«проектирования микропроцессорный системы на основе микропроцессора I 8086»

6. УСТРОЙСТВА ПАМЯТИ
Устройства памяти микропроцессорной системы (МПС) могут быть внешними (винчестер, дисковод, CD-ROM и т.д.) и внутренними (ОЗУ, ПЗУ).
В данной курсовой работе рассматривается внутренняя память МПС, которая может быть:

• 
  постоянной (ROM) или ПЗУ,
  
• 
  оперативной (RAM) или ОЗУ.
  

В свою очередь ПЗУ по способу записи/перезаписи информации различаются следующим образом.
ПЗУ – постоянные запоминающие устройства, в основу которых положены диодные матрицы. Матрицы прожигаются на заводе-изготовителе, пользователь ничего изменить не может (рисунок 3). При подаче U > U_допдиод сгорает, остается перемычка; при сгоревшем диоде U_узла = 0; при функционирующем диоде U_узла = 1
ППЗУ – перепрограммируемые ПЗУ (матрицы поставляются пользователю с уровнем 1 во всех узлах, пользователь может только один раз прожечь матрицу по своей программе).
РПЗУ – репрограммируемые (т.е. многократно программируемые) ПЗУ.

Рисунок 3 – Элемент диодной матрицы.
По способу стирания информации РПЗУ могут быть: ультрафиолетовыми и электрическими.
Оперативные запоминающие устройства ОЗУ могут быть: динамическими (DRAM) и статическими (SRAM).
В динамических ОЗУ, построенных на МОП-транзисторных ячейках с дополнительной емкостью, информация после считывания пропадает, поэтому требуется ее регенерация (восстановление), а значит, такие ОЗУ при своей очевидной дешевизне имеют низкое быстродействие.
Статические ОЗУ, построенные на триггерных ячейках, хранят информацию после считывания и регенерации не требуют, имеют высокое быстродействие, хотя и существенно дороже динамических ОЗУ.
Современные схемы ОЗУ сочетают в себе обе технологии (SDRAM).
7. ОЗУ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ

Рисунок 4 – Микросхема статической памяти
Шина адреса (рисунок 4) подключается к микросхеме памяти по N адресным входам: A₀ – A_N –1.
Шина данных подключается по входам/выходам D, количество которых зависит от того, сколько матриц размещено в кристалле.
CS – вход выборки кристалла, управляет подключением буфера данных к шине.
– вход запись/чтения, определяет подключение входного или выходного буфера данных к шине данных.
Рассмотрим принцип выбора ячейки памяти по адресу.
Входы адресной шины подключаются к дешифраторам (DC) строки и столбца матрицы. Предположим, что к микросхеме подключается четыре адресных линии (А₀ – А₃), причем линии А₀, А₁ подаются на DC строки, а линии А₂, А₃ – на DC столбца.

а)

б)
Рисунок 5– Выбор ячейки по адресу: а – триггера; б – элемента матрицы
Предположим, что на адресных входах указан адрес 9, т.е. 1001.
Таким образом, DC строки по А₀ =1, А₁ =0 установит 1 на выходе 1, а DC столбца по А₂ =0, А₃ =1 установит 1 на выходе 2.
Во всех узлах матрицы расположены триггеры. Вход синхронизации триггера и его выход на общую для данной матрицы линию данных подключаются, как показано на рисунке 7, а.
Очевидно, что функционировать будет только тот триггер, у которого на входы элемента И от DC строки и DC столбца попадут 1.
В нашем случае будет выбран элемент матрицы, обведенный в кружок (рисунок 5, б).
8.ПОСТОЯННЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ПЗУ)
ПЗУ представляет собой чисто комбинационную схему, имеющую n адресных входов и m выходов.

Рисунок 6.1-Схемное обозначение ПЗУ
ПЗУ организуются по двухъярусной структуре:
1) Всевозможные конъюнкции с помощью дешифратора:
2)C помощью схем “или” собираются все нужные конъюнкции.

6.2– Структура ПЗУ
Работа схемы: если все плавкие перемычки целы, то при выборе любого адреса на входы всех дизъюнкторов будет поступать хотя бы по одной единице, поэтому y0 = y1=···= ym-1=1.
Для занесения в схему какой-либо информации некоторые перемычки пережигаются (ПЗУ с прожиганием), тогда на некоторых дизъюнкторах на все входы поступают “0” и на выход подается “0”.

Рисунок 6.3 Схемное обозначение РПЗУ К573РФ2, К573РФ5 с ультрафиолетовым стиранием:
А - адресные входы; D – информационные выходы. Uce – вход подачи напряжения записи (в режиме хранения на этот вход подается Ucc); Ucc – вывод для подачи напряжения питания. СЕ и ОЕ –входы управления состоянием выводов, если СЕ=ОЕ=1, входы D имеют высокоимпедансное состояние. При СЕ=ОЕ=0 вывод информации разрешен.
Микросхема РПЗУ К573РФ2 (РФ5) имеет одиннадцатиразрядный дешифратор, выходы которого соединены с восьмиразрядной матрицей М2. В процессе записи выходные элементы РПЗУ находятся в режиме приема информации через выводы D0 D7 (на входе “ОЕ“ уровень “1”). В режиме считывания записанной информации выводы “Uce” и “Ucc” объединяются, и на них подается напряжение питания +5В.