ذاكرة القراءة فقط (ROM)، والتي تسمى أيضًا البرامج الثابتة، عبارة عن دائرة متكاملة تتم برمجتها ببيانات محددة في وقت التصنيع. يتم استخدام ذاكرة القراءة فقط (ROM) ليس فقط في أجهزة الكمبيوتر، ولكن أيضًا في معظم الأجهزة الإلكترونية الأخرى.

قبل الحديث عن أنواع محددة من شرائح الذاكرة الحديثة، علينا أن نتذكر الماضي قليلاً ونفهم المبادئ الأساسية للذاكرة الإلكترونية ومميزات معالجتها.

تستخدم أجهزة الكمبيوتر، على عكس الأشخاص الذين يستخدمون نظام الأرقام العشرية، الحساب الثنائي، أي أنه في أي رقم من رقم الجهاز يمكن أن يكون إما "0" - لا، أو "1" - نعم. وبناء على ذلك، يجب أن تتذكر كل خلية من الذاكرة الإلكترونية للكمبيوتر إحدى القيمتين - 0 أو 1. أبسط جهاز ذاكرة هو مجموعة من مفاتيح التبديل أو المرحلات التي تغلق أو تفتح الدائرة الكهربائية. إذا كنت تتذكر، استخدمت أجهزة الكمبيوتر القديمة مرحلات لذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، وتم استخدام مفاتيح التبديل العادية كذاكرة قراءة فقط (وهذا ليس مفاجئًا، لأنه حتى أجهزة الكمبيوتر الصغيرة في الثمانينيات من القرن الماضي كانت تحتوي على لوحة بها مجموعة من مفاتيح التبديل لإدخال الأوامر ).

أدى تطور تقنيات أشباه الموصلات إلى حقيقة أنه في معظم الحالات يتم استخدام دوائر السيليكون المتكاملة للذاكرة الإلكترونية للكمبيوتر الشخصي. والحد الأدنى لخلية الذاكرة في الدائرة الدقيقة هو المشغل الذي يتم تجميعه في أبسط الحالات على ترانزستورين. ولكن نظرًا لأن دوائر التحكم مطلوبة للتحكم في الزناد، فإن خلية التخزين الأولية للذاكرة الثابتة الحديثة، والتي تستخدم، على وجه الخصوص، للذاكرة المؤقتة، تحتوي أحيانًا على ما يصل إلى اثنتي عشرة ترانزستورات. على سبيل المثال في الشكل. يوضح الشكل 12 رسمًا تخطيطيًا لخلية ذاكرة شريحة CMOS. فيه، من بين ترانزستورات CMOS الستة، فقط الترانزستورات V3 وV5 هي المسؤولة عن تخزين المعلومات، ويتم استخدام الباقي لأغراض أخرى.

نظرًا لأن الكمبيوتر الحديث يستخدم دوائر دقيقة تحتوي على مئات الآلاف من الخلايا، ولتبسيط الإدارة، يتم تجميع خلايا التخزين في مصفوفات مربعة. للوصول إلى خلية ذاكرة معينة، يتم استخدام عنوان مكون من رقم الصف والعمود (الشكل 13). بمجرد تعيين العنوان الصحيح للخلية المطلوبة على حافلات الأعمدة والصفوف، سيظهر الجهد المطابق للمعلومات المكتوبة على خلية الذاكرة عند إخراج المصفوفة. لاحظ أن مبدأ العنونة هذا يُستخدم أيضًا لقراءة البايت أو كتابته في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، ولكن كل رقم من البايت أو الكلمة له مصفوفة تخزين خاصة به، والتي غالبًا ما تكون موجودة في شريحة منفصلة.

لكتابة المعلومات إلى خلية معينة من الدائرة الدقيقة، يتم تخصيص مخرج واحد فقط. عندما يتم تعيين العنوان المطلوب لخلية الذاكرة على ناقل العنوان، على الرغم من أنه سيتم تطبيق إشارة الكتابة على جميع الخلايا، إلا أن الكتابة ستحدث فقط في الخلية المحددة حاليًا (المعنونة).

الشكل 12. رسم تخطيطي لخلية ذاكرة CMOS

يتم توضيح مبدأ كتابة وقراءة خلايا الذاكرة في مصفوفة الذاكرة بشكل جيد من خلال مثال الذاكرة الفريتية (الشكل 14). وفي فجر عصر الكمبيوتر، كانت تتكون من حلقات صغيرة من الفريت تقع في عقد من الشبكات السلكية. ولتوليد إشارة القراءة والكتابة، تم تمرير سلك منفصل عبر جميع الحلقات. لاحظ أنه لكتابة "1" و"0" استخدمنا خاصية المغناطيسات الحديدية لإعادة مغنطتها تحت تأثير التيار الكهربائي. أصغر حلقات الفريت كان قطرها حوالي 1 مم فقط. مع ظهور رقائق الذاكرة شبه الموصلة، تم نسيان ذاكرة الفريت لفترة طويلة، ولكن في الآونة الأخيرة ظهرت رقائق FeRAM، التي تجمع بين تكنولوجيا إنتاج شرائح السيليكون وخاصية المواد المغناطيسية لتغيير مقاومتها اعتمادًا على المجال المغناطيسي المطبق.

تحتوي المعالجات على ناقل بيانات مضاعف لـ 8 بتات، على سبيل المثال، 8 أو 16 أو 32 أو 64. في أجهزة الكمبيوتر الشخصية القديمة، تم تجميع الذاكرة الإلكترونية من شرائح تحتوي على، على سبيل المثال، 64، 128، 256، إلخ. الخلايا. على اللوحات الأم لأجهزة الكمبيوتر الشخصية IBM PC، يمكن للمرء أن يرى صفوفًا من شرائح الذاكرة تشغل مساحة كبيرة جدًا هناك. لتقليل عدد الدوائر الدقيقة وتبسيط اتصالاتها الكهربائية مع بعضها البعض، بدأ إنشاء عدة مصفوفات منفصلة من خلايا الذاكرة على شريحة سيليكون واحدة. تبين أن الخيارات الأكثر شيوعًا هي عندما يكون عرض شريحة الذاكرة 4 و8 قليلاً، مما يجعل من الممكن تقليل عدد الحالات الموجودة على اللوحة.

الشكل 13

تشير قوائم التوثيق والأسعار الخاصة برقائق الذاكرة دائمًا ليس فقط إلى حجمها الإجمالي، ولكن أيضًا إلى كيفية تنظيم خلايا الذاكرة. على سبيل المثال، فيما يلي سطور من قائمة أسعار شرائح الذاكرة الديناميكية DDR وSDRAM:

· DDR 256 ميجابايت، 32 ميجا × 8، 266 ميجا هرتز؛

· DDR 128 ميجابايت، 1bMx8، 266 ميجا هرتز؛

· SDRAM 256 ميجابايت، 32 ميجا × 8، 133 ميجا هرتز؛

· SDRAM 128 ميجابايت، 16 ميجا × 8، 133 ميجا هرتز.

الشكل 14. مبدأ كتابة وقراءة خلايا الذاكرة في مصفوفة الذاكرة

يرجى ملاحظة أنه يوجد في البداية رمز لنوع الدائرة الدقيقة، وفي النهاية يشار إلى الحد الأقصى لتردد ساعة الناقل الذي يمكن أن تعمل به. تتم الإشارة إلى حجم الذاكرة في الشريحة في خيارين: 256 ميجابايت - إجمالي عدد خلايا الذاكرة في الشريحة؛ 32Mx8 - يشير هذا التعيين إلى وجود 32 ميجابايت لكل بت (يُستخدم مصطلح "عمق مساحة العنوان" أيضًا). إذا قمت بضرب 32 ميغابايت في 8، فستحصل على 256 ميغابايت

ROM هي ذاكرة لا يمكن تغيير المعلومات فيها بمجرد كتابتها. على سبيل المثال، برنامج لتحميل المعلومات من الذاكرة الخارجية إلى ذاكرة الوصول العشوائي لنظام المعالجات الدقيقة. تستخدم جميع أنواع ROM نفس مبدأ تصميم الدوائر. يتم تمثيل المعلومات الموجودة في ROM على أنها وجود أو عدم وجود اتصال بين العنوان وحافلات البيانات.

يتم عرض التعيين الرسومي التقليدي لـ ROM في الشكل 26.10.

الشكل 26.10. التعيين الرسومي التقليدي لـ ROM

أرز. 26.11. دائرة ROM

في التين. يُظهر 26.11 رسمًا تخطيطيًا لأبسط ROM. لتنفيذ ROM، يكفي استخدام وحدة فك التشفير والثنائيات ومجموعة من المقاومات وبرامج تشغيل الحافلات. يحتوي ROM المعني على كلمات بت، أي. حجمه الإجمالي هو 32 بت. يحدد عدد الأعمدة عرض الكلمة، ويحدد عدد الصفوف عدد الكلمات ذات 8 بت. يتم تثبيت الثنائيات في تلك الأماكن حيث يجب تخزين البتات التي لها قيمة منطقية "0" (يوفر جهاز فك التشفير 0 إلى السطر المحدد). حاليا، يتم استخدام الترانزستورات MOS بدلا من الثنائيات.

في الجدول يوضح الشكل 26.1 حالة ذاكرة القراءة فقط (ROM)، والتي يظهر مخططها في الشكل. 26.11.

الجدول 26.1

حالة ROM بسيطة

كلمة	التمثيل الثنائي
أ0	أ1	د1	د2	د3	د4	د5	د6	د7	د8

كقاعدة عامة، تحتوي ROM على تنظيم متعدد البتات ببنية 2 مارك ألماني. تقنيات التصنيع متنوعة للغاية - مصفوفات CMOS وn-MOS وTTL(Sh) والصمام الثنائي.

يمكن تقسيم جميع أقراص ROM إلى المجموعات التالية: قابلة للبرمجة في المصنع (قناع)، وقابلة للبرمجة لمرة واحدة، وقابلة لإعادة البرمجة.

في ذكريات قابلة للبرمجة في المصنع(ROM أو ROM)، يتم تسجيل المعلومات مباشرة أثناء عملية التصنيع باستخدام قناع ضوئي، يسمى القناع، في المرحلة النهائية من العملية التكنولوجية. تُبنى مثل هذه الأقراص، التي تسمى ROMs القناع، على الثنائيات أو الترانزستورات ثنائية القطب أو MOS.

مجال استخدام قناع ROM هو تخزين المعلومات القياسية، على سبيل المثال، مولدات الأحرف (رموز الحروف الأبجدية اللاتينية والروسية)، وجداول الوظائف القياسية (الجيب، والوظائف التربيعية)، والبرامج القياسية.

أجهزة ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة(حفلة موسيقية، أو حفلة موسيقية) – ROM مع إمكانية البرمجة الكهربائية لمرة واحدة . يتيح هذا النوع من الذاكرة للمستخدم برمجة شريحة الذاكرة بمجرد استخدام المبرمجين.

يتم بناء شرائح PROM على خلايا ذاكرة مزودة بوصلات قابلة للانصهار. تتكون عملية البرمجة من حرق الروابط القابلة للانصهار بشكل انتقائي باستخدام نبضات حالية ذات سعة ومدة كافية. يتم تضمين الروابط القابلة للانصهار في أقطاب الثنائيات أو الترانزستورات.

في التين. يُظهر الشكل 26.12 رسمًا تخطيطيًا لـ PROM مع وصلات وصل قابلة للانصهار. يتم تصنيعه بجميع الثنائيات والوصلات، أي. في المصفوفة، كل شيء هو "0"، وأثناء البرمجة يتم حرق تلك وصلات العبور التي يجب أن تحتوي خلاياها على "1" منطقي.

أرز. 26.12. جزء من دائرة PROM

ذكريات للقراءة فقط قابلة للبرمجة(RPZU وRPZU UV) – ROM مع إمكانية البرمجة الكهربائية المتعددة. في هو RPZU للأشعة فوق البنفسجية ( إيبروم) يتم مسح المعلومات القديمة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، والتي توجد بها نافذة شفافة في غلاف الدائرة الدقيقة؛ في RPZU ( إيبروم) – باستخدام الإشارات الكهربائية.

يتم بناء خلايا ذاكرة ROM عليها ن- ترانزستورات MOS أو CMOS . لبناء خلية خضراء، يتم استخدام ظواهر فيزيائية مختلفة لتخزين الشحنة عند الحدود بين وسطين عازلين أو وسط موصل وعازل.

في الإصدار الأول، يتكون العازل الموجود أسفل بوابة ترانزستور MOS من طبقتين: نيتريد السيليكون وثاني أكسيد السيليكون. ويسمى هذا الترانزستور MNOS: معدن - نيتريد السيليكون - أكسيد - أشباه الموصلات. تظهر مراكز التقاط الشحنة عند حدود الطبقات العازلة. بفضل تأثير النفق، يمكن لحاملات الشحنة المرور عبر طبقة أكسيد رقيقة والتراكم عند السطح البيني بين الطبقات. تؤدي هذه الشحنة، وهي حاملة المعلومات المخزنة بواسطة ترانزستور MNOS، إلى تغيير في جهد عتبة الترانزستور. في هذه الحالة، يزيد جهد العتبة كثيرًا بحيث لا يتمكن جهد التشغيل عند بوابة الترانزستور من فتحه. يفتح الترانزستور الذي لا توجد فيه شحنة بسهولة. يتم تعريف إحدى الحالات على أنها حالة منطقية، والثانية - صفر.

في الخيار الثاني، تكون بوابة الترانزستور MOS عائمة، أي. غير متصل مع عناصر أخرى من الدائرة. يتم شحن هذه البوابة بواسطة تيار حقن جليدي عندما يتم تطبيق جهد عالي على استنزاف الترانزستور. ونتيجة لذلك فإن الشحن الموجود على البوابة العائمة يؤثر على تيار التصريف الذي يستخدم عند قراءة المعلومات كما في الإصدار السابق مع ترانزستور MNOS. تسمى هذه الترانزستورات LISMOP (ترانزستور MOS بحقن الشحنة الجليدية). نظرًا لأن بوابة الترانزستور محاطة بعازل، فإن تيار التسرب يكون صغيرًا جدًا ويمكن تخزين المعلومات لفترة طويلة (عشرات السنين).

في EEPROM القابل للمسح كهربائيًا، يتم وضع بوابة ثانية، وهي بوابة التحكم، فوق البوابة العائمة للترانزستور. يؤدي تطبيق الجهد الكهربي عليه إلى تبديد الشحنة على البوابة العائمة بسبب تأثير النفق. تتمتع RPOMs بمزايا كبيرة مقارنة بـ RPOMs للأشعة فوق البنفسجية، لأنها لا تتطلب مصادر خاصة للضوء فوق البنفسجي لإعادة البرمجة. لقد حلت ذاكرة المسح الكهربائية محل ذاكرة المسح فوق البنفسجية عمليًا.

يظهر في الشكل جزء من دائرة ROM تستخدم ترانزستورات ثنائية البوابة من نوع LISMOP. 26.13. تتم كتابة الصفر المنطقي في وضع البرمجة باستخدام شحنة البوابة العائمة. محو المعلومات، أي. تفريغ البوابة العائمة يعني كتابة تفريغ منطقي. في هذه الحالة، عندما يتم تطبيق إشارة على طول خط أخذ العينات، تفتح الترانزستورات الملوثة وتنقل الجهد يو حفرةعلى خط القراءة.

تتمتع ذاكرة القراءة فقط الحديثة بسعة معلومات تصل إلى 4 ميجابت بتردد ساعة يصل إلى 80 ميجاهرتز.

26.5. فلاش-ذاكرة

المبادئ الأساسية للتشغيل ونوع عناصر التخزين فلاش- تشبه الذكريات PROMs مع التسجيل الكهربائي ومحو المعلومات، المبنية على ترانزستورات البوابة العائمة. وكقاعدة عامة، نظرا لخصائصه، فلاش-يتم تخصيص الذاكرة لفئة منفصلة. فهو يمحو إما جميع المعلومات المسجلة مرة واحدة، أو مجموعات كبيرة من المعلومات، بدلاً من مسح الكلمات الفردية. وهذا يجعل من الممكن التخلص من دوائر التحكم لكتابة ومسح البايتات الفردية، مما يجعل من الممكن تبسيط دائرة الذاكرة بشكل كبير وتحقيق مستوى عالٍ من التكامل والأداء مع تقليل التكلفة.

الشكل 26.13. جزء من دائرة RPOM

تتطلب الاتجاهات الحديثة في تطوير الأجهزة الإلكترونية زيادة مستمرة في حجم الذاكرة المستخدمة. اليوم، يمكن للمهندسين الوصول إلى الدوائر الدقيقة مثل الذاكرة المتطايرة درهم، والذي يتميز بسعر منخفض للغاية لكل بت ومستويات عالية من التكامل، وغير متقلب فلاش- الذاكرة التي تتناقص تكلفتها باستمرار وتميل إلى المستوى درهم.

الحاجة إلى غير متقلبة فلاش- تنمو الذاكرة بما يتناسب مع درجة تقدم أنظمة الكمبيوتر في مجال تطبيقات الهاتف المحمول. تعد الموثوقية وانخفاض استهلاك الطاقة وصغر الحجم والوزن الخفيف من المزايا الواضحة للوسائط القائمة على فلاش- الذاكرة مقارنة بمحركات الأقراص. مع الأخذ في الاعتبار التخفيض المستمر في تكلفة تخزين وحدة المعلومات فيها فلاش- الذاكرة، توفر الوسائط المبنية عليها المزيد والمزيد من المزايا والوظائف لمنصات الأجهزة المحمولة والأجهزة المحمولة التي تستخدم هذه الذاكرة. من بين مجموعة متنوعة من أنواع الذاكرة، فلاش- الذاكرة المعتمدة على الخلايا ناندهو الأساس الأنسب لبناء أجهزة تخزين غير متطايرة لكميات كبيرة من المعلومات.

يوجد حاليًا بنيتان رئيسيتان لبناء ذاكرة الفلاش: الذاكرة المستندة إلى الخلية ولا(أو لا) و ناند(و لا). بناء ولا(الشكل 26.14، أ) يتكون من خلايا تخزين معلومات أولية متصلة بالتوازي. يوفر تنظيم الخلايا هذا إمكانية الوصول العشوائي إلى البيانات وتسجيل المعلومات بايت بايت. على أساس الهيكل ناند(الشكل 26.14، ب) هو مبدأ الاتصال المتسلسل للخلايا الأولية التي تشكل مجموعات (مجموعة واحدة بها 16 خلية)، والتي يتم دمجها في صفحات، والصفحات في كتل. مع هذا البناء لمصفوفة الذاكرة، يصبح الوصول إلى الخلايا الفردية مستحيلاً. يتم تنفيذ البرمجة في وقت واحد فقط ضمن صفحة واحدة، وعند المسح، يتم الوصول إلى الكتل أو مجموعات الكتل.

الشكل 26.14. الهياكل القائمة ولا(أ) و ناند(ب)

نتيجة للاختلافات في بنية التنظيم بين الذكريات ولاو ناندتنعكس في خصائصها. عند العمل مع كميات كبيرة نسبيًا من البيانات، تتم عمليات كتابة/مسح الذاكرة ناندتشغيل أسرع بكثير من الذاكرة ولا. منذ 16 خلية ذاكرة متجاورة نانديتم توصيلها على التوالي مع بعضها البعض دون أي فجوات اتصال، ويتم تحقيق مساحة عالية من وضع الخلايا على الشريحة، مما يجعل من الممكن الحصول على سعة كبيرة بنفس المعايير التكنولوجية. أساس برمجة ذاكرة الفلاش ناندتكمن عملية نفق الإلكترون. وبما أنه يتم استخدامه لكل من البرمجة والمسح، يتم تحقيق استهلاك منخفض للطاقة لشريحة الذاكرة. يسمح الهيكل المتسق لتنظيم الخلية بدرجة عالية من قابلية التوسع، مما يجعل فلاش NANDالرائد في السباق لزيادة سعة الذاكرة. نظرًا لأن نفق الإلكترون يحدث عبر كامل منطقة قناة الخلية، فإن شدة التقاط الشحنة لكل وحدة مساحة تكون فلاش NANDأقل من التقنيات الأخرى فلاش-الذاكرة، مما يؤدي إلى زيادة عدد دورات البرنامج/المسح. يتم تنفيذ البرمجة والقراءة قطاعًا تلو الآخر أو صفحة تلو الأخرى، في كتل بحجم 512 بايت، لمحاكاة حجم القطاع المشترك لمحركات الأقراص.

المزيد من الميزات التفصيلية للدوائر الدقيقة فلاش-يمكن اعتبار الذاكرة باستخدام مثال بلورات السلسلة HY 27xx(08/16)1 ز 1مشركات هاينكس. في التين. يوضح الشكل 26.15 الهيكل الداخلي والغرض من أطراف هذه الأجهزة.

الدائرة الدقيقة لديها الاستنتاجات التالية:

الإدخال/الإخراج 8-15– إدخال/إخراج البيانات لأجهزة x16

الإدخال/الإخراج 0-7- إدخال/إخراج البيانات، أو إدخال العنوان أو إدخال الأوامر لأجهزة x8 وx16؛

البيرة- تمكين مزلاج العنوان؛

CLE- تمكين مزلاج الأوامر؛

- اختيار الكريستال؛

- قراءة القرار.

– القراءة/مشغولة (الإخراج مع استنزاف مفتوح)؛

- دقة التسجيل؛

- حماية الكتابة

الخامس سي سي- مصدر التيار؛

VSS- خلاصة عامة.

الشكل 26.15. مخطط الدبوس الخارجي (أ)، تخصيص الدبوس (ب) والمخطط الهيكلي (ج) فلاش-ذاكرة

يتم مضاعفة خطوط العناوين مع خطوط إدخال/إخراج البيانات على ناقل إدخال/إخراج 8 أو 16 بت. تعمل هذه الواجهة على تقليل عدد الأطراف المستخدمة وتجعل من الممكن الانتقال إلى شرائح ذات سعة أعلى دون تغيير لوحة الدوائر المطبوعة. يمكن برمجة كل كتلة ومسحها 100000 مرة. تحتوي الرقائق على مخرج قراءة/مشغول مفتوح الصرف يمكن استخدامه لتحديد نشاط وحدة التحكم لكل (برنامج/مسح/قراءة). نظرًا لأن الإخراج مفتوح، فمن الممكن توصيل العديد من هذه المخرجات من شرائح ذاكرة مختلفة معًا من خلال مقاوم سحب واحد إلى الطرف الموجب لمصدر الطاقة.

الشكل 26.16. منظمة صفيف الذاكرة ناند-الهياكل

مصفوفة الذاكرة ناند- تم تنظيم الهياكل في كتل، تحتوي كل منها على 32 صفحة. تنقسم المصفوفة إلى منطقتين: رئيسية واحتياطية (الشكل 26.16).

تُستخدم المنطقة الرئيسية للمصفوفة لتخزين البيانات، بينما تُستخدم المنطقة الاحتياطية عادةً لتخزين رموز تصحيح الأخطاء ( إي سي سي)، إشارات البرنامج ومعرفات الكتلة السيئة ( كتلة تالفة) المجال الرئيسي. في الأجهزة ذات 8 بت، يتم تقسيم الصفحات الموجودة في المنطقة الرئيسية إلى نصف صفحتين يبلغ حجم كل منهما 256 بايت، بالإضافة إلى 16 بايت من المساحة الاحتياطية. في الأجهزة 16 بت، يتم تقسيم الصفحات إلى منطقة رئيسية تبلغ 256 كلمة ومساحة احتياطية تبلغ 8 كلمات.

الذاكرة المعتمدة على الخلايا ولايتمتع بأوقات مسح وكتابة طويلة نسبيًا، ولكنه يتمتع بإمكانية الوصول للقراءة لكل جزء. يسمح هذا الظرف باستخدام هذه الدوائر الدقيقة لتسجيل وتخزين كود البرنامج الذي لا يتطلب إعادة كتابة متكررة. مثل هذه التطبيقات يمكن أن تكون، على سبيل المثال، BIOSلأجهزة الكمبيوتر المدمجة أو البرامج لأجهزة فك التشفير.

ملكيات فلاش NANDتحديد نطاق تطبيقه: بطاقات الذاكرة وأجهزة تخزين البيانات الأخرى. الآن يتم استخدام هذا النوع من الذاكرة في كل مكان تقريبًا في الأجهزة المحمولة وكاميرات الصور والفيديو وما إلى ذلك. فلاش NANDيكمن وراء جميع أنواع بطاقات الذاكرة تقريبًا: الوسائط الذكية, إم إم سي, شريحة ذاكرة رقمية آمنة

القدرة المعلوماتية المحققة حاليا فلاش- تصل الذاكرة إلى 8 جيجابايت، وتصل سرعة البرنامج المدمج النموذجي وسرعة المسح إلى 33.6 مللي ثانية / 64 كيلو بايت بتردد ساعة يصل إلى 70 ميجا هرتز.

مجالان رئيسيان للاستخدام الفعال فلاش- الذكريات هي تخزين البيانات التي نادراً ما تتغير واستبدال الذاكرة على الأقراص المغناطيسية. للاتجاه الأول يتم استخدامه فلاش- الذاكرة مع الوصول إلى العنوان، والثانية - ذاكرة الملف.

26.6. نوع ذاكرة الوصول العشوائي فرام

فرام– ذاكرة تشغيلية غير متطايرة تجمع بين الأداء العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة المتأصل في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) مع القدرة على تخزين البيانات في حالة عدم وجود جهد مطبق.

مقارنة ب إيبرومو فلاش-الذاكرة، وقت كتابة البيانات إلى ذاكرة من هذا النوع واستهلاك الطاقة أقل بكثير (أقل من 70 نانو ثانية مقابل عدة ميلي ثانية)، ومورد دورات الكتابة أعلى بكثير (10 11 مقابل 10 5 على الأقل.. 10 6 دورات ل إيبروم).

فرامينبغي أن تصبح الذاكرة الأكثر شعبية في الأجهزة الرقمية في المستقبل القريب. فرامسوف تختلف ليس فقط في الأداء على المستوى درهمولكن أيضًا القدرة على حفظ البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي. في كلمة واحدة، فراميمكن أن تحل محل ليس فقط بطيئة فلاش، ولكن أيضًا مثل ذاكرة الوصول العشوائي العادية درهم. اليوم، تجد الذاكرة الكهروضوئية تطبيقًا محدودًا، على سبيل المثال، في تتفاعل-العلامات. الشركات الرائدة، بما في ذلك رامترون، سامسونج، إن إي سي، توشيبا، تتطور بنشاط فرام. يجب أن يكون في السوق حوالي عام 2015 ن- وحدات جيجابايت فرام.

خصائص محددة فراميوفر مادة متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف (بيروفسكايت) تستخدم كعازل لمكثف التخزين في خلية الذاكرة. في هذه الحالة، تقوم الذاكرة الكهروضوئية بتخزين البيانات ليس فقط في شكل شحنة مكثف (كما هو الحال في ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية)، ولكن أيضًا في شكل استقطاب كهربائي للبنية البلورية الكهروضوئية. تحتوي البلورة الكهروضوئية على حالتين، والتي يمكن أن تتوافق مع المنطق 0 و1.

شرط فراملم يستقر بعد. أولاً فرامتسمى ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الحديدية. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، يتم استخدام الطاقة الكهروضوئية كخلايا تخزين فرامغالبًا ما تسمى ذاكرة الوصول العشوائي الكهروضوئية.

أولاً فرامكان 2 ت/2مع-الهندسة المعمارية (الشكل 26.17، أ)، على أساسها يتم تصنيع معظم الدوائر الدقيقة الحديثة للذاكرة الكهروضوئية. هذا النوع من الخلايا، حيث تحتوي كل بتة على بتة مرجعية فردية، يسمح بتحديد فرق الشحن بدقة عالية. وبفضل قراءة الإشارة التفاضلية، يتم التخلص من تأثير التشتت في معلمات مكثفات الخلية. ظهرت لاحقا فراممع الهندسة المعمارية 1 ت/1مع(الشكل 26.17، ب). وتتمثل ميزة الدوائر الدقيقة التي تتمتع بمثل هذه البنية في وجود مساحة خلية أصغر من تلك الموجودة في الدوائر التقليدية، وبالتالي انخفاض تكلفة الدائرة الدقيقة لكل وحدة من سعة المعلومات.

يوضح الشكل 26.18 رسمًا تخطيطيًا لذاكرة الوصول العشوائي الكهروضوئية ( فرام) بسعة 1 ميجابت وواجهة وصول متوازية FM 20ل 08 شركات رامترون. في الجدول 26.1. يتم عرض دبابيس الدائرة الدقيقة.

FM 20ل 08 عبارة عن ذاكرة غير متطايرة بحجم 128 كيلو × 8 تتم قراءتها وكتابتها مثل ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة القياسية. يتم ضمان سلامة البيانات لمدة 10 سنوات، في حين ليست هناك حاجة للتفكير في موثوقية تخزين البيانات (مقاومة التآكل غير المحدودة)، ويتم تبسيط تصميم النظام وعدد من عيوب حل بديل للذاكرة غير المتطايرة يعتمد على ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة مع البطارية يتم القضاء على النسخ الاحتياطي. سرعة التسجيل وعدد غير محدود من دورات إعادة الكتابة فرامزعيم فيما يتعلق بأنواع أخرى من الذاكرة غير المتطايرة.

الشكل 26.17. نوع خلية الذاكرة 2 ت/2مع(أ) و 1 ت/1مع(ب)

الشكل 26.18. المخطط الهيكلي فرام اف ام 20ل 08

روبوت المختبر رقم 8

موضوع: دراسة تشغيل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM))

1. الغرض من العمل.

دراسة تشغيل جهاز ذاكرة الوصول العشوائي في أوضاع تسجيل وقراءة المعلومات، وفحص معلمات التوقيت لهذا الجهاز.

المعدات والأدوات المستخدمة:الكمبيوتر الشخصي، البيئةمتعدد الشرائح 12.

معلومات نظرية مختصرة

من الناحية الهيكلية، تتكون أي ذاكرة وصول عشوائي (RAM) من كتلتين -مصفوفات عناصر الذاكرةو د ه تشفير العنوان. لأسباب تكنولوجية، غالبًا ما تحتوي المصفوفة على إحداثيتينو فك تشفير العنوان الأصلي - حسب الصفوف والأعمدة. ويبين الشكل 1 مصفوفة شارع 16 بتذاكرة الوصول العشوائي.

تتكون المصفوفة من 16 خلية ذاكرة mem_i.

رسم تخطيطي لعنصر المصفوفة (خلية واحدة نأ النعناع) في الشكل 2. كل خلية نأ تتم معالجة الذاكرة عن طريق المدخلات X، Y بالاختيار أجهزة فك ترميز سطر العنوان ra على الصفحةيا كام Ax0...Ax3 وعلى طول الأعمدة Ay0...Ay3. يتم الاختيار عن طريق التقديمس الخطوط الغشائية لسجل مصفوفة الإشارة. "1". في هذه الحالة، يتم تشغيل خلية الذاكرة المحددةأ هو عنصر ثنائي المدخلاتو (ش 1 شكل 2)، تحضير دوائر القراءة والكتابةعلى الإدخال D 10... D 13 أو الإخراج DO0... DO حافلات 3 بت.

إشارة التمكين لإصدار العنوان هيسي إس. ، والتي يتم توفيرها للمدخل راح حلول عداد العناوين ( Addr_cnt) أو t أ ما هو مدخل أجهزة فك التشفير المتصلة بمخرجات العداد.

أرز. 1. مصفوفة ذاكرة الوصول العشوائي 16 بت

عندما يتم كتابة بتة إلى خلية ذاكرة (الشكل 2)، يتم تعيين 1 أو 0 على ناقل البت المقابل، عند الإدخال WR/RD اضبط على "1"، بعد الصفحةيا منع عداد أو فك تشفير العنوان بإشارة CS، يتم تشغيل العناصر 2I U 1، U 2. ريشة إيجابيةه لوحة إشارة من العنصرش 2 يذهب إلى إدخال الساعة D- الزناد U 4 نتيجة لذلك عندما يتم كتابة 1 أو 0 فيه، فيأ اعتمادا على مستوى الإشارة فيد-الإدخال.

أرز. 2. مخطط خلية الذاكرة mem_i.

عند القراءة من خلية الذاكرة عند الإدخال WR/RD تم ضبطه على 0، ويتم تشغيل العناصرن أنت يو 1، يو 3، يو 5 وإلى الإدخال تمكين إخراج العنصر المخزن المؤقتش 6 إذن يصليو إشارة، مما أدى إلى إشارة معس-الإخراج د - يتم نقل الزناد إلى ناقل البتافعل 0... افعل 3.

للتحقق من أداء خلية الذاكرة، يتم استخدام مولد الكلمات (الشكل 3).

أرز. 3. اللوحة الأمامية لمولد الكلمات مع إعدادات الدائرة

لدراسة أوضاع تشغيل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في العمل المختبري، يتم استخدام الدائرة الدقيقة HM-65642/883، وهي ذاكرة وصول عشوائي (RAM) من النوع الثابت. وعلى النقيض من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الموضحة في الشكل 1، فهي تبلغ سعتها 8192 × 8 خلايا بت.

تظهر بيانات توصيل الدائرة الدقيقة HM-65642/883 في الشكل. 4.

أرز. 4. تعيين دبابيس شريحة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من النوع NM-65642/883.

يتم التحكم عن طريق إشارتين:ز - دقة أخذ العينات، W - دقة التسجيلومعلومات أخرى شؤون. تم وضع علامة على المدخلات القابلة للعنونةأ ، يتم تحديد إشارات الإخراج بالحرفد.

ترتيب العمل.

التجربة 1. دراسة خلية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

قم بتنزيل البرنامجمتعدد الشرائح 12 من القائمة الرئيسية.

1. قم بتجميع الدائرة الموضحة في الشكل. 2.
2. ارسم ما ينبغي أن تكون عليه إشارات الإدخال والإخراج على العناصر I1  I6 عند تسجيل المعلومات وتخزينها وقراءتها.
3. ضبط ل مولد الكلماتمجموعة من الأرقام تضمن التسجيل في خلية ذاكرة وفقًا لرقم خيار الوحدة الثنائية.
4.  I6.
5. ضبط على مولد الكلمات مجموعة من الأرقام تضمن تخزين وحدة ثنائية في خلية الذاكرة المذكورة.
6. عرض باستخدام راسم الذبذبات ورسم الإشارات عند مدخلات ومخرجات العناصر I1 I6.
7. قم بتعيين مجموعة من الأرقام على مولد الكلمات الذي يضمن قراءة وحدة ثنائية من خلية الذاكرة.
8. عرض باستخدام راسم الذبذبات ورسم الإشارات عند مدخلات ومخرجات العناصر I1 I6.

التجربة 2. بحوث مصفوفة ذاكرة الوصول العشوائي.

1. قم بتجميع الدائرة الموضحة في الشكل. 5.

الشكل 5. مخطط لوحة افتراضية مع مصفوفة ذاكرة الوصول العشوائي.

1. استخدام المفاتيحس1…س 8 قم بتعيين عناوين خلايا منطقة الذاكرة (وفقًا لرقم المتغير) لقراءة محتويات هذه الخلايا. اكتب النتائج على شكل جدول:

بيانات العنوان

ك 0111

ك+1 1011

ك+2 1101

ك+3 1110

1. كتابة البيانات باستخدام المفاتيحس 9…س خلايا رام 16 فولت حسب رقم المتغير. يتم عرض البيانات بالرمز الثنائي باستخدام مصابيح LED، ويتم عرض عناوين الخلايا باستخدام المؤشرات الرقمية بالرمز السداسي العشري.
2. البيانات التي يتم كتابتها على خلايا الذاكرة حسب رقم الخيار هي كما يلي:

أ) تشغيل "0"؛

ب) تشغيل "1"؛

ج) تشغيل "00"؛

د) تشغيل "11"

ه) "المستوى المتزايد"؛

و) "المستوى المتناقص"؛

ز) تغيير الدفتر "11110000"؛

ح) "التناوب" 1010101010.

5. قم بإجراء إشارة ديناميكية عند تبديل مفاتيح العناوينس1…س 8 إلى مخرجات العداد المقابلة التي تقوم بتبديل عناوين الخلايا نتيجة لاستقبال نبضات التحكم من المولد.

6. فحص ذبذبات الإشارة في وضع قراءة البيانات.

1. اسم العمل المخبري والغرض منه.

2. اسم كل عنصر من عناصر العمل والرسوم البيانية ونتائج القياس.

3. الاستنتاجات المبنية على نتائج البحث.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

الدورات الدراسية حول هذا الموضوع

تطوير نظام المعالجات الدقيقة مع معلمات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM) المحددة

مقدمة

2. توسيع مساحات العناوين

خاتمة

فهرس

مقدمة

من الخصائص الرائعة لأنظمة المعالجات الدقيقة مرونتها العالية، والقدرة على إعادة التكوين بسرعة إذا لزم الأمر، وحتى إجراء تغييرات كبيرة في خوارزميات التحكم. تتم إعادة التكوين برمجيًا دون تكاليف إنتاج كبيرة. يتيح إنشاء المعالجات الدقيقة تقليل تكلفة وحجم الوسائل التقنية لمعالجة المعلومات وزيادة أدائها وتقليل استهلاك الطاقة.

السمات المميزة لأنظمة معلومات المعالجات الدقيقة والتحكم المصممة لأتمتة العمليات التكنولوجية:

*وجود مجموعة محدودة من المهام المحددة بوضوح؛

*متطلبات تحسين بنية النظام لتطبيق معين؛

* العمل في الوقت الحقيقي، أي. ضمان الحد الأدنى من وقت رد الفعل للتغيرات في الظروف الخارجية؛

*توافر نظام متطور من الأجهزة الخارجية، وتنوعها الواسع؛

* اختلاف كبير في المهام الوظيفية؛

* متطلبات عالية للموثوقية، مع الأخذ في الاعتبار المدة الطويلة للتشغيل المستمر؛

* ظروف التشغيل الصعبة.

* توفير وضع التشغيل التلقائي أو الوضع بمشاركة المشغل كعنصر من عناصر النظام.

الغرض من هذه الدورة هو تطوير نظام المعالجات الدقيقة مع معلمات محددة من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM)، بالإضافة إلى حساب وتصميم ذاكرة الوصول العشوائي الإضافية واختبار مكونات النظام للتفاعل الكهربائي.

1. عنوان تقسيم المساحة

يوجد نظام معالج دقيق مزود بوحدة معالج تتميز بالخصائص التالية:

· نوع نظام الطريق السريع - مع حافلات منفصلة؛

· حجم مساحة عنوان أجهزة التخزين (سعة التخزين) - 64 ك؛

· عرض ناقل بيانات الذاكرة - 16;

تنظيم نظام الإدخال والإخراج:

· عدد منافذ الإدخال والإخراج - 2048؛

· عرض ناقل البيانات لمنافذ الإدخال/الإخراج هو 16؛

إشارات حافلة التحكم:

· - التسجيل في جهاز تخزين.

· - القراءة من جهاز التخزين.

· - التسجيل على جهاز خارجي.

· - القراءة من جهاز خارجي.

لنقم بتوصيل وحدة ذاكرة تحتوي على: ROM وRAM1 وRAM2 بنظام المعالجات الدقيقة.

نقوم بحساب عدد كلمات ROM (ROMks) باستخدام الصيغة:

ROMx=2 مم =2 01 =2

يتم حساب عدد كلمات RAM2 (RAM2ks) على النحو التالي:

1. احسب العدد المحتمل للكلمات Y باستخدام الصيغة:

Y = (ZUap - PZUks) / 3=(64*1024-2*16)/3=21 (ك)

2. قم بتقريب عدد الكلمات الناتج Y إلى RAM2ks، مع استيفاء الشروط التالية:

أ) RAM2ks؟ ص؛

ب) RAM2ks هو مضاعف 2 ن (ن = 0، 1، 2، ...).

ن=4, 2 ن=16 ؟ 21.

عدد الكلمات ص = 16

يتم حساب عدد كلمات RAM1 (RAM1ks) باستخدام الصيغة:

1. احسب الحجم المحتمل Y باستخدام الصيغة:

Y = (ZUap - RZUks - RAM2ks) / 3=(64*1024-2*16-16*16)/3=21 (ك)

2. تقريب العدد الناتج من الكلمات Y إلى RAM1ks، مع استيفاء الشروط التالية:

أ) RAM1ks؟ ص؛

ب) RAM1ks هو مضاعف 2 ن (ن = 0، 1، 2، ...)

ن=4, 2 ن=16 ؟ 21.

تحتوي شريحة ROM على: مدخل واحد قابل للتوجيه وفقًا لعدد الكلمات المقدمة للمدخل، و8 مخرجات بيانات لتوصيل ذاكرة الوصول العشوائي، ومدخلات لإشارات التحكم - اختيار الكريستال وEO - حالة الإخراج.

تحتوي شرائح RAM1 وRAM2 على: 4 مدخلات عناوين لكل منها، مدخلات/مخرجات بيانات مدمجة، مدخلات لإشارات التحكم CS - اختيار كريستال، /R-write/read.

لنقم بتصميم عنصر شريحة ROM باستخدام أدوات تطبيق MS Visio 2010 كما هو موضح في الشكل 1.

الشكل 1. تصميم شريحة ROM

سوف نختار التناظرية المناسبة باستخدام. دعونا نعرض أولاً في الجدول تعيين أطراف الدائرة الدقيقة، كما هو موضح في الجدول. 1.

الجدول 1. تعيين دبابيس شريحة الذاكرة

اسم	تعيين
إشارة الساعة
القوية عنوان العمود
يومض عنوان الصف
اختيار الشريحة
إذن
قراءة
اكتب - اقرأ
إذن التسجيل
دقة الإخراج (يقرأ)
البيانات (المعلومات)
ادخال البيانات
انتاج |
العنوان والبيانات: المدخل، الخروج
البيانات: الإدخال، الإخراج
تجديد
برمجة
محو
مصدر التيار
برمجة الجهد
الإخراج العام للدائرة الدقيقة

بناءً على طريقة إدخال المعلومات فيها، تنقسم شرائح ROM إلى ثلاث مجموعات: ROMs القناع، بمجرد برمجتها باستخدام طريقة القالب (القناع)، ومرة ​​برمجتها باستخدام طريقة حرق وصلات العبور على شريحة EEPROM، وRPOMs التي تتم برمجتها بشكل متكرر بواسطة مستخدم.

عند تصميم الدوائر الدقيقة، إذا كانت كمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) صغيرة (تصل إلى 1024 بت)، فسيتم جمع الذاكرة من النعال الفردية. وبخلاف ذلك، يستخدمون مكتبات وحدات الذاكرة الجاهزة. عند تطوير مشروع FPGAs، تكون وحدات الذاكرة الجاهزة ذات سعة 16، 32، 2048، 4096 بت. في أحدث سلسلة من FPGAs، زاد حجم وحدة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) إلى 16 كيلو بايت أو 18 كيلو بت. يمكن ضبط عرض وحدة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) من النطاق التالي: 1،2،4،8 و16 بت. يتم دائمًا كتابة البيانات والعناوين إلى وحدة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على حافة الساعة أو إشارة الكتابة، أي. يمكن اعتبار إدخال الوحدة بمثابة إدخال لسجل متزامن. غالبًا ما يتم إجراء قراءة هذا في دورة الساعة التالية بعد دورة استقبال العنوان. في بعض الأحيان يوجد عند إخراج وحدة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) سجل متزامن يتذكر الكلمة المقروءة. يمكن إجراء الكتابة والقراءة من الوحدة باستخدام مبدأ خط الأنابيب: في دورة ساعة واحدة، تتم كتابة عنوان البيانات الجديدة ويتم إصدار بيانات القراءة على العنوان السابق. لتشكيل ذاكرة الوصول العشوائي ذات الحجم الكبير، يتم تجميع النظام من عدة وحدات جاهزة، ووحدة فك ترميز العناوين لاختيار الوحدة، ومضاعف الإخراج. تحتوي متغيرات ذاكرة الوصول العشوائي المختلفة في المختبر على ثلاثة أو اثنين أو ناقل واحد. في الحالة الأولى، يتم فصل بيانات الإدخال والإخراج وناقلات العناوين، وفي الحالة الثانية، يتم دمج ناقلات بيانات الإدخال والإخراج، وفي الحالة الثالثة، يتم إرسال كل من العنوان والبيانات بشكل متعدد عبر ناقل واحد.

وفقًا للمهمة، سنختار قناع ROM، الذي يظهر الرسم التخطيطي له في الشكل 2.

الشكل 2. مخطط كتلة لقناع ROM

تتم برمجة شرائح PZUM مرة واحدة. تتميز الدائرة الدقيقة بخاصية كونها متقلبة. تعمل شرائح ROM في أوضاع القراءة والتخزين. لقراءة المعلومات، من الضروري تقديم رمز العنوان وتمكين إشارات التحكم.

يظهر الشكل 3 النوع المحدد من الدائرة الدقيقة والخصائص المقابلة.

الشكل 3. عرض الدائرة الدقيقة

حدد شريحة KP1610PE1. تظهر خصائص الدائرة الدقيقة في الجدول 2.

الجدول 2

نوع الرقاقة	القدرة، قليلا			الطاقة P، ميغاواط	نوع الإخراج

لنقم بتصميم عنصر شريحة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) باستخدام أدوات تطبيق MS Visio 2010 كما هو موضح في الشكل 4.

شريحة تخزين كهربائية

الشكل 4. تصميم شريحة ذاكرة الوصول العشوائي

2. توسيع مساحة العنوان

نقوم بتوصيل وحدة إضافية لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) تحتوي على عدد N من الكلمات بنظام المعالجات الدقيقة المصمم في القسم الأخير. لتحديد عدد كلمات الذاكرة التي تحتاجها:

1. تحديد حجم منطقة العنوان المجانية والأكبر

مساحة التخزين، Y؛

Y=(ZUap - PZUks - RAM2ks - RAM1ks) / 3=(64*1024-2*16-16*16-16*16)/3=21 (ك)

2. الحجم Y مقرب إلى N الكلمات مستوفياً الشروط التالية:

ب) N هو مضاعف 2 n (n=0,1,2,…).

تحتوي ذاكرة الوصول العشوائي على: 7 مدخلات عناوين، مدخلات/مخرجات بيانات مجمعة، مدخلات لإشارات التحكم - اختيار الكريستال، - الكتابة، - القراءة.

3. التفاعل الكهربائي لمكونات المعالجات الدقيقة

دعونا نتحقق من الواجهة الكهربائية لعناصر نظام المعالجات الدقيقة باستخدام مخطط دائرة نظام المعالجات الدقيقة، والذي يتم تنفيذه على أساس عناصر حقيقية.

في الحسابات نستخدم الخصائص الواردة أدناه.

1. وحدة المعالجة المركزية:

أنا، أماه؟ - 2

I1in، أماه؟ 0.05

أعلى، V = 5 ± 5%.

U1out، V؟ 2.7

U0out، V؟ 0.5

I0out، أماه؟ 100

I1out أماه؟ -5

كوت، الجبهة الوطنية؟ 10

جهاز الإدخال، جهاز الإدخال/الإخراج:

أنا، أماه؟ -1.6

I1in، أماه؟ 0.04

أعلى، V = 5 ± 5%.

U1out، V؟ 2.7

U0out، V؟ 0.5

I0out، أماه؟ 48

I1out أماه؟ -2.4

كوت، الجبهة الوطنية؟ 10

الدوائر الدقيقة المتبقية متوافقة مع بيانات جواز السفر.

خاتمة

حاليًا، تتزايد حصة أجهزة المعلومات الإلكترونية وأجهزة التشغيل الآلي بشكل مستمر. وهذا هو نتيجة تطور التكنولوجيا المتكاملة، التي أتاح إدخالها إمكانية إنشاء إنتاج ضخم لوحدات وظيفية إلكترونية دقيقة رخيصة الثمن وعالية الجودة لأغراض مختلفة لا تتطلب تكوينًا وتعديلًا خاصين، وأساسها هو العناصر الإلكترونية مثل الأجهزة شبه الموصلة. إن إنشاء أجهزة أشباه الموصلات المتنوعة والمميزة في خصائصها هو الذي حدد التطورات الحديثة في مجال الإلكترونيات.

لدراسة الإلكترونيات الحديثة، يجب عليك أولاً معرفة مبادئ التصميم والأساس المادي لتشغيل هذه الأجهزة وخصائصها ومعلماتها وأهم الخصائص التي تحدد إمكانيات استخدامها. وفي الوقت نفسه، تعتبر كفاءة ودقة الحصول على المعلومات مهمة للغاية، والتي ينبغي تسهيلها من خلال استخدام الوسائل التقنية المختلفة.

في هذه الدورة، تم تطوير مخططات الدوائر الكهربائية واختيار مكونات الدوائر الدقيقة وفقًا لخيار معين، وتم استكشاف إمكانيات استبدالها وتوسيعها.

فهرس

1. أفضل محرك بحث للمكونات الإلكترونية

2. ***الإلكترونية الروسية***

3. مروحة الراديو

4. مدير الرسائل

5. بروميلكترونيكا

6. سوق الإلكترونيات الدقيقة (الدليل)

7. مكونات إلكترونية من جميع أنحاء العالم

8. الإلكترونيات العملية

9. راديو الطيار - المخططات

10. سوق راديو ميتينسكي

11. مؤتمر “المتحكمات الدقيقة وتطبيقاتها”

12. شركة مايكرو تشيب ذ.م.م

13. متجر ديسي الافتراضي

14. صفحة ATMEL باللغة الروسية

15. موقع المخططات

16. دليل مكونات الراديو

تم النشر على موقع Allbest.ru

وثائق مماثلة

استخدام الدوائر الرقمية الدقيقة لحوسبة المعلومات وإدارتها ومعالجتها. الغرض من المعالجات الدقيقة وأجهزة نظام المعالجات الدقيقة ومخططاتها الهيكلية والدوائرية. ناقل نظام المعالج وتوزيع مساحة العنوان.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 29/02/2012


حساب ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة ووحدة التخزين. بناء مخطط الدائرة ومخطط التوقيت لوحدة ذاكرة الوصول العشوائي. تصميم وحدة منطقية حسابية لقسمة الأعداد الثابتة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 13/06/2015


التسلسل الهرمي لأجهزة تخزين الكمبيوتر. الدوائر الدقيقة وأنظمة الذاكرة. أجهزة تخزين الوصول العشوائي. مبدأ تشغيل جهاز التخزين. الحد الأقصى لظروف التشغيل المسموح بها. زيادة سعة الذاكرة وعمق البت وعدد الكلمات المخزنة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 14/12/2012


تطوير هيكل نظام المعلومات المؤسسي. تصميم مساحة العنوان. مبرر لاختيار تكوين الأجهزة لمحطات العميل ومعدات الخادم. حساب تكلفة معدات النظام والبرمجيات.

تمت إضافة أعمال الدورة في 15/02/2016


النظر في الرسم التخطيطي لنظام معالجة بيانات المعالجات الدقيقة. وصف بنية المتحكم الدقيق ATmega161. حساب ذاكرة الوصول العشوائي. هيكل، غرض محول الواجهة المتوازية، طرق برمجته.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 24/09/2010


الغرض وتصميم نظام التحكم في المعالجات الدقيقة. وصف المخطط الوظيفي لنظام التحكم في المعالجات الدقيقة. حساب الخصائص الثابتة لقناة القياس. تطوير خوارزمية لتشغيل نظام التحكم في المعالجات الدقيقة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 30/08/2010


تطوير مخطط كتلة وخوارزمية عامة لتشغيل الجهاز. تقدير الخطأ الأقصى لمستشعر الضغط الخطي ومضخم التطبيع. تطوير عناصر مخطط الدائرة الكهربائية لنظام الحصول على بيانات المعالجات الدقيقة.

تمت إضافة أعمال الدورة في 02/08/2015


تحليل خيارات الحلول التصميمية واختيار الحل الأمثل بناءً عليها. توليف مخطط وظيفي لنظام المعالجات الدقيقة بناءً على تحليل البيانات المصدر. عملية تطوير الأجهزة والبرمجيات لنظام المعالجات الدقيقة.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 20/05/2014


هيكل معدات نقل المعلومات. تطوير أجزاء الإرسال والاستقبال وفقا للمعايير المحددة. تطوير مخطط وظيفي لجهاز تحويل الإشارة وجهاز الحماية من الأخطاء وخوارزمية تشغيله.

تمت إضافة الدورة التدريبية في 03/12/2009


هيكل نظام المعلومات المؤسسي في المنظمة. تطوير مساحة العنوان ونظام DNS. هيكل مجال CIS. تحديد تكوينات الأجهزة والبرامج لمحطات العمل ومعدات الخادم. تكوين الخدمات القياسية.

الذاكرة هي دائمًا بنية معقدة جدًا تتضمن العديد من العناصر. صحيح أن البنية الداخلية للذاكرة منتظمة، ومعظم العناصر متماثلة، والاتصال بين العناصر بسيط نسبيًا، وبالتالي فإن الوظائف التي تؤديها شرائح الذاكرة ليست معقدة للغاية.

الذاكرة، كما يوحي اسمها، مخصصة لتذكر وتخزين بعض صفائف المعلومات، وبعبارة أخرى، مجموعات، وجداول، ومجموعات من الرموز الرقمية. يتم تخزين كل رمز في عنصر ذاكرة منفصل يسمى خلية الذاكرة. تتمثل الوظيفة الرئيسية لأي ذاكرة على وجه التحديد في إصدار هذه الرموز إلى مخرجات الدائرة المصغرة بناءً على طلب خارجي. والمعلمة الرئيسية للذاكرة هي حجمها، أي عدد الرموز التي يمكن تخزينها فيها، وعمق البت لهذه الرموز.

تُستخدم وحدات القياس الخاصة التالية للإشارة إلى عدد خلايا الذاكرة:

• 1K هو 1024، أي 2 10 (اقرأ "كيلو-" أو "كا-")، يساوي تقريبًا ألفًا؛
• 1M هو 1048576، أي 2 20 (اقرأ "mega-")، يساوي تقريبًا مليونًا؛
• 1G هو 1073741824، أي 2 30 (اقرأ "جيجا-")، أي ما يعادل مليارًا تقريبًا.

مبدأ تنظيم الذاكرةيتم كتابته على النحو التالي: اكتب أولاً عدد الخلايا، ثم من خلال علامة الضرب (الشرطة المائلة)، عمق بت الكود المخزن في خلية واحدة. على سبيل المثال، تنظيم الذاكرة 64Kx8 يعني أن الذاكرة تحتوي على 64 كيلو بايت (أي 65536) خلية وكل خلية ثمانية بت. أ تنظيم الذاكرة 4M × 1 يعني أن الذاكرة تحتوي على 4M (أي 4194304) خلية، مع كل خلية تحتوي على بت واحد فقط. يتم قياس إجمالي سعة الذاكرة بالبايت (كيلو بايت - كيلو بايت، ميجا بايت - ميجا بايت، جيجا بايت - جيجا بايت) أو بالبت (كيلو بت - كيلو بايت، ميجا بايت - ميجا بايت، جيجا بايت - جيجا بايت).

اعتمادًا على طريقة إدخال (تسجيل) المعلومات وطريقة تخزينها، تنقسم شرائح الذاكرة إلى الأنواع الرئيسية التالية:

• الذاكرة الدائمة(ذاكرة للقراءة فقط - اقرأ الذاكرة فقط، ROM - ذاكرة القراءة فقط - ذاكرة القراءة فقط)، والتي يتم إدخال المعلومات فيها مرة واحدة في مرحلة تصنيع الدائرة الدقيقة. تسمى هذه الذاكرة أيضًا بـ Mask ROM. لا تختفي المعلومات الموجودة في الذاكرة عند إيقاف تشغيلها، ولهذا تسمى أيضًا بالذاكرة غير المتطايرة.
• ذاكرة للقراءة فقط قابلة للبرمجة(PROM - ROM قابل للبرمجة، PROM - ROM قابل للبرمجة)، حيث يمكن للمستخدم إدخال المعلومات باستخدام طرق خاصة (عدد محدود من المرات). المعلومات الموجودة في PROM أيضًا لا تختفي عند إيقاف تشغيل الطاقة، أي أنها أيضًا غير متطايرة.
• كبش(كبش - ذاكرة الوصول العشوائي، ذاكرة الوصول العشوائي - ذاكرة الوصول العشوائي - ذاكرة الوصول العشوائي)، تسجيل المعلومات التي هي أبسط ويمكن للمستخدم إجراؤها عدة مرات حسب الرغبة طوال فترة خدمة الدائرة الدقيقة بأكملها. تختفي المعلومات الموجودة في الذاكرة عند إيقاف تشغيلها.

هناك العديد من أنواع الذاكرة المتوسطة، بالإضافة إلى العديد من الأنواع الفرعية، ولكن هذه هي الأكثر أهمية، والتي تختلف بشكل أساسي عن بعضها البعض. على الرغم من أن الفرق بين ROM وPROM من وجهة نظر مطور الأجهزة الرقمية ليس كبيرًا عادةً. فقط في حالات معينة، على سبيل المثال، عند استخدام ما يسمى بذاكرة الفلاش، وهي عبارة عن PROM مع المسح الكهربائي المتكرر وإعادة كتابة المعلومات، يكون هذا الاختلاف مهمًا للغاية حقًا. يمكن اعتبار ذاكرة الفلاش تحتل موقعًا متوسطًا بين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) وذاكرة القراءة فقط (ROM).

بشكل عام، تحتوي أي شريحة ذاكرة على مخرجات المعلومات التالية (الشكل 11.1):

أرز. 11.1.

• دبابيس العنوان (الإدخال) التي تشكل ناقل عنوان الذاكرة. يمثل الرمز الموجود في سطور العنوان الرقم الثنائي لخلية الذاكرة التي يتم الوصول إليها حاليًا. يحدد عدد بتات العنوان عدد خلايا الذاكرة: مع عدد بتات العنوان n، يكون عدد خلايا الذاكرة 2n.
• دبابيس البيانات (المخرجات) التي تشكل ناقل بيانات الذاكرة. يمثل الرمز الموجود على خطوط البيانات محتويات خلية الذاكرة التي يتم الوصول إليها في الوقت الحالي. يحدد عدد بتات البيانات عدد البتات لجميع خلايا الذاكرة (عادة ما يكون 1، 4، 8، 16). كقاعدة عامة، تكون مخرجات البيانات من نوع مرحلة الإخراج OK أو 3C.
• في حالة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، بالإضافة إلى ناقل بيانات الإخراج، قد يكون هناك أيضًا ناقل بيانات إدخال منفصل، والذي يتم تزويده بكود مكتوب إلى خلية الذاكرة المحددة. هناك خيار آخر محتمل وهو الجمع بين ناقلات بيانات الإدخال والإخراج، أي ناقل ثنائي الاتجاه، يتم تحديد اتجاه نقل المعلومات من خلال إشارات التحكم. عادةً ما يتم استخدام الناقل ثنائي الاتجاه عندما يكون عدد بتات ناقل البيانات 4 أو أكثر.
• دبابيس التحكم (الإدخال) التي تحدد وضع تشغيل الدائرة الدقيقة. في معظم الحالات، تحتوي الذاكرة على مدخلات تحديد شريحة CS (قد يكون هناك العديد منها، مجتمعة باستخدام الدالة AND). تحتوي ذاكرة الوصول العشوائي أيضًا بالضرورة على مدخلات كتابة WR، مستوى الإشارة النشطةحيث يقوم بتحويل الدائرة الدقيقة إلى وضع التسجيل.

وفي هذه المحاضرة بالطبع لن ندرس جميع أنواع شرائح الذاكرة الممكنة؛ ولن يكفي كتاب كامل لهذا الغرض. وبالإضافة إلى ذلك، ترد هذه المعلومات في العديد من الكتب المرجعية. يتم إنتاج شرائح الذاكرة من قبل العشرات من الشركات في جميع أنحاء العالم، لذلك ليس من السهل حتى سردها جميعًا، ناهيك عن النظر في ميزاتها ومعلماتها بالتفصيل. سنلقي نظرة فقط على الدوائر المختلفة لتوصيل شرائح الذاكرة النموذجية لحل المشكلات الأكثر شيوعًا، بالإضافة إلى طرق تصميم بعض العقد والأجهزة بناءً على شرائح الذاكرة. وهذا ما يرتبط مباشرة بالدوائر الرقمية. وطرق تشغيل الدوائر الدقيقة بالتحديد هي التي تعتمد قليلاً على السمات المميزة لدائرة كهربائية دقيقة معينة من شركة معينة.

في هذا القسم لن نتحدث عن ذاكرة الفلاش، لأن هذا موضوع كبير منفصل. سنقتصر على أبسط شرائح ROM وPROM فقط، والتي يتم إدخال المعلومات فيها مرة واحدة وإلى الأبد (في مرحلة التصنيع أو بواسطة المستخدم نفسه). لن نفكر هنا أيضًا في ميزات معدات برمجة EPROMs (ما يسمى بالمبرمجين)، ومبادئ بنائها واستخدامها - فهذا موضوع كبير منفصل. سنفترض أن المعلومات التي نحتاجها يمكن تسجيلها في ROM أو PROM، ومتى وكيف وبأي طريقة سيتم تسجيلها ليس مهمًا جدًا بالنسبة لنا. ستسمح لنا كل هذه الافتراضات بالتركيز بشكل خاص على دوائر المكونات والأجهزة المعتمدة على ROM وPROM (للتبسيط، سنسميهما ببساطة ROM في المستقبل).

دعونا نذكر هنا فقط أن PROMs تنقسم إلى قابلة لإعادة البرمجة أو قابلة لإعادة البرمجة