych i programu. Pamiêci mog¹ byæ sklasyfikowane jako
dwie podstawowe grupy:
• pamiêci ulotne,
• pamiêci nieulotne.
Pamiêci ulotne trac¹ swoj¹ zawartoœæ po wy³¹czeniu napiêcia
zasilaj¹cego.
Pamiêci nieulotne nie trac¹ zawartoœci nawet wtedy, gdy
nie s¹ zasilane. Mog¹ byæ stosowane do przechowywania na
przyk³ad danych bootsektora komputera. W momencie w³¹czenia
komputera mikroprocesor inicjuje swoj¹ pracê korzystaj¹c
z danych zapisanych w pamiêci nieulotnej.
Na rysunku 1 przedstawiono ogóln¹ budowê pamiêci.
Pamiêæ sk³ada siê z tablicy N×M, uk³adów detekcji adresu,
uk³adów wejœcia / wyjœcia, uk³adów kontroli.
Tablica pamiêci ma zwykle wymiar prostok¹tny. Dla przyk³adu
pamiêæ o pojemnoœci 131072×8 (128kB) mo¿e byæ zorganizowana
jako 512×256×8. Taki sposób organizacji pozwala
na minimalizacjê budowy uk³adu dekodera adresów.
Pamiêci nieulotne dzielone s¹ na dwie kategorie:
• pamiêci, które programowane s¹ w procesie produkcji, i
których zawartoœæ nie jest wymieniana,
• pamiêci programowane podczas produkcji, których zawartoœæ
bêdzie wymieniana podczas programowania w uk³adzie.
Pierwsze z nich s¹ pamiêciami zapisywanymi jednokrotnie
i nie mog¹ byæ skasowane, drugi typ zawiera wewnêtrzne
uk³ady pozwalaj¹ce na wymianê zawartoœci pamiêci podczas
Rodzaje pamiêci stosowanych w sprzêcie elektronicznym
Rodzaje pamiêci stosowanych w sprzêcie elektronicznym – cz.1
Andrzej Brzozowski
Sterowanie
starsze bity adresu
wybieraj¹ce rz¹d N
Adres
m³odsze bity adresu
wybieraj¹ce kolumnê M
Uk³ad kontroli
odczytu / zapisu
Tablica
NxM
bity kolumny M
wybrane z
N rzêdów
odczyt
dane zapisywane
w kolumnie M
N-tego rzêdu
1 bit wybrany
z kolumny M
Rys.1. Ogólna budowa pamiêci
Uk³ad
wejœcia /
wyjœcia
jej pracy w systemie. Uk³ady te s¹ zaprojektowane tak, ¿e cykl
zapisu i odczytu jest d³u¿szy i bardziej skomplikowany ni¿
odczyt danych. Taka obs³uga procesu zapis / odczyt ma za zadanie
zabezpieczenie pamiêci przed przypadkow¹ modyfikacj¹
zawartoœci pamiêci.
Pamiêci ulotne mog¹ równie¿ byæ podzielone na dwie kategorie:
• pamiêci, których zawartoœæ nie jest zmieniana tak d³ugo,
jak d³ugo pamiêæ jest zasilana – s¹ to pamiêci statyczne,
• pamiêci, w których zabezpieczono siê przed przypadkow¹
utrat¹ danych w czasie, gdy pamiêæ jest zasilana – s¹ to
pamiêci dynamiczne.
Mo¿na zadaæ pytanie, jaki jest sens stosowania pamiêci,
których zawartoœæ trzeba odœwie¿aæ aby j¹ utrzymaæ? Zalet¹
pamiêci dynamicznych jest ich du¿a pojemnoœæ i niski koszt w
stosunku do pamiêci statycznych.
Pamiêci nale¿¹ do grupy uk³adów scalonych, które s¹ standaryzowane
na zgodnoϾ ze standardem JEDEC. Standaryzacja
obejmuje przyporz¹dkowanie wyprowadzeñ i funkcjonalnoœæ
uk³adów. Dziêki standaryzacji mo¿liwe jest stosowanie
w jednej aplikacji pamiêci wyprodukowanych przez ró¿nych
producentów.
Pamiêci EPROM
Pamiêci EPROM (Erasable-Programmable Read Only Memory)
s¹ podstawowym typem pamiêci nieulotnych stosowanych
ju¿ w latach szeœædziesiatych XX wieku. W latach siedemdziesi¹tych
a¿ do dziewiêædziesi¹tych pamiêci EPROM
by³y podstawowym typem pamiêci nieulotnych.
Pamiêæ EPROM jest programowana jeden raz w procesie
produkcji i nastêpnie przez ca³y okres swojego ¿ycia jedynie
odczytywana. Pamiêæ EPROM mo¿e byæ kasowana poprzez
wystawienie jej struktury na dzia³anie œwiat³a ultrafioletowego
na czas ok.30 minut. Praktycznie wiêc EPROM zastosowany
np. w komputerze nie jest nigdy kasowany, a jedynie odczytywany,
dzia³a wiêc jak pamiêæ ROM (Read Only Memory).
Pamiêæ EPROM zbudowana jest z komórek z tranzystorami
MOSFET. Tranzystor taki wyposa¿ony jest w dwie bramki:
steruj¹c¹ i „p³ywaj¹c¹”. Bramka „p³ywaj¹ca” tranzystora
utrzymuje ³adunek dostarczony w czasie programowania.
Programowanie polega na przy³o¿eniu
do bramki steruj¹cej napiêcia 12V (w starszych technologiach
21V), co powoduje umieszczenie ³adunku
w „p³ywaj¹cej” bramce tranzystora.
Na rysunku 2 przedstawiono schemat blokowy
tranzystora MOSFET pojedynczej komórki pamiêci
EPROM.
Gdy do bramki steruj¹cej tranzystora MOSFET
przy³o¿one zostanie napiêcie programuj¹ce 12V, w
bramce „p³ywaj¹cej” pojawia siê ³adunek. Bramka p³ywaj¹ca
jest odizolowana i dzia³a jak kondensator z
bardzo niewielkim pr¹dem roz³adowuj¹cym, dziêki
czemu napiêcie na bramce p³ywaj¹cej praktycznie nie
Dane
SERWIS ELEKTRONIKI 11/2007 29