Podstawowe informacje o

pamięciach

półprzewodnikowych.

Organizacja pamięci

Pamięciami półprzewodnikowymi nazywamy cyfrowe

układy scalone przeznaczone do przechowywania
większej ilości informacji w postaci binarnej.

Podstawowymi parametrami są:
• pojemność – jest to maksymalna ilość informacji, jaką

możemy przechować w danej pamięci. Jej wielkość
podajemy w bitach (b) lub bajtach (B). Pojemność
pamięci nie jest ilością słów, które możemy w niej
przechować.

• czas dostępu – w przypadku operacji odczytu

nazywamy czas, jaki musi upłynąć od momentu
podania poprawnego adresu odczytywanego słowa w
pamięci do czasu ustalenia się poprawnej wartości
tego słowa na wyjściu pamięci, lub w przypadku
operacji zapisu – czas jaki upłynie do momentu
zapisania wartości tego słowa z wejścia pamięci. Czas
ten podaje się w nanosekundach (ns).

W technice komputerowej używa się pamięci

półprzewodniko-wych o dostępie swobodnym – jest
to pamięć, dla której czas dostępu praktycznie nie
zależy od adresu słowa w pamięci, czyli od miejsca, w
którym jest przechowywana informacja.

Ze względu na właściwości użytkowe pamięci dzielimy na:
• RAM (Random Access Memory) – jest to pamięć

półprzewodnikowa o dostępie swobodnym
przeznaczona do odczytu i zapisu. Pamięć ta jest
pamięcią ulotną, co oznacza, że po wyłączeniu zasilania
informacja w niej przechowywana jest tracona. Z niej
tworzy się pamięć operacyjną komputera.

• ROM (Read Only Memory) – jest to pamięć

półprzewodni-kowa o dostępie swobodnym
przeznaczona tylko do odczytu. W niej przechowuje się
programy inicjujące pracę komputera.

Ze względu na technologię wykonania, pamięci RAM

dzielimy na dwie podstawowe grupy:

• pamięci dynamiczne – DRAM.
• pamięci statyczne – SRAM.
Pamięci dynamiczne są pamięciami wolniejszymi od

pamięci statycznych, natomiast są znacznie od nich
tańsze. Ponadto znacznie łatwiej podlegają scaleniu i
tym samym można osiągnąć większe pojemności przy
tej samej wielkości układu. Istotną wadą tych układów
jest konieczność korzystania z procesu odświeżania.
Proces ten polega na cyklicznym, ponownym zapisie
przechowywanej informacji do komórek tej pamięci.

Pamięci statyczne mają zastosowanie w systemach

komputerowych jako tak zwana pamięć podręczna.
Cechą charakterystyczną tych pamięci jest bardzo
duża prędkość działania i brak procesu odświeżania.

DB (Data Bus) – szyna

wejścia/wyjścia danych –

służy do wprowadzania i

wyprowadzania informacji z i

do pamięci.

AB (Adress Bus) – wejście

adresowe – służy do

dokonania wyboru, na którym

z wielu słów w pamięci

zostanie wykonana operacja

(zapisu bądź odczytu).

R/W# (Read/Write#) – wejście

sterujące – służy do

uaktywnienia układu pamięci.

CS# (Chipset Select) – wejście

służące do uaktywnienia

układu pamięci.

Adresem nazywamy niepowtarzalną liczbę (numer)

przypisaną danemu miejscu (słowu) w pamięci w celu
jego identyfikacji.

Słowem w pamięci nazywamy zestaw pojedynczych

komórek pamięci, do którego odwołujemy się
pojedynczym adresem.

Ilość bitów w pojedynczym słowie pamięci będziemy

nazywać długością słowa pamięci. Długość słowa
pamięci musi być równa ilości wyprowadzeń szyny
wejścia/wyjścia, gdyż słowa są wprowadzane i
wyprowadzane z pamięci równoległe.

Z warunku unikalności adresu wynika minimalna ilość linii

szyny adresowej. Przy m-bitowej szynie adresowej
mamy do dyspozycji 2

m

różnych adresów.

Jeżeli ilość słów przechowywanych w pamięci wynosi N,

musi być spełniony warunek:

N =< 2

m

Wartość pojemności pamięci, długości słowa oraz ilości

linii adresowych wiąże wzór. Jeżeli pojemność pamięci
oznaczymy przez M, długość słowa przez n, a ilość
linii adresowych przez m, to spełniona jest zależność:

M = n * 2

m

Organizacją pamięci nazywamy sposób podziału

obszaru pamięci na słowa.

Łączenie układów pamięci

Budowa bloków (banków) pamięci polega

na łączeniu układów scalonych pamięci

o określonej pojemności i organizacji w

ten sposób, aby uzyskać zespół pamięci

o większej pojemności i/lub o zmienionej

długości słowa.

Problem rozbudowy pamięci możemy

podzielić na dwa podstawowe przypadki:

• zwiększanie długości słowa przy

niezmienionej ilości słów;

• zwiększanie ilości słów przy

niezmienionej długości słowa.

Zwiększanie długości słowa

W celu zwiększenia długości słowa pamięci szerszą

magistralę danych budujemy z bitów linii danych

kolejnych układów scalonych pamięci, natomiast

magistralę adresową i sygnały sterujące łączymy

równolegle. Połączenie równoległe wejść

adresowych oznacza, że we wszystkich układach,

z których budujemy blok o większej długości

słowa, wybieramy słowa położone w takim

samym miejscu.

Podobnie postępujemy z sygnałami sterującymi.

Musimy uaktywnić wszystkie układy

przechowujące słowa składowe tworzące słowo o

większej długości, stąd równoległe połączenie

sygnałów

CS#

. Ponieważ na wszystkich słowach

składowych wykonujemy tę samą operację zapisu

lub odczytu, równolegle łączymy sygnały

R/W#

.

Zwiększenie ilości słów w pamięci

Zwiększenie ilości słów pamięci oznacza

zwiększenie ilości potrzebnych adresów, a tym
samym rozbudowę szyny adresowej o
dodatkowe bity potrzebne do uzyskania tych
adresów. Przy niezmienionej długości słowa
szyna danych pozostaje bez zmian. Dodatkowe
bity adresu służą, przy wykorzystaniu
dekodera, do wyboru jednego z łączonych
układów pamięci.

Wyboru dokonujemy przy użyciu wejścia

CS#

uaktywniającego układy scalone pamięci.
Magistrale adresowe, danych i sygnałowe
łączymy równolegle.