Читайте также:
|
|
по дисциплине: «Схемотехника»
Тема работы: «Запоминающие устройства типа ROM(M), PROM, EPOM, EEPROM (особенности работы схем, структура)»
студентки очного отделения
3 курса 83001106 группы
Лихогодиной Е.С.
Проверил:
_____________________________________________
Ученая степень, звание подпись фамилия, инициалы
_____________________________________________
отметка о выполнении дата
БЕЛГОРОД, 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ЗУ типа ROM…………………………………………………………………..3
Масочные ROM – ROM(M)…………………………………………………..4
Программируемые ЗУ………………………………………………………..6
1) PROM……………………………………………………………………6
2) EPROM………………………………………………………………….8
3) EPROM-OTP…………………………………………………………..10
4) EEPROM……………………………………………………………….10
1 ЗУ ТИПА ROM
Эти ЗУ (ПЗУ) являются по-настоящему постоянными, т. к. их содержимое после изготовления никогда не изменяется.
Постоянная память ROM (рис. 1) программируется при изготовлении с помощью масок (ROM (М), масочные ПЗУ) или лазерной технологии (ROM (L)). Для потребителя это в полном смысле слова постоянная память, т. к. изменить ее содержимое он не может.
Рисунок 1 – Классификация постоянных ЗУ |
В обозначениях следующих четырех разновидностей ROM присутствует буква Р (от Programmable). Это программируемая пользователем память (ППЗУ— программируемые ПЗУ). В PROM и EPROM-OTP содержимое записывается однократно (ОТР означает One-Time Programmable). В EPROM. EEPROM и Flash возможны стирание старой информации и запись новой. Новые данные записываются электрическими сигналами.
2 МАСОЧНЫЕ ROM
В масочные ROM (ROM(M)) информация записывается на завершающих этапах технологического процесса.
Рисунок 2 – Матрицы диодных (а) и МОП-траизисторных (б) запоминающих элементов ROM
В матрице диодной ROM (рис.2, а) горизонтальные линии служат для выборки слов, а вертикальные — для считывания их разрядов. Считываемое слово определяется расположением диодов в пересечениях линий. При наличии диода высокий потенциал выбранной горизонтальной линии передается на соответствующую вертикальную линию, и в данном разряде слова появляется сигнал логической единицы. При отсутствии диода вертикальная линия имеет нулевой потенциал, т. к. она через резистор связана со схемной землей. В изображенной матрице при возбуждении шины выборки Ш1 считывается слово 11010001 (в ячейке номер один хранится это слово). При возбуждении шины 1112 считывается слово 10101011 (оно хранится в ячейке номер 2). Шины выборки являются выходами дешифратора адреса, каждая адресная комбинация возбуждает свой выход дешифратора, что приводит к считыванию слова из адресуемой ячейки.
Для программирования ROM в одних узлах матрицы элементы связи изготовляются, в других — нет. Чтобы удешевить производство, при изготовлении матрицы стремятся варьировать только один шаблон (маску), так чтобы одни элементы связи были законченными, а другие — не завершенными и как бы отсутствующими. В матрицах с МОП-транзисторами для хранения нуля увеличивают толщину подзатворного окисла, что увеличивает пороговое напряжение транзистора. В этом случае рабочие напряжения ЗУ не в состоянии открыть транзистор, что равноценно его отсутствию. Матрица с МОП-транзисторами показана на рис. 2, б.
Масочные ЗУ отличаются компактностью запоминающих элементов и, следовательно, высоким уровнем интеграции. При больших объемах производства масочное программирование целесообразно, однако при недостаточной тиражности затраты на проектирование и изготовление шаблонов для технологического программирования ЗУ делают продукцию чрезмерно дорогой. Отсюда видна и область применения масочных ЗУ — хранение стандартной информации, имеющей широкий круг потребителей. В частности, масочные ЗУ имеют в качестве "прошивки" коды букв алфавитов (русского и латинского), таблицы типовых функций (синуса, квадратичной функции и др.), стандартное программное обеспечение и т. п.
3 ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЗУ
В обозначениях следующих четырех разновидностей ROM присутствует буква Р (от Programmable). Это программируемая пользователем память (ППЗУ— программируемые ПЗУ). В PROM и EPROM-OTP содержимое записывается однократно (ОТР означает One-Time Programmable). В EPROM, EEPROM и Flash возможны стирание старой информации и запись новой. Новые данные записываются электрическими сигналами. Содержимое памяти EPROM (Erasable Programmable ROM) стирается облучением кристалла ультрафиолетовыми лучами, ее русское название РПЗУ- УФ. В EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) и Flash-памяти стирание производится электрическими сигналами. Русское название EEPROM—РПЗУ-ЭС или ЭСППЗУ (электрически стираемое программируемое ПЗУ).
Микросхемы PROM, EPROM и EEPROM программируются в лабораторных условиях на специальных программаторах (PROM, EPROM) либо с помощью специальных режимов без изъятия микросхемы из устройства, в котором она используется.
Постоянные ЗУ имеют многоразрядную организацию (обычно 8-, 16- или 32- разрядную) и чаще всего выполняются по структуре 2DM. Технологические типы постоянных ЗУ разнообразны — диодные матрицы, ТТЛ(Ш), КМОП, n-МОП и др.
1) PROM
В PROM и EPROM-OTP информация однократно записывается потребителем. Микросхемы PROM программируются пережиганием плавких перемычек (типа /те) с помощью несложных программаторов. В исходной заготовке имеются все перемычки, а после программирования остаются только необходимые. Металлические или поликремниевые перемычки в электродах запоминающих элементов расплавляются импульсами тока достаточно большой амплитуды и длительности. Программирование пользователем и невысокая стоимость в свое время обусловили широкое распространение PROM, которые сейчас почти сошли со сцены. Отечественные PROM серии К556 имеют емкость 1...64 Кбит и время доступа по адресу 70...90 не.
Перемычка из двух встречно включенных диодов в исходном состоянии имеет для токов обоих направлений настолько большое сопротивление, что практически равноценна разомкнутой цепи, и запоминающий элемент хранит логический нуль. Для записи единицы к перемычке прикладывают повышенное напряжение, пробивающее диод, включенный в обратном направлении, с образованием в нем короткого замыкания (проводящей перемычки).
Запоминающие элементы с плавкими перемычками в цепях диодов и в цепях эмиттеров биполярных транзисторов (что ласт элемент, усиливающий ток), а также перемычки с парами диодов показаны на рис. 3 в исходном состоянии и после программирования.
Рисунок 3 - Запоминающие элементы с плавкими перемычками (в. в) и диодными парами (б)
2) EPROM
Запоминающие элементы этих ЗУ состоят из двух последовательно включенных транзисторов: обычного ключевого транзистора для выборки адресованного элемента и ЛИЗМОП-транзистора. играющего, в зависимости от программирования, роль замкнутой или разомкнутой перемычки. Для стирания информации ультрафиолетовыми лучами (УФ-лучами) корпус ИС имеет специальное прозрачное окошко. Двуокись кремния и поликремний прозрачны для УФ-лучей, создающих в областях транзистора фото- и тепловые токи, что делает области проводящими и позволяет заряду покинуть плавающий затвор. После стирания старой информации окошко в корпусе заклеивают, чтобы избежать воздействия света на поверхность кристалла. Операция стирания информации этим способом занимает десятки минут. Информация стирается сразу во всем кристалле. В схемах с УФ-стиранием число циклов перепрограммирования существенно ограничено (10... 1000 циклов у приборов разного качества), т. к. под действием УФ-лучей свойства материалов постепенно изменяются.
Современные EPROM имеют емкости до 32 Мбит при временах доступа 70... 100 не и скорости записи 50... 100 мкс/слово. Отечественные ЗУ с УФ- стиранием данных, среди которых наиболее известна серия KS73. имеют емкости до I Мбит и времена доступа около 350 нс.
Пример схемы ЗУ типа EPROM
На рис. 4 показана упрощенная схема ЗУ EPROM (фирма Cypress Semiconductor). Ядро схемы — структура 2DM, содержащая адресный дешифратор, матрицу запоминающих элементов и блок мультиплексоров. Ядро дополнено регистром, принимающим данные по фронту синхросигнала СР, выходными буферами с третьим состоянием и логикой управления буферами. Введение в схему регистра вносит в ее работу элсмс1ггы параллелизма операций и повышает быстродействие ЗУ. Действительно, сразу же после приема данных регистром можно изменять адрес и переходить к чтению следующего слова, не дожидаясь, пока предыдущее слово будет использовано приемником, так как во время выборки следующего слова предыдущее сохраняется регистром. Управление буферами с помощью двух сигналов разрешения Е и Es повышает гибкость использования микросхемы.
Конкретные параметры схемы соответствуют информационной емкости 4 Кбит при организации 512x8. Микросхемы имеют напряжение питания 5 В. время доступа по адресу 25 не и, как сказано в их описании, программируемость 100%.
Рисунок 4 – структура ЗУ типа EPROM
EPROM и EEPROM
В этих ЗУ возможно стирание старой информации и замена ее новой. Рабочий режим (чтение) — процесс, выполняемый с высокой скоростью. Замена же содержимого памяти — процесс длительный и сложный, для его проведения ЗУ выводится из рабочего режима. В EPROM старая информация стирается ультрафиолетовыми лучами, в EEPROM электрическими сигналами.
Запоминающие элементы обоих типов ЗУ — МОП-транзисторы, над каналами которых созданы области, способные захватывать и удерживать электрический заряд, изменяющий пороговые напряжения транзисторов. В транзисторах с p-каналом введение в область-ловушку электронов (отрицательного заряда) создает электрическое поле, способствующее возникновению между истоком и стоком проводящего канала. В транзисторах с p-каналом заряд электронов, напротив, затрудняет создание проводящего канала и увеличивает пороговое напряжение транзистора, который не сможет включаться под действием рабочего напряжения. Возможность удалять или создавать заряд 8 области-ловушке обеспечивает репрограммируемость ЗУ. Конструктивно области-ловушки выполняются в виде:
· границы между диэлектрическими слоями из разных материалов;
· плавающих затворов.
3) EPROM-OTP
К микросхемам с однократным программированием, получившим признание в современной схемотехнике, относятся ЗУ типа EPROM-OTP — упрошенный вариант перепрограммируемых EPROM.
Для стирания данных УФ-лучами нужны специальные корпуса с прозрачными окошками, имеющие высокую стоимость. Замена таких корпусов обычными дешевыми (без окошка) приводит к однократно программируемым EPROM-OTP (ОТР от One Time Programmable), в которых запись производится электрическими сигналами путем заряда плавающих затворов. Изменить содержимое памяти уже нельзя, так как отсутствие в корпусе окошка исключает возможность облучения кристалла.
4) EEPROM
В этих ЗУ стирание информации удалением зарядов из плавающих затворов производится электрическими сигналами. Электрическое стирание имеет преимущества: можно стирать информацию не со всего кристалла, а выборочно (в EEPROM индивидуально для каждого адреса). Длительность процесса "стирание-запись" значительно меньше чем у EPROM, сильно ослабляются ограничения на число циклов перепрограммирования (допускается 104... 105 таких циклов). Кроме того, перепрограммировать микросхему можно, не извлекая ее из устройства, в котором она работает. В последнее время электрическое стирание активно вытесняет УФ-стирание. Подключение двухзатворных транзисторов к линиям выборки строк и линиям чтения в матрицах ЗУ показано на рис. 5. Логический нуль записывается путем заряда плавающего затвора инжекцией "горячих" электронов в режиме программирования. Стирание информации (удаление заряда из плавающего затвора) приводит к записи в запоминающие элементы логических единиц, т. к. в данном случае опрашиваемые транзисторы открываются и передают напряжение Ucc на линии считывания.
Рисунок 5 – схема подключения транзисторов с двумя затворами к линиям выборки и считывания в РПЗУ
Среди отечественных ЗУ с электрическим стиранием данных имеются серии КР558 (на основе n-МНОП) и К1609, К1624, К1626 на основе транзисторов с плавающими затворами. Емкости отечественных микросхем памяти с электрическим стиранием данных достигают 64 Кбит, а время доступа составляет около 250 не. На уровне мировой техники имеются EEPROM с информационной емкостью до 4 Мбит при тактовых частотах до 50 МГц и напряжениях питания 1,8...3,6 В.
Понятие рыночной экономики и ее особенности в РБ
Нацтональная экономика РБ-это сложившаяся система нац. И общественного воспроизводства государства, в которой между собой взаимосвязаны отрасли, виды и формы общественного труда, сформировавшиеся в процессе длительного эволюционного исторического развития страны и подразумевает под собой совокупность производственных сил и производственных отношений, к-рые складываются в процессе производства, распределении и потреблении товаров, работ и услуг. При этом она основывается на разных формах собственности в противовес плановой (дерективной) экономики, основанной на государственной форме собственности. В условиях рыночной экономики должны соблюдаться её законы. В рб-социально ориентированная рыночная экономика, предусматривающая и внедряющая в практику организации и ведение этой деятельности, обеспечивающая выпуск конкурентноспособной продукции. Национальная экономика РБ представляет собой сложную систему отраслей материального (производственная сфера) и нематериального (непроизводственная сфера) производства.
К производственной сфере относятся отрасли н/х, создающие материальные блага, а именно:
Промышленность;Строительство;Сельское хозяйство;Транспорт и связь;Торговля и общественное питание;Лесное хозяйство;Информационно-вычислительное обслуживание;Геология и разведка недр;
К непроизводственной сфере относятся:ЖКХ;Культура и искусство;
Наука и образование;Здравоохранение;Финансы, кредит, страхование и пенсионное обеспечение;Управление.
Описать государственную поддержку отраслей промышленности, льготную оплату услуг ЖКХ, кредиты на поддержку разных отраслей
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 37 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |