Συστήματα Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Θεωρία ΚΕΦ 10

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΨΗΦΙΑΚΩΝ
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ

ΜΝΗΜΕΣ
ΚΕΦ 10

l 10.1 Εισαγωγή.
l 10.2 Βασικές έννοιες ορολογία μνημών.
l 10.3 Μνήμες ROM
• 10.3.1 Εσωτερική δομή μνήμης ROM.
• 10.3.2 Τύποι ROM.
• 10.3.3 Εφαρμογές των μνημών ROM.
l 10.4 Μνήμες RAM.
• 10.4.1 Εσωτερική δομή μνήμης RAM.
• 10.4.2 Τύποι RAM.
• 10.4.3 Χρονισμός μνήμης RAM.
• 10.4.4 Μνήμη RAM με Ο.Κ.
• 10.4.5 Εφαρμογές των μνημών RAM.
l 10.5 Επέκταση μνήμης.
• 10.5.1 Επέκταση λέξης.
• 10.5.2 Επέκταση χωρητικότητας.
l 10.6 Συγκριτική παρουσίαση τύπων μνημών.

10.1 Εισαγωγή
l Μνήμη (memory) στα ψηφιακά ηλεκτρονικά
είναι κάθε ηλεκτρονικό κύκλωμα το οποίο
μπορεί να αποθηκεύσει ένα σύνολο από
δυαδικά ψηφία (bits) τα οποία θα έχουν
λογικές τιμές «0» και «1».
l Μνήμες ημιαγωγού (semiconductor memory).
l Μανταλωτές (latches).
l Flip flop.
l Καταχωρητές (registers).
12/2/2012 ΛΕΥΘΕΡΟΥΔΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΠΕ 3
1708

l Ένας καταχωρητής Ν flip flops μπορεί να
αποθηκεύσει Ν bits πληροφορίας.
l Αυτή τη πληροφορία την ονομάζουμε λέξη
(word) μνήμης, η μνήμη κατασκευάζεται
χρησιμοποιώντας έναν καταχωρητή για κάθε
μία λέξη της.
l Σε κάθε λέξη μνήμης αντιστοιχούμε έναν
μοναδικό αριθμό τον οποίο ονομάζουμε
διεύθυνση (address).
1708

l Η διεύθυνση χρησιμοποιείται για να μπορούμε
να ξεχωρίζουμε τις λέξεις μιας μνήμης μεταξύ
τους, ώστε να τις διαβάζουμε και να τις
γράφουμε χωρίς να τις μπερδεύουμε.
l Η διεύθυνση μίας μνήμης ΔΕΝ έχει καμία
σχέση με το περιεχόμενό της.

1708

Ένα flip flop

BCD
88
89
78
09

Ένας καταχωρητής = μία λέξη μνήμης

1708

l Η κυριότερη εφαρμογή των μνημών ημιαγωγού είναι
στα υπολογιστικά συστήματα, αποθηκεύονται
εντολές προγραμμάτων και δεδομένα που θα
εκτελεστούν από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας.
l Είναι ταχύτερη και ακριβότερη σε σχέση με άλλους
τύπους μνημών.
l Επιπλέων χάνει τα δεδομένα της όταν δεν υπάρχει
τάση τροφοδοσίας.
l Και τέλος χρειάζονται και ηλεκτρονικά κυκλώματα
επικοινωνίας με την κεντρική μονάδα επεξεργασίας,
άρα είναι πιο πολύπλοκή.

1708

l Για όλους αυτούς τους λόγους, όταν έχουμε
να υποθηκεύσουμε πολλές πληροφορίες
χρησιμοποιούνται οι μονάδες εξωτερικής
μνήμης όπως :
l Σκληρούς δίσκους.
l CD
l DVD
l Μαγνητοταινίες.
l Κ.Λ.Π.
1708

10.2 Βασικές έννοιες – ορολογία
μνημών.
l Κύτταρο (cell) μνήμης είναι το βασικό
ηλεκτρονικό κύκλωμα που χρησιμοποιείται
για την αποθήκευση ενός bit.
l Λέξη (word) μνήμης είναι ομάδες από bits, ο
αριθμός των bits σε κάθε λέξη καθορίζει το
μήκος της. Μία ομάδα από 8 bits ονομάζεται
ένα byte. Το μήκος των λέξεων είναι
πολλαπλάσιο του byte.

1708

μνημών.
l Διεύθυνση (address) την χρησιμοποιούμε για να
διακρίνουμε τις λέξης μιας μνήμης μεταξύ τους
αντιστοιχίζοντας έναν αριθμό για κάθε λέξη.
l Ο αριθμός αυτός είναι στο δεκαεξαδικό και σπάνια
στο δυαδικό και δεκαδικό.
l Π.χ. FEE0 = 1111111011100000 = 65248.
l Στα Ο.Κ μνημών χρησιμοποιούνται k γραμμές
(ακροδέκτες), όπου η κάθε μία μπορεί να είναι «0»
ή «1».
l Οι διευθύνσεις ξεκινάνε από το 0 και φτάνουν έως
το 2k-1, όπου k ο αριθμός των γραμμών.
1708

10.2 Βασικές έννοιες – ορολογία μνημών.
l Η χωρητικότητα (capacity) εκφράζει το συνολικό αριθμό
των bits που μπορεί να αποθηκεύσει η μνήμη.
l Χωρητικότητα = λέξεις * bits ανά λέξη.
l Μία λέξη = 1 byte = 1B, 1 Kbyte = 1000 Β = 1KB, MB,GB
l 1 KB = 210 = 1.024 bits
l 1 MB = 220 = 1.048.576 bits
l 1 GB = 230 = 1.073.741.824 bits
l Εάν μία λέξη έχει 8 bit τότε μια μνήμη 1ΚΒ έχει
1*1024*8=8192 bits χωρητικότητα.
l Επάνω στο Ο.Κ η χωρητικότητα αναγράφεται ως : (1Κχ8)
l Το πλήθος των λέξεων είναι ίσο με το πλήθος των
διευθύνσεων της 2k.

μνημών.
l Παράλληλη προσπέλαση (parallel access), η
είσοδος και η έξοδος των δεδομένων της λέξης
στην μνήμη γίνεται παράλληλα (ταυτόχρονα).
l Υπάρχουν τόσες γραμμές (ακροδέκτες) στο Ο.Κ
όσα και τα bit της λέξης.
l Η μεταφορά της διεύθυνσης γίνεται και αυτή
παράλληλα.
l + Μεγάλη ταχύτητα – πολυπλοκότητα – μεγάλο
κόστος.
1708

μνημών.
l Σειριακή προσπέλαση (serial access), η
είσοδος ή η έξοδος των δεδομένων της λέξης
γίνεται σειριακά (το ένα bit μετά το άλλο).
l Μία γραμμή (ακροδέκτης) για την μεταφορά των
δεδομένων.
l Και η διεύθυνση μεταφέρεται σειριακά.
l + Απλότητα + μικρό κόστος – ταχύτητα.

1708

μνημών.
l Εγγραφή (write), είναι η διαδικασία με την οποία
τοποθετούμε τα νέα δεδομένα μίας λέξης σε μία
συγκεκριμένη διεύθυνση. Τα παλιά δεδομένα
σβήνονται και η διαδικασία αυτή ονομάζεται
καταχώρηση ή αποθήκευση (store).
l Ανάγνωση (read), είναι η διαδικασία με την οποία
τα δεδομένα μιας λέξης τα οποία είναι
αποθηκευμένα σε μία συγκεκριμένη διεύθυνση
μεταφέρονται στις εξόδους της μνήμης. Τα
δεδομένα που ήταν αποθηκευμένα δεν αλλάζουν
μέσα στην μνήμη με αυτήν την διαδικασία.
1708

μνημών.
l Δίαυλος διευθύνσεων (address bus), είναι το σύνολο
των ψηφιακών γραμμών οι οποίες μεταφέρουν την
διεύθυνση. Ο συμβολισμός των ακροδεκτών του Ο.Κ. είναι
συνήθως Α0, Α1 κλπ. Το Α0 είναι το LSB.
l Δίαυλος δεδομένων (data bus), είναι το σύνολο των
ψηφιακών γραμμών οι οποίες μεταφέρουν τα δεδομένα τα
οποία θα εγγραφούν ή θα διαβαστούν από την
συγκεκριμένη λέξη που έδειξε η διεύθυνση. Στα Ο.Κ
μνημών παράλληλης προσπέλασης όσοι είναι οι
ακροδέκτες των δεδομένων τόσα είναι και τα bits της λέξης.
Συμβολίζονται με D0,D1 κλπ. Το D0 είναι το LSB.

1708

μνημών.
l Χρόνος προσπέλασης (access time), είναι ο χρόνος που
μεσολαβεί από την χρονική στιγμή που έχει τοποθετηθεί η
διεύθυνση στους ακροδέκτες του Ο.Κ μέχρι την στιγμή που
τα δεδομένα εμφανίζονται στους ακροδέκτες των
δεδομένων, κατά την διάρκεια της ανάγνωσης.
l Η που αποθηκεύονται τα δεδομένα που βρίσκονται στους
ακροδέκτες των δεδομένων κατά την διάρκεια της
εγγραφής.
l Συμβολίζεται με tACC και δίνεται σε nsec 10-9 ή μsec 10-6.

1708

μνημών.
l Μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM Random Access
Memory), ο χρόνος προσπέλασης είναι ανεξάρτητος από
την διεύθυνση της λέξης. Για τυχαία επιλογή μιας λέξης ο
χρόνος προσπέλασης παραμένει σταθερός. Τα
αποθηκευμένα δεδομένα χάνονται όταν δεν υπάρχει τάση
τροφοδοσίας στο Ο.Κ.
l Μνήμη μόνο ανάγνωσης (ROM Read Only Memory), τα
δεδομένα της ΔΕΝ αλλάζουν και μπορούμε μόνο να τα
διαβάσουμε. Τα αποθηκευμένα δεδομένα ΔΕΝ χάνονται
όταν δεν υπάρχει τάση τροφοδοσίας στο Ο.Κ.

1708

μνημών.
l Πρόσκαιρη μνήμη (volatile memory), τα
αποθηκευμένα δεδομένα χάνονται όταν παύει να
υπάρχει η τάση τροφοδοσίας στο Ο.Κ.
l Μη πρόσκαιρη μνήμη (non volatile memory), τα
αποθηκευμένα δεδομένα διατηρούνται όταν πάψει
να υπάρχει η τάση τροφοδοσίας στο Ο.Κ.

1708

10.3 Μνήμες ROM.
l Η μνήμη ROM χρησιμοποιείται για αποθήκευση
πληροφοριών οι οποίες δεν μεταβάλλονται ή
μεταβάλλονται σπάνια.
l Η εγγραφή των πληροφοριών (Write) γίνεται είτε
κατά την κατασκευή τους ή με την διαδικασία του
προγραμματισμού (Programming).
l Όταν διακόψουμε την τάση τροφοδοσίας τα
δεδομένα δεν χάνονται.
l Χρησιμοποιούνται σε μικροϋπολογιστές για την
καταχώρηση προγραμμάτων τα οποία δεν
αλλάζουν, TV, ραδιόφωνα, πλυντήρια, κ.λ.π.

1708

10.3 Μνήμες ROM
n είσοδοι m έξοδοι
(διεύθυνση) 2n * m (δεδομένα)

ROM

l Σε αυτή την μνήμη βρίσκονται αποθηκευμένες
2n διαφορετικές λέξεις με m bits η κάθε μία.
l Π.χ 32Κ*8 = 25 * 210 =215 * 8.
l Χρησιμοποιούνται 15 γραμμές διευθύνσεων.

1708

10.3.1 Εσωτερική δομή ROM
Λογικό
«0»
1
0
1
Λογικό
0 «1»
1 1

D3 D2 D1 D0
0 0 1 1

Η κάθοδος 0,7 v
και η άνοδος +5v
η δίοδος άγει.

10.3.1 Εσωτερική δομή ROM
l Στην πραγματικότητα δεν κατασκευάζονται με
διόδους αλλά με FET,
l Οι χωρητικότητες στο εμπόριο σε Ο.Κ κυμαίνονται
από KB έως MB με χρόνους προσπέλασης από
tACC=200nsec έως 40nsec.
l Δεν πρέπει να γίνει κανένα λάθος κατά τον
προγραμματισμό.
l Για να συμφέρει οικονομικά θα πρέπει να
προγραμματιστούν χιλιάδες μνήμες.
l Δεν είναι εύκολη η αντικατάστασή τους σε περίπτωση
επανασχεδιασμού του συστήματος ή λόγου λάθους
στον πίνακα προγραμματισμού.
1708

10.3.2 Τύποι
προγραμματιζόμενων ROM
l Οι αρχές λειτουργίας παραμένουν ίδιες σε όλους
τους τύπους.
l Η διαφορά βρίσκεται κυρίως στην κατασκευή του
κυττάρου μνήμης.
l Προγραμματιζόμενη ROM (Programmable ROM).
PROM.
l Διαγραφόμενη PROM (Erasable PROM). EPROM.
l Ηλεκτρικά διαγραφόμενη PROM (Electrically
Erasable PROM) EEPROM.

1708

10.3.2.1 PROM
l Ο προγραμματισμός γίνεται από τον χρήστη και η
PROM στην συνέχεια δεν μπορεί να
επαναπρογραμματιστεί.
l Η εσωτερική της δομή είναι ίδια με αυτή της ROM.
l Σε σειρά με την δίοδο υπάρχει μία σύνδεση η οποία
μπορεί να καταστραφεί (καεί), τότε έχουμε λογικό
«0».
l Το κάψιμο γίνεται με την εφαρμογή μιας υψηλής
τάσης (+24V) η οποία προκαλεί υψηλό ρεύμα που
καταστρέφει την σύνδεση.

1708

10.3.2.1 PROM
l Η διαδικασία προγραμματισμού γίνεται με την
χρήση ειδικής συσκευής η οποία ονομάζεται
προγραμματιστής PROM (PROM
programmer).
l Χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μικρού
πλήθους συσκευών, και αποθηκεύονται τα
προγράμματα λειτουργίας μικροϋπολογιστών
(microcomputers) και μικροελεγκτών
(microcontrollers).

1708

10.3.2.2 EPROM
l Χρησιμοποιούνται στα συστήματα που θέλουμε να
έχουμε τη δυνατότητα αλλαγής των δεδομένων.
l Μπορούν να διαγραφούν και να
επαναπρογραμματιστούν αρκετές εκατοντάδες
φορές.
l Η διαγραφή γίνεται με το φωτισμό τους στο
υπεριώδες μήκος κύματος, διαθέτουν στο περίβλημά
τους ένα παράθυρο από διαφανές υλικό από το οποίο
φωτίζεται το ολοκληρωμένο κύκλωμα.
l Το παράθυρο καλύπτεται στην συνέχεια από
αυτοκόλλητη ταινία για να αποφευχθεί η διαγραφή
των δεδομένων λόγω ηλιακής ακτινοβολίας.
1708

10.3.2.2 EPROM
l Η διαδικασία της διαγραφής γίνεται με ειδικές
συσκευές οι οποίες διαθέτουν υπεριώδη φωτισμό
και είναι εφοδιασμένες με χρονοδιακόπτη για την
έκθεσή τους στο κατάλληλο χρονικό διάστημα
ανάλογα με τον τύπο τους. Από μερικά λεπτά έως
20 λεπτά.
l Στο εμπόριο υπάρχουν μέχρι 512Κ*8 με χρόνο
tACC=150nsec.
l Η διαδικασία προγγραματισμού μπορεί να γίνει με
την ίδια συσκευή όπως της PROM.

1708

10.3.2.3 EEPROM
l Η διαγραφή των δεδομένων γίνεται
ηλεκτρικά.
l Σβήνονται μόνο τα δεδομένα των λέξεων οι
οποίες θα επαναπρογραμματιστούν.
l Ο προγραμματισμός μπορεί να γίνει επάνω
στο κύκλωμα στο οποίο είναι ενσωματωμένη.
l Το κύριο μειονέκτημα είναι ότι δεν μπορούμε
να τις επαναπρογραμματίσουμε για
περισσότερες από 104 έως 106 φορές.
1708

10.3.2.3 EEPROM
l Η χρήση τους (εγγραφή και ανάγνωση)
γίνεται με τον ίδιο τρόπο με τις RAM.
l Μια ειδική κατηγορία είναι η FLASH, η
διαφορά τους με τις EEPROM είναι ότι η
προσπέλαση γίνεται σε ομάδες λέξεων, ενώ
οι χρόνοι προσπέλασης είναι αρκετά
μεγαλύτεροι.
l Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η μεγάλες
χωρητικότητες.
1708

10.3.3 Εφαρμογές των μνημών
ROM
l Τα κύρια χαρακτηριστικά με τα οποία
επιλέγουμε μια μνήμη ανάλογα με την
εφαρμογή είναι :
l Χωρητικότητα της μνήμης (bits/O.K.).
l Ταχύτητα ανάλογα με το χρόνο
προσπέλασης.
l Κατανάλωση ισχύος (μW/bit).
l Κόστος ανά bit.
1708

ROM
l Η τεχνολογία BIPOLAR μας δίνει υψηλή
ταχύτητα, κόστος και κατανάλωση ισχύος και
μικρές χωρητικότητες.
l Η τεχνολογία MOS μας δίνει χαμηλή ταχύτητα,
κόστος, κατανάλωση και μεγάλες
χωρητικότητες.
l Η CMOS έχουν χαμηλή κατανάλωση και
προτιμούνται σε όλες της εφαρμογές φορητών
συσκευών.

1708

10.3.3 Εφαρμογές των μνημών ROM.
Υλοποίηση συνδυαστικών κυκλωμάτων.

l Με μία μνήμη ROM n*m (2n λέξεις με m bits η κάθε
λέξη) μπορούμε να κατασκευάσουμε m λογικές
συναρτήσεις με n μεταβλητές η κάθε μία.

1708

ROM
l Στερεοφωνικά.
l Οι μνήμες ROM l TV.
χρησιμοποιούνται l Αυτοκίνητα.
για την αποθήκευση l Πλύντρια.
προγραμμάτων
λειτουργίας l Κουζίνες.
ψηφιακών l Κλιματιστικά.
συστημάτων που l Κινητά και σταθερά
τηλέφωνα.
χρησιμοποιούν
μικροεπεξεργαστές. l Η/Υ.
l Τηλεκάρτες.
l Cash card.
l Sim
l Φωτογραφικές.
1708

10.4 Μνήμες RAM
l Οι μνήμες RAM χρησιμοποιούνται για την
αποθήκευση πληροφοριών οι οποίες μεταβάλλονται
συχνά.
l Οι λειτουργίες ανάγνωσης (read) και εγγραφής (write)
των πληροφοριών στην μνήμη γίνονται πολύ γρήγορα
και οι χρόνοι προσπέλασης είναι 5 με 50 φορές
μικρότερες από αυτές των ROM.
l Η μνήμη RAM είναι πρόσκαιρη (volatile) και όταν
διακόψουμε την τροφοδοσία τα δεδομένα της
χάνονται, με την επάνοδο της τάσης τροφοδοσίας τα
περιεχόμενα της θα βρίσκονται σε τυχαίες
καταστάσεις.
l Χρησιμοποιούνται ως κύρια μνήμη σε
μικροϋπολογιστές για προσωρινή αποθήκευση
προγραμμάτων και δεδομένων τα οποία αλλάζουν
συχνά.

n γραμμές εισόδου
δεδομένων
k γραμμές
διεύθυνσης Μονάδα μνήμης RAM
Οι γραμμές
Ανάγνωση εισόδου και
2k Λέξεις
R/W εξόδου είναι
κοινές.
n bit ανά λέξη
Εγγραφή
n γραμμές εξόδου
δεδομένων

l Υπάρχει και άλλη μία είσοδος ελέγχου η οποία
ονομάζεται είσοδος επιλογής Ο.Κ. και συμβολίζεται
σαν CS (Chip Select).
l Όταν είναι «0» τότε το Ο.Κ. λειτουργεί κανονικά, και
όταν είναι «1» το Ο.Κ. είναι απενεργοποιημένο. Και οι
είσοδοι και έξοδοι συμπεριφέρνονται σαν να είναι
αποσυνδεδεμένες ηλεκτρικά (πολύ μεγάλη
αντίσταση).
l Η κατάσταση αυτή ονομάζετε «Τρίτη κατάσταση» (tri-
state) ή “Ζ” και “HI-Z”.
l Χρησιμοποιείτε όταν θέλουμε να κάνουμε επέκταση
μνήμης συνδέοντας πολλές εισόδους και εξόδους
παράλληλα.

10.4.1 Εσωτερική δομή μνήμης RAM

10.4.2 Τύποι RAM
l Στατικές μνήμες RAM (Static RAM,
SRAM) το βασικό κύτταρο μνήμης είναι
ένα flip flop.
l Δυναμικές μνήμες RAM (Dynamic
RAM, DRAM) το βασικό κύτταρο μνήμης
είναι πυκνωτής ο οποίος αποθηκεύει τη
δυαδική πληροφορία σαν φορτίο.

1708

l Επειδή ο πυκνωτής χάνει το φορτίο του στην διάρκεια
του χρόνου (εκφορτίζεται) χρειάζεται μια διαδικασία
περιοδικής επαναφόρτισης, η διαδικασία αυτή
ονομάζεται «ανανέωση» (refresh) και θα πρέπει να
επαναλαμβάνεται κάθε 1-10ms για κάθε λέξη της
μνήμης.
l Αρκετές μνήμες ενσωματώνουν αυτό το κύκλωμα
εσωτερικά στο Ο.Κ και άλλες εξωτερικά.
l Οι διευθύνσεις στις DRAM χωρίζονται στην μέση και
εφαρμόζονται σε δύο βήματα, πρώτα το περισσότερο
σημαντικό τμήμα και έπειτα το λιγότερο σημαντικό
τμήμα. Έτσι περιορίζεται ο αριθμός των ακροδεκτών
στο μισό.
1708

l Πλεονεκτήματα των DRAM σε σχέση με τις SRAM.
l Μεγάλη χωρητικότητα, μικρό κόστος.
l Μικρή κατανάλωση ισχύος.
l Μειονέκτημα : οι μικρότερη ταχύτητα.
l Σύγχρονες δυναμικές μνήμες RAM, (Synchronous
Dynamic RAM, SDRAM), όταν δίνεται μία διεύθυνση
για προσπέλαση μετά το τέλος της διαδικασίας, η
μνήμη αυτόματα προετοιμάζεται για προσπέλαση
στην επόμενη θέση σε συγχρονισμό με τους παλμούς
ενός ρολογιού. Υψηλές ταχύτητες προσπέλασης.
1708

10.4.3 Χρονισμός μνήμης RAM
l Έχει πάρα πολύ μεγάλη σημασία να
μπορούμε να μελετήσουμε και να
βγάζουμε συμπεράσματα, από τα
διαγράμματα χρονισμού της μνήμης που
υπάρχουν στα (data sheets).
l Π.Χ εάν η RAM χρησιμοποιηθεί ως κύρια
μνήμη σε έναν υπολογιστή όπου η CPU
είναι γρήγορη θα πρέπει και η μνήμη να
ανταποκριθεί σ’ αυτές της απαιτήσεις.

1708

Κύκλος ανάγνωσης (Read cycle)
1

Κύκλος ανάγνωσης

Σταθεροποιούνται
τα σήματα Υπάρχουν και οι δύο λογικές
διεύθυνσης, καταστάσεις «0» και «1», και
αλλάζει το CS tACC=t1-t0 στα δεδομένα υπάρχει και η
από 0 σε 1 τρίτη κατάσταση HI-Z

Κύκλος εγγραφής (write cycle)
Κύκλος εγγραφής
Όλα τα σήματα
ενεργοποίηση παραμένουν
εγγραφής αμετάβλητα

Εφαρμογή των αποθήκευση των
δεδομένων εγγραφής δεδομένων εγγραφής

10.4.4 Μνήμη RAM σε Ο.Κ
l Οι σπουδαιότερες παράμετροι στα
φυλλάδια δεδομένων (Data sheets) είναι
τα διαγράμματα χρονισμού.
l Θα δούμε τα διαγράμματα σε
ολοκληρωμένη μορφή μιας μνήμης
SRAM.
l MK6116 SGS-THOMSON (2K*8).
l 2048 λέξεις των 8 bits.

1708

211=2048=2K
θέσεις μνήμης

Είσοδος / έξοδος
δεδομένων 8 bit
«0» έξοδοι
«1» είσοδοι
«0» εγγραφή
«1» ανάγνωση

Τοποθέτηση Ακροδέκτες
της διεύθυνσης δεδομένων έξοδοι

Έγκυρα Ενεργοποίηση
δεδομένα Ενεργοποίηση ανάγνωσης
εξόδου Ο.Κ μνήμης «1»

Κύκλος ανάγνωσης Έγκυρα
δεδομένα
Ενεργοποίηση εξόδου
Ο.Κ

tELQV= χρόνος μεταξύ E “Low” και Q “Valid”

Read cycle time χρόνος
κύκλου ανάγνωσης

Access time χρόνος
προσπέλασης tAVQV= Address Valid Q Valid

Τοποθέτηση Ακροδέκτες
της διεύθυνσης δεδομένων είσοδοι

Έγκυρα Ενεργοποίηση
δεδομένα Ενεργοποίηση εγγραφής
εισόδου Ο.Κ μνήμης «0»


Για να αποφευχθεί η εγγραφή λάθος
Αποθήκευση δεδομένων το Ε ή το W θα πρέπει να γίνουν
δεδομένων HIGH «1», πριν αλλάξει η διεύθυνση


Χρόνος τοποθέτησης Τα δεδομένα που θα
δεδομένων εγγραφούν θα πρέπει να
εμφανιστούν πριν από το
tDVWH=Data Valid W High θετικό μέτωπο του W.

Χρόνος διατήρησης
Κύκλος εγγραφής δεδομένων

Τα δεδομένα που θα
εγγραφούν θα πρέπει να tWHDX= W High Data X
διατηρηθούν σταθερά μετά (Hold)
από το θετικό μέτωπο του W.

write cycle time χρόνος
κύκλου εγγραφής

10.4.4 Μνήμη RAM σε Ο.Κ

HT6116-70
CMOS 2K´8-Bit SRAM

RAM
l Σε πολλές εφαρμογές οι μνήμες RAM
χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με μπαταρίες,
ώστε να μην χάνονται τα δεδομένα τους με την
διακοπή της τροφοδοσίας.
l Η/Υ, τηλέφωνα για την αποθήκευση των αριθμών
κλίσης, ραδιόφωνα για την αποθήκευση
πληροφοριών συντονισμού, κ.λ.π.
l Σήμερα αντικαθίστανται από EEPROM ή
συνδυάζονται με αυτές.

1708

10.5 Επέκταση μνήμης
l Οι μνήμες RAM και ROM υπάρχουν σε μια
μεγάλη ποικιλία χωρητικοτήτων και μεγέθους
λέξεων.
l Μερικές φορές ανάλογα με την εφαρμογή
χρειάζεται να επεκτείνουμε την χωρητικότητα
ή την διάσταση της λέξης.
l Συνδέουμε τα Ο.Κ με κατάλληλο τρόπο.
l Η ίδια τεχνική εφαρμόζεται σε όλους τους
τύπους μνημών.
1708

10.5.1 Επέκταση λέξης
l Συνδέονται παράλληλα :
l Address Bus δίαυλος διευθύνσεων.
l Control Bus όλοι οι ακροδέκτες ελέγχου των
Ο.Κ.
l Οι είσοδοι-έξοδοι των δεδομένων των μνημών
(Data Bus) θα αποτελούν τμήματα του
μεγαλύτερου διαύλου που θέλουμε να
κατασκευάσουμε.
1708

10.5.1 Επέκταση λέξης

MSB

LSB

10.5.2 Επέκταση χωρητικότητας
l Συνδέονται παράλληλα :
l Address Bus δίαυλος διευθύνσεων.
l (Data Bus) δίαυλος δεδομένων.
l Η είσοδος ελέγχου R/W.
l Οι είσοδοι ελέγχου CS συνδέονται στις εξόδους ενός
αποκωδικοποιητή, ενώ οι είσοδοι του είναι τα
επιπλέον bits διεύθυνσης που απαιτούνται για την
χωρητικότητα της μνήμης που θέλουμε να
κατασκευάσουμε. Όταν είναι σε λογική κατάσταση
«1» τότε το Ο.Κ είναι αποσυνδεδεμένο ηλεκτρικά
από το κύκλωμα.
1708

l Θέλουμε να κατασκευάσουμε μια μνήμη 4Κχ8.
l Δηλαδή ο αριθμός των γραμμών διεύθυνσης είναι :
12, γιατί 4Κ=212.
l Έχουμε Ο.Κ 1Κχ8.
l Τα Ο.Κ που διαθέτουμε έχουν 1Κ=210. Άρα 10
ακροδέκτες.
l Άρα απαιτούνται δύο επιπλέον γραμμές διεύθυνσης.
l Από τις 12 γραμμές οι 10 (Α0-Α9) είναι κοινές, ενώ οι
Α10 και Α11 οδηγούνται στις δύο εισόδους του
αποκωδικοποιητή.
1708

l Ανάλογα με την διεύθυνση ενεργοποιείται ένα μόνο
από τα τέσσερα Ο.Κ μνήμης, ενώ τα αλλά είναι
απενεργοποιημένα, δηλαδή το κάθε Ο.Κ περιέχει το
ένα τέταρτο των λέξεων της μνήμης που
κατασκευάσαμε.

1. Διαιρούμε τον αριθμό των λέξεων της μνήμης που
θέλουμε να κατασκευάσουμε με των αριθμό των
λέξεων που περιέχει η μνήμη που θέλουμε να
επεκτείνουμε. Το αποτέλεσμα είναι ο αριθμός των
Ο.Κ που χρειαζόμαστε.
2. Το αποτέλεσμα το εκφράζουμε ως δύναμη του 2. Ο
εκθέτης εκφράζει τον αριθμό των γραμμών
διεύθυνσης.
3. Χρησιμοποιούμε έναν αποκωδικοποιητή n*2n όπου
n ο αριθμός των επιπλέων γραμμών διεύθυνσης.
Κάθε έξοδος συνδέεται με την είσοδο CS ενός από
τα Ο.Κ.
4. Συνδέουμε παράλληλα όλες τις γραμμές διεύθυνσης,
δεδομένων, R/W όλων των Ο.Κ μνήμης που
χρησιμοποιούμε.

10.6 Συγκριτική παρουσίαση
τύπων μνημών
l Το κόστος ενός τύπου μνήμης είναι ανάλογο των
απαιτήσεων χώρου για την κατασκευή του βασικού
κυττάρου της μνήμης από πυρίτιο.

1708

10.6 Συγκριτική παρουσίαση τύπων
μνημών
l Δεν υπάρχει μια «ιδανική» μνήμη που έχει μόνο
πλεονεκτήματα, ανάλογα με την εφαρμογή επιλέγουμε
την πιο κατάλληλη.

Συστήματα Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Θεωρία ΚΕΦ 10

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Συστήματα Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Θεωρία ΚΕΦ 10

Similar to Συστήματα Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Θεωρία ΚΕΦ 10 (20)

More from Theodoros Leftheroudis

More from Theodoros Leftheroudis (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Συστήματα Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Θεωρία ΚΕΦ 10