[Анонс!] Итоговая онлайн-конференция «Образовательные методики и технологии 2020/21» Регистрация→
Конкурс разработок «Пять с плюсом» ноябрь 2020
Добавляйте свои материалы в библиотеку и получайте ценные подарки
Конкурс проводится с 1 ноября по 30 ноября

Методические указания к практической работе "Исследование режимов работы статического ОЗУ"

Данные материалы могут быть использованы в качестве методических указаний для проведения практических или лабораторных работ для студентов 2-3 курсов СПО компьютерных специальностей
Просмотр
содержимого документа

Практическая работа № 13.

Тема: Исследование режимов работы статического ОЗУ

Цель: Изучение назначения и функций оперативного запоминающего устройства. Знакомство с принципом работы оперативного запоминающего устройства.

Оборудование: Электронная лаборатория Electronics Workbench.

Краткая теория

По выполняемым функциям различают следующие типы запоминающих устройств:

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

Перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ).

ОЗУ используется при необходимости выбрать и обновить хранимую информацию в высоком темпе работы процессора цифрового устройства. В ОЗУ предусматриваются 3 режима работы:

1 – хранение при отсутствии обращения к ЗУ.

2 – режим чтения хранимых слов.

3 – режим записи (время чтения и записи слова в ОЗУ составляют доли миллисекунды).

ОЗУ используются для хранения исходных данных промежуточных, промежуточных и конечных результатов обработки данных. Представляет из себя набор регистров.

ОЗУ строятся из набора однотипных микросхем и являются неотъемлемой частью микропроцессорных систем различного назначения, они делятся на 2 класса: статические и динамические.  В статических ОЗУ запоминание информации производится на триггерах, а в динамических – на конденсаторах емкостью 0,5 пФ.   Конструктивно ОЗУ выполнено в виде двух блоков – матрицы запоминающих элементов и дешифратора адреса. Матрица состоит из элементов памяти, расположенных вдоль строк и столбцов, и имеет двухкоординатную дешифрацию адреса – по строкам и столбцам. При этом в выбранной ячейке памяти срабатывает двухвходовой элемент И и подготавливает цепи чтения записи информации на входных или выходных разрядных шинах.

Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) являются неотъемлемой частью микропроцессорных систем различного назначения. ОЗУ делятся на два класса: статические и динамические. В статических ОЗУ запоминание информации производится на триггерах, а в динамических – на конденсаторах емкостью 0,5 пФ. Длительность хранения информации в статических ОЗУ не ограничена, тогда как в динамических ОЗУ она ограничена временем саморазряда конденсатора, что требует специальных средств регенерации и дополнительных затрат времени на этот процесс.

Рисунок 1.

 

 

Рисунок 2.

 

На рис. 1 показана ячейка статического ОЗУ на D-триггере и вспомогательных логических элементах. Информационный вход ячейки подключен к шине данных D1 одного из разрядов, ее выход – к соответствующей шине D0 через элемент с тремя состояниями U6. Ячейка выбирается сигналами Y=1, X=1, поступающими с дешифратора адреса. При записи в ячейку памяти на D1 устанавливается 1 или 0, на входе WR/RD’ – сигнал 1, в результате чего срабатывают элементы 2И U1, U2. Положительный перепад сигнала с элемента U2 поступает на тактовый вход D-триггера U4 и в нем записывается 1 или 0 в зависимости от уровня сигнала на его D-входе. При чтении на входе WR/RD’ устанавливается 0, при этом срабатывают элементы U1, U3, U5 и на вход РАЗРЕШЕНИЕ ВЫХОДА буферного элемента U6 поступает разрешающий сигнал, в результате чего сигнал с Q-выхода D-триггера передается на разрядную шину D0, состояние которой индицируется логическим пробником IND. Для проверки функционирования ячейки памяти используется генератор слова (рис. 2), выходной код которого соответствует указанным режимам работы ячейки.

Заметим, что запоминающие устройства статического типа отличаются высоким быстродействием и в компьютерах используются в качестве так называемой кэш-памяти.

 

Контрольные вопросы и задания

Вопросы:

1. Какие типы памяти существуют?

2. Чем отличается динамическая память от статической?

3. Назовите основные параметры запоминающих устройств.

4. В чем состоит назначение ROM?

5. Какие элементы памяти используются в различных типах ROM?

6. Как и кем программируются PROM?

7. В чем состоит различие EPROM и EEPROM?

8. Какая схемотехника элементов памяти обеспечивает максимальное быстродействие RAM?

9. В чем состоит принципы построения RAM с одномерной и двумерной адресацией?

10. Сравните преимущества и недостатки структур 2D и 3D.

11. Объясните принципы осуществления структуры памяти 2DM и ее основные достоинства по сравнению с остальными структурами.

Задание:

1. Смоделируйте и проанализируйте работу ОЗУ, схема которого приведена выше.

Сделайте выводы по работе.

Информация о публикации
Загружено: 20 января
Просмотров: 1910
Скачиваний: 14
Перегоедова Мария Александровна
Прочее, СУЗ, Разное
Скачать материал