Paměti Paměti Obvody,jež umožňují uložení dat (přechodné,trvalé). Třídí se podle toho,zda umožňují zápis i čtení (RAM,DRAM,SRAM,)(Random Access Memory),

Prezentace na téma: "Paměti Paměti Obvody,jež umožňují uložení dat (přechodné,trvalé). Třídí se podle toho,zda umožňují zápis i čtení (RAM,DRAM,SRAM,)(Random Access Memory),"— Transkript prezentace:

1 Paměti Paměti Obvody,jež umožňují uložení dat (přechodné,trvalé). Třídí se podle toho,zda umožňují zápis i čtení (RAM,DRAM,SRAM,)(Random Access Memory), nebo pouze čtení (ROM,PROM,EPROM,EEPROM)(Read Only Memory).Dnes výhradně jako integrované obvody.S odpojením napájecího napětí se informace u RAM pamětí ztrácí,u ROM zůstává zachována. Struktura pamětí – adresovací vstupy ( A0…An - podle struktury adresujeme buď skupinu buněk či jednu buňku) - výstupy ( Qn,Yn, - normální nebo třístavové) - pomocné vstupy (ovládání zápisu,čtení atd) Kapacita paměti – podle počtu paměťových buněk v použité paměti Organizace paměti (např 32x8)

2 Paměti Stejná kapacita paměti , různá organizace,různé typy
Struktura paměti RAM 256 bit (256x1) (adresujeme 1 buňku) Struktura paměti PROM 256 bit (32x8) (adresujeme 8 buněk = byte)

3 Paměti A0 – An – adresy > adresový dekodér Organizace paměti
CS – chip select R/W - čtení/zápis Y0 - Yn - výstupy Příklad

4 Paměti statické a dynamické
Statická paměť – struktura jedné buňky Dynamická paměť (potřeba refreshe)

5 Realizace jedné buňky SRAM v technologii MOS
Realizace jedné buňky paměti DRAM

6 Paměti „Třístavový výstup“ – výstup „Yn“ může kromě logické „0“ a „1“ nabývat tohoto stavu, který se projevuje jako by výstup byl odpojen.(Rvýst se blíží nekonečnu) To umožňuje paralelní propojování výstupů pamětí,aniž by se výstupy navzájem ovlivňovaly. Na obrázku vpravo jsou tři paměti takto propojeny a volba jedné z pamětí (aktivace) se provádí přivedením logické úrovně na vstup CHS (chip select).

7 Paměti Příklad paměti s osmibitovým výstupem

8 Paměti-adresování Způsob adresování pamětí pomocí up/down binárního čítače a dekodéru 1 z 16.

9 Paměti-použití Použití pamětí – ukládání dat trvalé i přechodné,mezivýsledků-tzv.latche. Paměti v PC,USB Flash disky,mobily (sériové EEPROM), mikrokontroléry s integrovanou pamětí RAM a ROM,v digitálních fotoaparátech, v programátorech praček a jiných výrobcích spotřební elektrotechniky. Možností uložení průběhu jakékoli funkce lze v součinnosti s D/A převodníkem generovat periodickou (i neperiodickou) funkci libovolným kmitočtem – funkční generátor.

10 Paměti-generátory funkcí

11 Paměti-programování Programátory pamětí
Obvykle spolupráce s PC přes port (LPT,RS232,USB),obsluha - software

12 Paměti-perspektivy Perspektivy pamětí – v segmentu záznamových médií SSD disky začínají konkurovat HDD – výhoda podstatně nižších přístupových dob (u HDD ~ 10ms , u pamětí ~ 10ns) daleko nižší energetická náročnost,absence mechanických dílů zvyšuje spolehlivost, menší rozměry atd. Objev „jednoelektronového transistoru“ otevírá prostor pro další zvyšování hustoty integrace (radikálně redukovaný elektrický příkon-teplo chipu). Reálně realizovatelné po technologickém zvládnutí dosažení struktur rozlišení jednotek nm ( rozměry molekul ).Dnes dosahované struktury běžné průmyslové výroby kolem 90nm. Předpokládaná datová hustota je asi 1Tb dat na ploše 1cm2 – odpovídá asi miliard transistorů.Dnes ve stádiu výzkumu v laboratořích Texas Instruments, řeší se problémy např. šumové a signálové imunity (kosmické záření,elmg smog aj).

13 Paměti DDR I , DDR II , DDR III
První paměti DDR1 přenášely data rychlostí mezi MHz. V roce 2004 vstoupila na trh druhá generace DDR2, jejíž rychlosti přenosu se pohybovaly mezi 400 – 667 (800) MHz. Paměti typu DDR3 DRAM (Dynamic Random Access Memory) mohou přenášet data rychlostí kolem 1 GHz (0,8 – 2GHz), šířku mají vesměs 64b. Při vývoji byl kladen důraz na současný trend energetické úspornosti čipů při zachování nárůstu přenosového výkonu. Oproti předchozí generaci DDR2 využívá typ DDR3 firmy Samsung nižší napětí 1,5 V (DDR2 1,8 V).

14 Paměti DDR 1 - 3

15 Paměti Flash Flash paměti jsou obdobou pamětí EEPROM. Jedná se o paměti, které je možné naprogramovat a které jsou statické a energeticky nezávislé. Vymazání se provádí elektrickou cestou, jejich přeprogramování je možné provést přímo v počítači. Paměť typu Flash tedy není nutné před vymazáním (naprogramováním) z počítače vyjmout a umístit ji do speciálního programovacího zřízení.

16 Paměti EEPROM (Electrically EPROM)
Tento typ paměti má podobné chování jako paměti EPROM, tj. jedná se o statickou energeticky nezávislou paměť, kterou je možné naprogramovat a později z ní informace vymazat. Výhodou oproti EPROM pamětem je, že vymazání se provádí elektricky a nikoliv pomocí UV záření, čímž odpadá nepohodlná manipulace s pamětí při jejím mazání. Při výrobě pamětí EEPROM se používá speciálních tranzistorů vyrobených technologií MNOS (Metal Nitrid Oxide Semiconductor). Jedná se o tranzistory, na jejichž řídící elektrodě je nanesena vrstva nitridu křemíku (Si3N4) a pod ní je umístěna tenká vrstva oxidu křemičitého (SiO2). Vlastní buňka paměti EEPROM pak pracuje na principu tunelování (vkládání) elektrického náboje na přechod těchto dvou vrstev. Při zápisu dat se přivede na příslušný adresový vodič záporné napětí -U a datový vodič buněk, do nichž se má zaznamenat hodnota 1, se uzemní. Tranzistor se otevře a vznikne v něm náboj, který vytvoří velké prahové napětí. Při čtení se přivede na adresový vodič záporný impuls. Tranzistor s malým prahovým napětím se otevře a vede elektrický proud do datového vodiče, zatímco tranzistor s velkým prahovým napětím zůstane uzavřen. Vymazání paměti se provádí kladným napětím +U, které se přivede na adresové vodiče. Tunelovaný náboj se tím zmenší a prahové napětí poklesne, čímž je paměť vymazána.