7-Ma'ruza. Xoti

7-Ma'ruza. Xotiraga bevosita ega bo’lishning apparat vositalari

Reja:
1. Xotiraga bevosita ega bo’lishning kontrolleri

2. Xotira bilan axborot almashinuvini joriy etish

Tayanch iboralar: xotira ierarxiyasi, doimiy xotira, tezkor xotira, maskali
DXQ, EEPROM, OXQ.
Biz bilamizki o’rnatilgan platformalar, xar biri tezligi, xajmi va foydalanilishi bilan noyob bo’lgan xotira ierarxiyasiga ega (7.1-rasmga qarang). Registrlarli va muayyan birlamchi xotira turlariga o’xshab, xotira protsessorga to’g’ridan to’g’ri ulangan yoki ba’zilari fizik jixatdan protsessorda joylashgan bo’ladi.

Rasm. 7.1. Xotira ierarxiyasi

Bular, doimiy xotira, tezkor xotira va 1-darajali KESh xotiralardir.
Ushbu ma’ruzada, odatda protsessor tashqarisida joylashgan yoki ikkala holatda protsessor ichida joylashtirilgan va protsessor tashqarisida joylashgan xotiralar haqida so’z boradi. Bundan tashqari ROM, 1-darajali KESh va tezkor xotira kabi birlamchi xotiralar va plataga ulanadigan, lekin to’g’ridan to’g’ri protsessorga ulanmaydigan ikkilamchi/uchlamchi xotiralar (masalan: CD-ROM, yumshoq disk, qattiq disk va lentalar) haqidagi axborotlarni ham o’z ichiga oladi.
Birlamchi xotira odatda xotira tizim ostisining bir qismi hisoblanib,
uchta komponentlardan tashkil topgan (rasm 7.1da ko’rsatilgan):

- xotira mikrosxemasi;
- adres shinasi;
- ma’lumot shinasi.

Rasm 7.2. Birlamchi xotira tizim ostisi apparat vositasi

Umuman olganda, xotira integral sxemasi uch bo’limdan tashkil qilingan:
xotira massivi, adres deshifratori va ma’lumot interfeysi. Xotira massivi aslida ma’lumot bitlarini saqlovchi fizik xotiradir. Protsessor va dasturchi xotiraga bir o’lchovli massiv sifatida murojaat qilganida, xar bir massiv yacheykasi baytlar qatorini tashkil etadi va qatordagi bitlar soni o’zgarishi mumkin. Aslida esa, xar bir yacheykasida 1 bit axborotni saqlay oladigan (rasm 7.3) yagona qator va ustunlarga ega adreslangan xotira yacheykalaridan tashkil topgan ikki o’lchamli fizik xotiradir.
Xotira ikki o’lchovli massivi ichida xar bir elementlar joylashuvi odatda, ustun va qatorlar parametrlaridan tashkil topuvchi, xotira fizik adresi deb nomlanadi.
40

Rasm 7.3 ROM xotirasi massivi

Integral sxemaning qolgan asosiy komponenti, adres deshifratori adres
shinasi ma’lumotlariga tayangan holda xotira massivida ma’lumotlar adresini topadi, ma’lumotlar interfeysi esa ma’lumotlarni uzatish uchun ma’lumotlar shinasini ma’lumotlar bilan ta’minlaydi. Ma’lumotlar va adreslar shinasi integral mikrosxema xotira adres deshifratoridan va ma’lumot interfeysidan ma’lumot oladi va uzatadi. Xotira turiga qarab, plataga ulanilishi mumkin bo’lgan xotira mikrosxemasi turli paketlarda yetqaziladi. Xotira paketi turlari ikki qatorli paketlar (dualinlinepackagesDIP), sodda qatorli xotira moduli (singlein- linememorymodulesSIMM), ikki qatorli xotir modulilarni (dualin-
linememorymodules DIMM) o’z ichiga oladi. DIP paketi ikki teskari tomondan chiqib turadigan oyoqli(pin) bo’lib, keramika yoki plastika metaldan tayyorlangan(rasm 7.4).
41

Rasm 7.5. DIP xotirasiga misol.
Eng yuqori pog’onada, birlamchi va ikkilamchi xotiralarni ikki
guruhga bo’lish mumkin: quvvatga bog’liq bo’lmagan va bo’lgan.
Mikrokontrollerlarda asosiy uch turdagi xotira ishlatiladi. Dasturlar xotirasi
doimiy xotira qurilmasi (DXQ) bo‘lib, u dasturiy kodlarni (buyruqlarni) va konstantalarni saqlash uchun mo‘ljallangandir. Uning qiymatlari dastur bajarilishi davomida o‘zgarmaydi. Axborotlar xotirasi dastur bajarilish davomida o‘zgaruvchilarni saqlash uchun mo‘ljallangan bo‘lib, u operativ xotirani tashkil etadi. MK registrlari – xotiraning bu turi o‘z tarkibiga protsessorning ichki registrlarini va tashqi qurilmalarni boshqarish uchun mo‘ljallangan registrlarni (maxsus vazifali registrlar) oladi.
Dastur xotirasining asosiy xususiyati bu uning isteʻmol energiyasiga bog‘liq
bo‘lmaganligidir, yaʻni manba bo‘lmagan holda ham dasturlarni saqlash
imkoniyatidir. MK foydalanuvchilari nuqtai nazaridan dasturlarning energiyaga bog‘liq bo‘lmagan xotirasini quyidagi turlarga bo‘lish mumkun:
-Maskali DXQ turi – mask-ROM. Bu turdagi DXQ yacheykalariga qiymatlarni uning ishlab chiqarilish jarayonida maskalar yordamida kiritiladi va keyinchalik qiymatlarni o‘zgartirib yoki qayta dasturlab bo‘lmaydi. Shuning uchun bu turdagi xotirali mikrokontrollerlarda dasturlarni uzoq vaqt sinashdan keyingina foydalanish mumkin. Bu xotiraning asosiy kamchiligi yangi shablonlarning to‘plamini yaratilishidagi va ularni ishlab chiqarishga tatbiqidagi sarf harajatlarning yuqoriligi. Odatda bu jarayon 2 - 3 oyni tashkil etadi va iqtisodiy
42

nuqtaiy nazardan minglab nusxada ishlab chiqarilgandagina o‘zini oqlashi mumkin. Maskali DXQ axborotlarni saqlashda yuqori ishonchlilikni

ta’minlashining sababi, zavod sharoitida dasturlanib so‘ng maxsulotning turli nazoratlardan o‘tkazilishidir.
-Foydalanuvchi tomonidan dasturlanuvchi va ultra binafsha nurlar bilan o‘chiruvchi DXQ – EPROM (Erasable Programmable ROM). Bu turdagi DXQ elektr signallari bilan dasturlanadi va ultra binafsha nurlash orqali o‘chiriladi. EPROM xotira yacheykasi “suzuvchi” zatvorli metal oksid yarimo‘tkazgichli (MOYA) – tranzistorlarda hosil qilingan va ularga zaryad boshqaruvchi zatvordan kerakli elektr signali berilganida o‘tadi. Yacheyka qiymatini o‘chirish uchun uni ultra binafsha nurlar bilan nurlantiriladi. Bu jarayon bir necha sekunddan bir necha minutgachan davom etishi mumkin. EPROM xotirali MK ko‘p marotaba qayta dasturlanishi mumkin va u turdagi xotiralar keramik g‘ilofda kvarsli darcha bilan ishlab chiqariladi. Darcha ultra binafsha nurlarni xotira yacheykasiga tushishi uchun mo‘ljallanga. Bunday g‘ilof ancha qimmat turgani uchun MK narxi ham qimmatlashadi albatta. EPROM xotirali MK narxini arzonlatish uchun xotirani darchasiz ishlab chiqariladi (EPROM bir marotaba dasturlanuvchi versiyasi).
- Foydalanuvchi tomonidan bir marotaba dasturlanuvchi DXQ - OTPROM (One – Time Programmable ROM). Bu turdagi xotira, MK narxini arzonlatish uchun xotirani darchasiz ishlab chiqarilgan EPROM versiyasidan iborat. Bu kabi g‘iloflarda ishlab chiqarilishi natijasida narxini kamaytirish shunchalik etiborliki, oxirgi vaqtda EPROM versiylari ko‘pincha maskali DXQ xotira turi o‘rniga ishlatilmoqda.
-Elektr o‘chirishli foydalanuvchi tomonidan dasturlanuvchi DXQ – EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM). Bu turdagi DXQ ni EPROM ning yangi avlodi deb hisoblash mumkin, ularda xotira yacheykasi shuningdek elektr signali orqali o‘chirish amalga oshiriladi. EEPROM qo‘llanilishi MK platasini yechib olmasdan o‘chirish va dasturlash imkonini beradi. Shu usulda sozlashni amalga oshirish va dasturiy ta’minotni yangi variantlarini yozish ham mumkin. Bu esa mikrokontrollerli tizimlarni yaratishning boshlang‘ich
43

bosqichlarida yoki ularni o‘rganish jarayonida, qachonki tizimning ishlamaslik sababini topishga va dasturlar xotirasini o‘chirish-dasturlash sikllarini bajarishga ko‘p vaqt ketqazilganda juda katta yutuq beradi. EEPROM narxi bo‘yicha OTPROM va EPROM larning o‘rtasidagi o‘rinni egallaydi. EEPROM xotirasining dasturlash texnologiyasining yacheykalarni baytlab o‘chirish va dasturlash imkoniyati mavjud. EEPROM yaqqol afzalliklariga qaramay MK faqat kam modellarida bunday xotira dasturlarni saqlashga ishlatiladi.

Buning sababi, birinchidan EEPROM chegaralangan xotira sig‘imiga ega. Ikkinchidan, deyarli EEPROM bilan bir vaqtda Flash-DXQ ishlab chiqarildi, ular texnik ko‘rsatgichlari jihatidan bir xil bo‘lishi bilan bir qatorda, lekin Flash-DXQ narxi ancha arzon.