Autor:Jiří Gregor Předmět/vzdělávací oblast: Digitální technika Tematická oblast:Digitální technika Téma:Statické paměti RWM – RAM 2. část Ročník:3. Datum vytvoření:září 2013 Název:VY_32_INOVACE_ ELE Anotace: Popis činnosti pamětí pro čtení a zápis statických RWM - RAM. Prezentace je určena pro přípravu žáků oboru Mechanik elektrotechnik. Využitím grafických možností sady Microsoft Office 2010 se materiál stává inovativním zejména názorností výkladu, který vede žáka krok za krokem ke správnému řešení. Interaktivní prezentační prvky, animace a bohaté ilustrační příklady napomáhají lepšímu pochopení tématu a usnadňují rozvoj odborných znalostí a dovedností žáků. Metodický pokyn: Materiál primárně slouží pro výklad v hodině, ale díky své názornosti může být využit i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověřují, jak žáci danou problematiku zvládli, a po vytištění je lze použít i jako samostatný test. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC, dataprojektoru. Využitím interaktivní tabule je možné zvýšit jeho interaktivitu.

STATICKÉ PAMĚTI RWM Připomeneme si příklad struktury polovodičové paměti RWM s kapacitou 16 bitů, která je organizována jako 16x1 bit. Oba dekodéry jsou typu 1 ze 4. Kromě adresových vstupů má paměť datový vstup D in a datový výstup D out. Dále má paměť signál pro řízení čtení a zápisu a signál blokování nebo uvolnění celé paměti označený jako CS (Chip Select).

STATICKÉ PAMĚTI RWM Signály pro blokování se konstruují jako aktivní v 0 ( ) nebo v 1 ( CS bez negace) a jsou používány pro spojování více paměťových součástek, které pracují do společné datové sběrnice. Během zápisu dat do paměti ( =0) je výstupní hradlo přepnuto do stavu vysoké impedance. To umožňuje, aby D in byl spojen s D out D out. Tím je umožněn přenos dat v obou směrech po stejné sběrnici – datová sběrnice je tudíž obousměrná obousměrná.

STATICKÉ PAMĚTI RWM Zápis dat do paměti je definován signálem we = 1 (write enable), který je odvozen od hodnot signálů =0 a výběru čipu CS =1. Vnitřní signály d in, d out a we jsou připojeny ke každé paměťové buňce. Na následujícím obrázku je znázorněn detail jedné paměťové buňky.

STATICKÉ PAMĚTI RWM

Data mohou být zapsána do klopného obvodu paměťové buňky, když je nastavena její adresa, tj. x i =y i =1, a také je-li zápisový puls we=1. Tato podmínka je realizována hradlem H1 na obrázku. Čtení Čtení z paměťové buňky nastává adresováním buňky spolu s výstupem klopného obvodu přes hradlo s otevřeným kolektorem H2. Při čtení z paměti je zápisový signál we=0. Všechny paměťové buňky na čipu jsou přes otevřené kolektory vzájemně spojeny vč. výstupu paměti přes třístavové vnější hradlo. STATICKÉ PAMĚTI RWM

Pro správnou činnost pamětí musí být splněny podmínky časování dané výrobcem. Podmínky časování bývají uvedeny v katalogu a lze je znázornit časovým diagramem. STATICKÉ PAMĚTI RWM - Na obrázku je časový diagram pro čtení z paměti. Časování statických pamětí ČTENÍ

STATICKÉ PAMĚTI RWM - ČTENÍ

Po uvedení platné adresy na adresovou sběrnici a odblokování paměti signálem = 0 se na datové sběrnici D objeví platná data až za dobu t AA. Doba t AA se nazývá STATICKÉ PAMĚTI RWM doba přístupu do paměti od platné adresy a patří k významným parametrům, charakterizujícím paměť. Na obrázku je ještě doba t RC, která se nazývá doba čtecího cyklu R (Read C Cycle) a je vymezena potřebnou délkou platné adresy. Časování statických pamětí

Při zápisu dat do paměti RWM je nutné dodržet podmínky diagramu zápisu. Abychom zabránili zápisu dat na nesprávnou pozici, nesmí přijít zápisový puls dříve, než je ustálená adresa A na adresové sběrnici a je platný signál. STATICKÉ PAMĚTI RWM - ZÁPIS t AS je čas, o který je zpožděn signál. t WP je minimální šířka zápisového signálu daná výrobcem.

Data jsou do paměti zapisována na konci zápisového pulsu. Proto musí být platná data i adresa přítomny ještě jistou dobu t DW před koncem zápisového pulsu. U většiny pamětí musí být data i adresa přítomny ještě jistou dobu tH tH (Hold Time) STATICKÉ PAMĚTI RWM - ZÁPIS po ukončení zápisového pulsu. t WC =t AS +t WP +t H je doba zápisového cyklu cyklu.

Kontrolní otázky 1. Jaké signálové vstupy a výstupy má polovodičová paměť RWM s kapacitou 16 bitů, která je organizována jako 16x1 bit? 2. Co jsou signály pro blokování, jaké mají označení? 3. Co umožňuje obousměrný přenos po datové sběrnici? 4. Co definuje a čím je odvozen signál we=1? 5. Kam jsou připojeny vnitřní signály d in, d out a we? 6. Nakreslete detailní schéma jedné paměťové buňky a popište její činnost při zápisu a čtení. 7. Jakou má funkci třístavové vnější hradlo? 8. Nakreslete a popište časový diagram čtení z paměti. 9. Nakreslete a popište časový diagram zápisu do paměti.

Použité zdroje: ANTOŠOVÁ, Marcela a Vratislav DAVÍDEK. Číslicová technika. 3. vyd. České Budějovice: Kopp, 2008, 286 s. ISBN Autorem všech částí tohoto učebního materiálu, není-li uvedeno jinak, je Jiří Gregor.