Paměti RAM

2 jsou určeny pro zápis i pro čtení dat. Jedná se o paměti, které jsou energeticky závislé. Z hlediska stavu informace v paměťové buňce jsou dále rozdělovány na: - Statické RAMSRAM - Dynamické RAM DRAM

3 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) - uchovávají informaci v sobě uloženou po celou dobu, kdy jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. - Paměťová buňka SRAM je realizována jako bistabilní klopný obvod, tj. obvod, který se může nacházet vždy v jednom ze dvou stavů, které určují, zda v paměti je uložena 1 nebo 0. U SRAM pamětí se používá dvou datových vodičů. Vodič Data je určený k zápisu do paměti. Vodič označený jako \Data se používá ke čtení. Hodnota na tomto vodiči je vždy opačná než hodnota uložená v paměti. Takže na konci je nutno ji ještě negovat.

4 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) – technologie MOS Záznam informace do paměťové buňky Při zápisu se na adresový vodič přivede kladný signál (1). Tranzistory T 1 a T 2 se otevřou. Záznam (1) : Na vodič Data se přivede kladný signál (1). Tranzistor T 1 je otevřen => kladný signál na vodiči Data otevře tranzistor T 4 (U DS = min) a tím dojde k uzavření tranzistoru T 3 (U DS = max). Skončí-li zápisový impuls na vodiči Data, bistabilní klopný obvod zůstane nastaven. Záznam (0) : Na vodič Data se přivede signál úrovně 0 (záporný nebo zem). Tranzistor T 1 je otevřen => tento signál na vodiči Data zavře tranzistor T 4 (U DS = max) a tím dojde k otevření tranzistoru T 3 (U DS = min). Skončí-li zápisový impuls na vodiči Data, bistabilní klopný obvod zůstane nastaven. Tranzistory T 5 a T 6 plní pouze funkcí rezistorů

5 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) – technologie MOS Čtení informace z paměťové buňky Při čtení je na adresový vodič přivedena hodnota logická 1, což opět způsobí otevření tranzistorů T 1 a T 2. Čtení (1) : Jestliže byla v paměti zapsána hodnota 1, je tranzistor T 4 otevřen => (U DS = min) (tj. na jeho výstupu je hodnota 0). Tuto hodnotu obdržíme na vodiči \DATA. Záznam (0) : Jestliže byla v paměti zapsána hodnota 0, je tranzistor T 4 zavřen => (U DS = max) (tj. na jeho výstupu je hodnota 1). Tuto hodnotu obdržíme na vodiči \DATA. Tranzistory T 5 a T 6 plní pouze funkcí rezistorů. Pro správné vyhodnocení uložených informací v paměťové buňce musí být na vodiči \DATA připojen invertor spolu s čtecím zesilovačem. 1

6 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) – technologie TTL - základem je bistabilní klopný obvod, který je realizován technologií TTL. Vodič Data je určený k zápisu 1 nebo 0 do paměťové buňky. Vodič označený jako \Data se používá ke čtení zapsané informace z paměťové buňky. Hodnota na tomto vodiči je vždy opačná než hodnota uložená v paměti. Při čtení obsahuje čtecí zesilovač invertor pro správné vyhodnocení informace.

7 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) – technologie TTL Záznam informace do paměťové buňky V klidovém stavu je předpětí na vodičích DATA a /DATA +1,5 V; na adresovém vodiči je +0,3 V. Záznam se provádí vybuzením adresového vodiče z klidové hodnoty +0,3 V na +3 V a změnou napětí na vodiči DATA, tím se otevře tranzistor na jehož emitoru je nejnižší napětí. Na vodič DATA se přivede zapisovaná hodnota (0). Tranzistor T 1 se otevře, a dojde k zavření T 2. Tento stav obvodu představuje uložení hodnoty 0 do paměti (U ce T 1 => min; U ce T 2 => max). Na vodiči /DATA je hodnota 1. Na vodič DATA se přivede zapisovaná hodnota (1). Tranzistor T 1 se zavře, a dojde k otevření T 2. Tento stav obvodu představuje uložení hodnoty 1 do paměti (U ce T 1 => max; U ce T 2 => min). Na vodiči /DATA je hodnota 0. Po záznamu informace se napětí vrátí na klidové úrovně a zaznamenaná informace zůstane beze změny. Při napětí +0,3 V na adresovém vodiči jsou oba vodiče DATA i /DATA bez proudu a ani změny jejich napětí zaznamenanou informaci neporuší. 0,3 V V + 1,5 V 0,3 V + 3 V

8 Paměti SRAM (Static Random Access Memory) – technologie TTL Čtení informace z paměťové buňky Čtení informace se provádí zvýšením napětí na adresovém vodiči na 3 V. Čte-li se z paměťové buňky zapsaná hodnota 0, je tranzistor T 1 otevřen a T 2 zavřen => (U CE T 1 = min; U CE T 2 = max). Do vodiče /DATA teče minimální proud a je max. U CE na T 2. Čte-li se z paměťové buňky zapsaná hodnota 1 je tranzistor T 1 zavřen a T 2 otevřen => (U CE T 1 = max; U CE T 2 = min). Do vodiče /DATA teče maximální proud a je min. U CE na T 2. Je-li příslušný tranzistor otevřen, teče do vodiče DATA nebo /DATA proud. Pro získání skutečné informace je potřeba na vodiče DATA a /DATA zapojit invertor. Pro získání skutečné informace je potřeba na vodiče DATA a /DATA zapojit s čtecím zesilovačem zapojit invertor. + 3 V

9 Paměti DRAM (Dynamic Random Access Memory) V paměti DRAM je informace uložena pomocí elektrického náboje na kondenzátoru. Tento náboj má však tendenci se vybíjet i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji elektrického napájení. Aby nedošlo k vybití a tím i ke ztrátě uložené informace, je nutné periodicky provádět tzv. refresh, tj. oživování paměťové buňky. Buňka paměti DRAM je velmi jednoduchá a dovoluje vysokou integraci a nízké výrobní náklady. Díky těmto vlastnostem je používána k výrobě operačních pamětí. Její nevýhodou je však vyšší přístupová doba ( ns) způsobená nutností provádět refresh a časem potřebným k nabití a vybití kondenzátoru.

10 Paměti DRAM (Dynamic Random Access Memory) Záznam informace do paměťové buňky Při záznamu informace se na adresový vodič přivede kladný signál (1). Tím se tranzistor T otevře. Záznam 1 - Na datovém vodiči je zapisovaná hodnota (1), což představuje kladnou hodnotu signálu. Touto hodnotou se přes otevřený tranzistor T nabije kondenzátor C. Záznam 0 - Na datovém vodiči je zapisovaná hodnota (0), což představuje zápornou hodnotu či zem. Přes otevřený tranzistor T dojde k vybití kondenzátoru C (pokud byla dříve v paměti uložena hodnota 1) nebo ke zkratování kondenzátoru C, který se nenabije

11 Paměti DRAM (Dynamic Random Access Memory) Čtení informace z paměťové buňky Při čtení je na adresový vodič přiveden kladný signál (1), což způsobí otevření tranzistoru T. Čte-li se z paměťové buňky hodnota 1, je kondenzátor C nabit. Zapsaná hodnota přejde na datový vodič. Tímto čtením však dojde k vybití kondenzátoru a zničení uložené informace. Jedná se tedy o buňku, která je destruktivní při čtení a přečtenou hodnotu je nutné opět do paměti zapsat. Čte-li se z paměťové buňky hodnota 0, je kondenzátor C není nabit. Na datovém vodiči de žádná informace neobjeví