Тема:Постійні ЗП (ПЗП). Перепрограмовані ПЗП (ППЗП). Інтегральні мікросхеми ПЗП

Цель:изучить принципы построения ПЗУ; виды и способы программирования.

План:

1. Особенности построения ПЗУ.

2. Перепрограммируемые ПЗУ .Однотранзисторный ЗЭ биполярного ППЗУ.

3. Интегральные микросхемы ПЗУ.

4. Репрограммируемые постоянные ЗУ.

Ход лекции:

1.Постоянное ЗУ предназначено для хранения некоторой однажды записанной в него информации, не нарушаемой и при отключении источников питания. Как и ОЗУ, ПЗУ состоит из ячеек, обратившись к которым, можно вывести их содержимое. Отличие от ОЗУ состоит в том, что информация в ячейки записывается однократно, после чего в процессе эксплуатации используется лишь режим чтения. Следовательно, в ПЗУ предусмотрены два режима работы: режим хранения и режим чтения с высоким быстродействием, а режим записи не предусматривается.

В крупносерийном производстве применяются ПЗУ (РЕ), программирование которых выполняется в процессе их изготовления. Обычно на кристалле полупроводника вначале создаются все ЗЭ, а затем на заключительных технологических операциях с помощью индивидуальных для конкретных заказчиков фотошаблонов (масок) формируется требуемая сеть соединений, определяющая записывающую информацию.

В условиях мелкосерийного производства широко применяются ППЗУ (РТ), программирование которых осуществляется пользователем. По сравнению с ПЗУ они имеют более сложную структуру:

1. В связи с необходимостью введения плавких перемычек в каждый ЗЭ;

2. Из-за дополнительных элементов, через которые выполняется программирование.

Дополнительные затраты связаны и с самим процессом программирования, который осуществляется в определенных режимах с помощью специальных программаторов.

Используются ПЗУ для хранения программ, по которым микропроцессорные устройства функционируют длительное время, многократно выполняя действия по одному и тому же алгоритму при различных данных.

В общем случае любая микросхема памяти имеет следующие информационные выводы:

а – ПЗУ,

б – ОЗУ с двунаправленной шиной данных,

в – ОЗУ с раздельными шинами входных и выходных данных.

· Адресные выводы (входные), образующие шину адреса памяти. Код на адресных линиях представляет собой двоичный номер ячейки памяти, к которой происходит обращение в данный момент. Количество адресных разрядов определяет количество ячеек памяти: при количестве адресных разрядов n количество ячеек памяти равно

· Вывод данных (выходные), образующие шину данных памяти. Код на линиях данных представляет собой содержимое той ячейки памяти, к которой производится обращение в данный момент. Количество разрядов данных определяет количество разрядов всех ячеек памяти (обычно оно бывает равным 1, 4, 8, 16). Как правило, выходы данных имеют тип выходного каскада ОК или 3С.

· В случае оперативной памяти помимо выходной шины данных может быть ещё и отдельная входная шина данных, на которую подаётся код, записываемый в выбранную ячейку памяти. Другой возможный вариант – совершение входной и выходной шин данных, то есть двунаправленная шина данных, направление передачи информации по которой определяется управляющими сигналами СS, WR.

· Управляющие выводы (входные), которые определяют режим работы микросхемы. В большинстве случаев у памяти имеется вход выбора микросхемы CS (их может быть несколько, объединенных по функции И). У оперативной памяти также обязательно есть вход записи WR, активный уровень сигнала на котором переводит микросхему в режиме записи.

Рис.1

+Е

АЛ

РП

2В эмиттерной цепи ЗЭ предусмотрена плавкая перемыч-ка (П), которая в необходимых случаях может разрушаться при программировании ЗУ. Поэтому при обращении к ЗЭ по АЛ в случае неразрешенной П в РЛ будет протекать эмиттерный ток транзистора, в случае разрушенной перемычки ток течь не будет.

3С целью сокращения необходимого числа выводов корпусов для программирования используются те же выходы, по которым считывается информация с ППЗУ. К этим выводам внутри ИМС подключаются элементы программирования, через которые обеспечивается доступ к нужным плавким перемычкам.

Рис.2

Н К

УУ

Дш

Пр

DO₁

DO_n

Внешний программатор подключается к выводам DО ИМС ППЗУ и обеспечивает подачу соответствующих напряжений для записи информации. Этими напряжениями осуществляется прожигание плавких перемычек в элементах памяти. Очевидно, однажды записанная в ПЗУ информация в дальнейшем не может быть изменена. При программировании для пережигания перемычки достаточно через цепь эмиттера транзистора пропустить импульс тока 20 … 30 мА длительностью порядка 1 мс. При работе в режиме чтения токи в транзисторах накопителя существенно меньше, и они не могут вызвать прожигание тех перемычек, которые в процессе программирования оставлены непережженными. Адресная шина А используется при программировании для выбора заданных ЗЭ. В приведенной структуре показаны два управляющих сигнала

. Выбор ИМС задается одновременной подачей разрешающих значений обоих из них. Использование нескольких таких сигналов упрощает объединение ИМС при построении памяти заданной емкости и разрядности.

4Репрограммируемые ЗУ обладают всеми достоинствами ПЗУ, храня записанную информацию неопределенно долго и при отключенном питании. В то же время они допускают стирание записанной информации и запись новой информации. Однако если чтение осуществляется за доли микросекунды, то запись требует не много порядков большего времени.

Информационная цепь

VT₁

VT₂

Рис.3

Стирание информации в одних микросхемах производится путем подачи соответствующих напряжений, в других – путем подачи ультрафиолетового излучения через прозрачную крышку в корпусе микросхемы. Под действием напряжений либо светового излучения, действующего в течение 10 мин., снимается заряд с затвора транзисторов и все транзисторы накопителя оказываются установлены в непроводящее состояние. Обычное комнатное освещение практически не оказывает влияния на состояние транзисторов. Схема элемента памяти с электрической записью информации и стиранием ультрафиолетовым светом приведена на рис. 3.

Контрольные вопросы:

1. Какие способы производства ПЗУ существуют?

2. В чем особенность запоминающего элемента ППЗУ?

3. Как происходит программирование ППЗУ?

4. В чем особенность репрограммируемых ЗУ?

5. В течение какого времени пережигается перемычка в ППЗУ?

Список используемой литературы:

1. Калабеков Б.А., Мамзелев И.А. Цифровые устройства и МПС, - М.: Радио и связь, 1987. Стр. 251-255.

2. Калабеков Б.А., Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. – М.: Радио и связь, 1985. Стр. 67-74.

3. Евреинов Э.В., Цифровая и вычислительная техника, - М.: Радио и связь, 1991. Стр. 208-218.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: