Pamięci są układami służącymi do przechowywania informacji. Informacja ta jest pamiętana w postaci ciągu słów binarnych. Pamięci półprzewodnikowe dzieli się na:
· pamięci odczyt-zapis (ang. Read-Write Memory RWM), zwane również pamięciami
o dostępie bezpośrednim (ang. Random-Acces Memory RAM);
· pamięci stałe (ang. Read-Only Memory ROM), umożliwiające jedynie odczyt zapisanej
w niej informacji.
Pamięci są budowane jako układy o dużym (LSI) czy nawet bardzo dużym (VLSI) stopniu scalenia. Są wykonywane w technice bipolarnej TTL i ECL oraz unipolarnej CMOS (CMOS-4000B, CMOS - HC) i NMOS. W ostatnich latach obserwuje się szczególnie dynamiczny rozwój pamięci MOS.
Podstawowym parametrem pamięci jest jej pojemność, określająca, jak wiele informacji można w niej przechować. Pojemność określa się w bitach [b], kilobitach [Kb] oraz w megabitach [Mb].
Najczęściej pojemność pamięci określa się w bitach. W przypadku dużych pojemnoœci dodajemy przedrostek K oznaczający liczbę 1024 i czytany kilo. Ponieważ to kilo nie jest dokładnie równe 1000, więc dla podkreślenia różnicy oznacza się je dużą literą K. tak więc 1 Kb czytamy jako jeden kilobit. 1 Mb czytamy jeden megabit (M = K x K = 1048576b) niekiedy pojemność podaje się w bajtach i wtedy B piszemy dużą literą, np. 1KB to jeden kilobajt.
Każda pamięć ma tzw. wejścia adresowe (A). Można dzięki nim określić, w którym rejestrze (komórce) będzie zapisywana informacja lub z którego ona będzie odczytywana.
Liczba bitów w komórce świadczy o organizacji pamięci. Przez organizację pamięci należy rozumieć sposób dostępu do informacji.
Każda pamięć ma wejścia/wyjścia danych (informacyjne D). Wyjątek stanowią pamięci ROM, które mają jedynie wyjścia. Liczba tych wejść jest równa liczbie bitów komórki pamięci. Taka sama jest liczba wyjść.
Pamięci, oprócz wejść adresowych oraz wejść informacyjnych, mają także wejścia sterujące, które umożliwiają wybór funkcji realizowanej przez układ, np. można przełączyć pamięć w tryb odczytu lub zapisu.
PAMIĘCI TYPU RAM
Pamięć typu RAM można traktować jako zespół rejestrów równoległych. Informację można zapisać w dowolnym rejestrze i z dowolnego rejestru odczytać, dla odróżnienia od pamięci o dostępie sekwencyjnym, utworzonej np. z rejestrów przesuwających.
W rejestrze, zwanym komórkę pamięci, jest zapamiętywane jedno słowo zwykle o długości
8 bitów (1 bajt). Są budowane także pamięci o komórkach 1- lub 4-bitowych.
Pamięci RAM buduje się jako układy bipolarne (TTL, ECL) lub unipolarne (NMOS, CMOS). Pamięci bipolarne mają niewielkie pojemności , potrzebują dużych prądów zasilających i są wolniejsze (TTL) lub tylko nieznacznie szybsze (ECL) od najszybszych pamięci CMOS. Obszar zastosowań pamięci bipolarnych jest więc coraz mniejszy.
Pamięci unipolarne mogą być statyczne SRAM (ang. Static Random Access Memory) lub dynamiczne DRAM (ang. Dynamic Random Access Memory). W pamięciach typu SRAM elementem pamiętającym jest przerzutnik bistabilny, zbudowany z tranzystorów MOS. Elementem pamiętającym w pamięciach DRAM jest kondensator podłoże-dren tranzystora MOS. Oczywiście kondensator ten rozładowuje się przez istniejące w układzie upływności
i musi być w związku z tym okresowo doładowywany w celu utrzymania ładunku. Pamięci dynamiczne wymagają więc (w czasie ich użytkowania)odświeżania zawartej w nich informacji poprzez okresowe odczytywanie i zapisywanie poszczególnych komórek pamięci (uzupełnianie ładunku elektrycznego). W konsekwencji są potrzebne dodatkowe układy realizujące takie odświeżanie.
Technologie budowy pamięci półprzewodnikowych są chyba najdynamiczniej rozwijającą się dziedziną techniki. Dlatego z każdym rokiem należy oczekiwać nowych, coraz doskonalszych rozwiązań. Np. wada pamięci dynamicznych, polegająca na konieczności jej odświeżania, została wyeliminowana w niektórych typach pamięci DRAM poprzez wykonanie wewnętrznego układu odświeżania. Także wadą pamięci RAM jest utrata informacji w niej zgromadzonej w chwili pozbawienia jej zasilania. Istnieją już rozwiązania pozbawione tej wady. Są to tak zwane pamięci RAM nie ulotne NOVRAM (ang. Non Volatile RAM). Często stosowaną grupą pamięci dynamicznych RAM są pamięci przeznaczone do przechowywania obrazów. Są to tak zwane pamięci VideoRAM.
Rzeczywista struktura pamięci typu RAM zawiera matrycę pamięciową, złożoną
z możliwie prostych elementów pamięciowych. Element taki jest nazywany podstawową komórką pamięci i służy do zapamiętania 1 bitu informacji.
PAMIĘCI TYPU ROM
Pamięć stała (typu ROM) jest to pamięć, której zawartość w czasie normalnej eksploatacji jest niezmienna. Raz zapisana informacja jest trwale przechowywana przez długi czas i może być wielokrotnie odczytywana.
Tego rodzaju pamięci są stosowane np. do: konwersji kodów, realizacji funkcji logicznych, realizacji funkcji arytmetycznych, tablicowania funkcji, budowy generatorów znaków, mikro programowania. W klasyfikacji układów cyfrowych pamięć ROM zalicza się do układów kombinacyjnych, w których stan wyjść zależy wyłącznie od stanu wejść. W taki właśnie sposób zachowuje się zaprogramowana pamięć typu ROM. Pod względem sposobu programowania pamięci stałe można ogólnie podzielić na trzy grupy:
- zapisywane przez producenta podczas produkcji pamięci ROM (dokładniej MROM ang. Masc ROM);
- pamięci programowane w sposób trwały przez użytkownika (przy użyciu specjalnych programatorów) bez możliwości wymazania raz zapisanej informacji PROM (ang. Programmable ROM);
- pamięci programowane w sposób prawie trwały z możliwością wymazania ( za pomocą specjalnych kasowników) i ponownego zapisu informacji (pamięci reprogramowalne) EPROM (ang. Erasable PROM); programowanie i kasowanie odbywa się poza systemem,
w którym pracują te pamięci.
Dalszy podział pamięci EPROM wynika ze sposobu wymazywania informacji. Pamięci reprogramowalne można podzielić na dwa rodzaje:
- programowane metodą elektryczną, kasowane metodą nieelektryczną przez naświetlanie promieniami X (jeżeli obudowa jest nieprzeźroczysta) lub promieniami ultrafioletowymi (jeżeli w obudowie jest okienko kwarcowe pamięci typu EPROM;
- programowane i kasowane metodą elektryczną pamięci typu EEPROM (ang. Electrical EPROM); funkcjonalnie niemal takie jak pamięci RAM, a dodatkowo nie tracą informacji przy wyłączeniu zasilania.
Pamięci PROM to zwykle pamięci bipolarne, natomiast pamięci reprogramowalne (EPROM) są wykonywane w technice MOS.
Do grupy pamięci stałych zaliczamy także programowalne struktury logiczne, tzw. układy PLD (ang. Programmable Logic Devices).
· pamięci odczyt-zapis (ang. Read-Write Memory RWM), zwane również pamięciami
o dostępie bezpośrednim (ang. Random-Acces Memory RAM);
· pamięci stałe (ang. Read-Only Memory ROM), umożliwiające jedynie odczyt zapisanej
w niej informacji.
Pamięci są budowane jako układy o dużym (LSI) czy nawet bardzo dużym (VLSI) stopniu scalenia. Są wykonywane w technice bipolarnej TTL i ECL oraz unipolarnej CMOS (CMOS-4000B, CMOS - HC) i NMOS. W ostatnich latach obserwuje się szczególnie dynamiczny rozwój pamięci MOS.
Podstawowym parametrem pamięci jest jej pojemność, określająca, jak wiele informacji można w niej przechować. Pojemność określa się w bitach [b], kilobitach [Kb] oraz w megabitach [Mb].
Najczęściej pojemność pamięci określa się w bitach. W przypadku dużych pojemnoœci dodajemy przedrostek K oznaczający liczbę 1024 i czytany kilo. Ponieważ to kilo nie jest dokładnie równe 1000, więc dla podkreślenia różnicy oznacza się je dużą literą K. tak więc 1 Kb czytamy jako jeden kilobit. 1 Mb czytamy jeden megabit (M = K x K = 1048576b) niekiedy pojemność podaje się w bajtach i wtedy B piszemy dużą literą, np. 1KB to jeden kilobajt.
Każda pamięć ma tzw. wejścia adresowe (A). Można dzięki nim określić, w którym rejestrze (komórce) będzie zapisywana informacja lub z którego ona będzie odczytywana.
Liczba bitów w komórce świadczy o organizacji pamięci. Przez organizację pamięci należy rozumieć sposób dostępu do informacji.
Każda pamięć ma wejścia/wyjścia danych (informacyjne D). Wyjątek stanowią pamięci ROM, które mają jedynie wyjścia. Liczba tych wejść jest równa liczbie bitów komórki pamięci. Taka sama jest liczba wyjść.
Pamięci, oprócz wejść adresowych oraz wejść informacyjnych, mają także wejścia sterujące, które umożliwiają wybór funkcji realizowanej przez układ, np. można przełączyć pamięć w tryb odczytu lub zapisu.
PAMIĘCI TYPU RAM
Pamięć typu RAM można traktować jako zespół rejestrów równoległych. Informację można zapisać w dowolnym rejestrze i z dowolnego rejestru odczytać, dla odróżnienia od pamięci o dostępie sekwencyjnym, utworzonej np. z rejestrów przesuwających.
W rejestrze, zwanym komórkę pamięci, jest zapamiętywane jedno słowo zwykle o długości
8 bitów (1 bajt). Są budowane także pamięci o komórkach 1- lub 4-bitowych.
Pamięci RAM buduje się jako układy bipolarne (TTL, ECL) lub unipolarne (NMOS, CMOS). Pamięci bipolarne mają niewielkie pojemności , potrzebują dużych prądów zasilających i są wolniejsze (TTL) lub tylko nieznacznie szybsze (ECL) od najszybszych pamięci CMOS. Obszar zastosowań pamięci bipolarnych jest więc coraz mniejszy.
Pamięci unipolarne mogą być statyczne SRAM (ang. Static Random Access Memory) lub dynamiczne DRAM (ang. Dynamic Random Access Memory). W pamięciach typu SRAM elementem pamiętającym jest przerzutnik bistabilny, zbudowany z tranzystorów MOS. Elementem pamiętającym w pamięciach DRAM jest kondensator podłoże-dren tranzystora MOS. Oczywiście kondensator ten rozładowuje się przez istniejące w układzie upływności
i musi być w związku z tym okresowo doładowywany w celu utrzymania ładunku. Pamięci dynamiczne wymagają więc (w czasie ich użytkowania)odświeżania zawartej w nich informacji poprzez okresowe odczytywanie i zapisywanie poszczególnych komórek pamięci (uzupełnianie ładunku elektrycznego). W konsekwencji są potrzebne dodatkowe układy realizujące takie odświeżanie.
Technologie budowy pamięci półprzewodnikowych są chyba najdynamiczniej rozwijającą się dziedziną techniki. Dlatego z każdym rokiem należy oczekiwać nowych, coraz doskonalszych rozwiązań. Np. wada pamięci dynamicznych, polegająca na konieczności jej odświeżania, została wyeliminowana w niektórych typach pamięci DRAM poprzez wykonanie wewnętrznego układu odświeżania. Także wadą pamięci RAM jest utrata informacji w niej zgromadzonej w chwili pozbawienia jej zasilania. Istnieją już rozwiązania pozbawione tej wady. Są to tak zwane pamięci RAM nie ulotne NOVRAM (ang. Non Volatile RAM). Często stosowaną grupą pamięci dynamicznych RAM są pamięci przeznaczone do przechowywania obrazów. Są to tak zwane pamięci VideoRAM.
z możliwie prostych elementów pamięciowych. Element taki jest nazywany podstawową komórką pamięci i służy do zapamiętania 1 bitu informacji.
PAMIĘCI TYPU ROM
Pamięć stała (typu ROM) jest to pamięć, której zawartość w czasie normalnej eksploatacji jest niezmienna. Raz zapisana informacja jest trwale przechowywana przez długi czas i może być wielokrotnie odczytywana.
Tego rodzaju pamięci są stosowane np. do: konwersji kodów, realizacji funkcji logicznych, realizacji funkcji arytmetycznych, tablicowania funkcji, budowy generatorów znaków, mikro programowania. W klasyfikacji układów cyfrowych pamięć ROM zalicza się do układów kombinacyjnych, w których stan wyjść zależy wyłącznie od stanu wejść. W taki właśnie sposób zachowuje się zaprogramowana pamięć typu ROM. Pod względem sposobu programowania pamięci stałe można ogólnie podzielić na trzy grupy:
- zapisywane przez producenta podczas produkcji pamięci ROM (dokładniej MROM ang. Masc ROM);
- pamięci programowane w sposób trwały przez użytkownika (przy użyciu specjalnych programatorów) bez możliwości wymazania raz zapisanej informacji PROM (ang. Programmable ROM);
- pamięci programowane w sposób prawie trwały z możliwością wymazania ( za pomocą specjalnych kasowników) i ponownego zapisu informacji (pamięci reprogramowalne) EPROM (ang. Erasable PROM); programowanie i kasowanie odbywa się poza systemem,
w którym pracują te pamięci.
Dalszy podział pamięci EPROM wynika ze sposobu wymazywania informacji. Pamięci reprogramowalne można podzielić na dwa rodzaje:
- programowane metodą elektryczną, kasowane metodą nieelektryczną przez naświetlanie promieniami X (jeżeli obudowa jest nieprzeźroczysta) lub promieniami ultrafioletowymi (jeżeli w obudowie jest okienko kwarcowe pamięci typu EPROM;
- programowane i kasowane metodą elektryczną pamięci typu EEPROM (ang. Electrical EPROM); funkcjonalnie niemal takie jak pamięci RAM, a dodatkowo nie tracą informacji przy wyłączeniu zasilania.
Pamięci PROM to zwykle pamięci bipolarne, natomiast pamięci reprogramowalne (EPROM) są wykonywane w technice MOS.
Do grupy pamięci stałych zaliczamy także programowalne struktury logiczne, tzw. układy PLD (ang. Programmable Logic Devices).
