Репрограммируемое ПЗУ

Целью настоящей работы является
исследование особенностей функционирования больших интегральных схем ( БИС )
репрограмируемых постоянных запоминающих устройств ( РПЗУ ) в режиме записи и
считывания информации. 2.1.
Устройства хранения информации занимают значительное место в структуре
современных цифровых вычислительных систем. Особую роль при этом играют
полупроводниковые запоминающие устройства, предназначенные для построения
внутренней памяти ЭВМ. К устройствам данного класса относятся оперативные
запоминающие устройства ( ОЗУ ), постоянные запоминающие устройства ( ПЗУ ),
программируемые постоянные запоминающие устройства ( ППЗУ ) и репрограммируемыв
постоянные запоминающие устройства ( РПЗУ ). 2.2. Полупроводниковые ОЗУ
обеспечивают запись, хранение и считывание информации, поступающей из
центрального процессора или устройств внешней памяти ЭВМ. Они характеризуются
высоким быстродействием, однако при отключении питания информация, записанная в
0ЗУ данного типа, стирается. П3У предназначены для длительного хранения
информации многократного использования ( константы, таблицы данных, стандартные
программы и т.д. ). Запись информации в ПЗУ производится в процессе их
изготовления. ПЗУ функционируют только в режиме считывания и сохраняет
информацию при отключении питания. В отличии от ПЗУ программируемые ПЗУ
позволяют пользователю производить однократную запись ( программирование )
информации по каждому адресу. Основным режимом работы ППЗУ также является режим
считывания информации. Исследуемые в настоящей работе РПЗУ сохраняют
информацию при отключении источников питания, а также допускают возможность ее
многократной перезаписи электрическими сигналами непосредственно самим
пользователем, что имеет принципиальное значение при отладке тех или иных
систем. В отличие от ОЗУ быстродействие этих устройств в режиме записи
информации значительно ниже, чем в режиме считывания информации. В связи с этим
можно считать, что основным режимом работы РПЗУ является режим считывания
информации. 2.3. Основными определяющими параметрами запоминающих устройств
являются информационная емкость и быстродействие. В качестве единицы измерения
информационной емкости используются бит, представляющий собой один ( любой )
разряд двоичного числа. Часто используются производные единицы: Мбайт ( 1 Мбайт = 2 Информационная емкость
записывается, как правило, в виде произведения Например, емкость ОЗУ типа К155РУ1
составляет Такая форма записи характеризует также
и организацию памяти. Так, в приведенном примере ОЗУ типа К155РУ1 содержит 16
слов с разрядностью 1, а ППЗУ типа К155РЕЗ содержит 32 слова с разрядностьв
8. Быстродействие запоминающего устройства характеризуется величиной времени
обращения. Время обращения - это интервал времени от момента подачи сигнала
записи или считывания информации до момента завершения операции, т.е.
минимальный интервал времени между двумя последовательными сигналами обращения к
запоминающему устройству. Это время может составлять от долей до единиц
микросекунд в зависимости от типа устройства. Синф 1К х 4 = 4 Кбит (1К = 2 Условно-графическое
обозначение микросхемы приведено на рис.1. На рис.1
использованы следующие обозначения: RD - вход сигнала считывания Таблица 1 A0 X 0 —//—
1 2.4.
1. В режиме хранения на вход С подается логический 0 , при этом
независимо от характера сигналов на других управляющих и адресных входах на
выходах данных устанавливается высокоомное состояние ( R 2.4.2. При подаче CS = 1, ER = 0,
PR = 1 и RD = 0 происходит стирание информации во всех ячейках памяти
микросхемы, что соответствует для данной микросхемы установление всех ячеек в
состояние логической 1 . 2.4.3. При подаче сигналов CS = 1, ER = RD
= 0 происходит избирательное стирание информации только по одному адресу А,
установленному на входах AО 2.4.4. Для программирования РПЗУ на вход подается сигналы СS
= 1 и PR = 0. При этом обеспечивается запись по заданному адресу А информации,
поступившей на входы DО 2.4.5. Для считывания информации по адресу А на вход микросхемы
подаются сигналы СS=RD=1. Считываемая информация поступает на выходы D0
2.4.6. В режиме стирания и программирования на вход
U ё
-31 В. В режиме считывания это напряжение может иметь любое значение в интервале
от -33 В до 5 В. Функциональная схема исследуемого устройства представлена на
рис.2. 3.1. Исследуемая микросхема запоминающего устройства ДД2 представляет
собой РПЗУ с электрическим стиранием информации типа КР1601РР1, рассмотренное
выше. SA16.
Отжатому состоянию кнопки соответствует сигнал логического 0 ,
нажатому состоянию - сигнал логической 1 ( при этом загорается
соответствующий светодиод ). 3.3. Данные для записи в РПЗУ формируются с
помощью генератора пачки импульсов и счетчика СТ ( ДД1 ). Число импульсов
задается с помощью четырех кнопок с фиксацией на блоке К32 под надписью
Программатор СИ . Генератор запускается путем нажатия поочередно
кнопок Устан.О и "Пуск . Число импульсов подсчитывается
счетчиком, собранном на микросхеме типа К155ИЕ5, и в двоичном коде через шинный
формирователь ВД подается на вход данных РПЗУ. При необходимости счетчик СТ
может быть обнулен с помощью кнопки SA6. 3.4. Шинный формирователь ДДЗ
выполняет функцию коммутатора, обеспечивающего заданную пересылку
четырехразрядных слов данных. С этой целью в микросхеме ДДЗ предусмотрены три
различные группы входов / выходов. 3.4.1. Входы D1 предназначены для приема
данных от внешних устройств ( например, счетчика импульсов ) и пересылки их в
РП3У. 3.4.3. Выводы D1/0 представляют собой входы или выходы
микросхемы в зависимости от направления передачи данных. 3.4.4. При подаче на
управляющий вход шинного формирователя Е сигнала логического 0
данные с входов D1 подаются на выходы D 1/0. При подаче на вход Е сигнала
логической 1 данные с входов D 1/0 передаются на выход DО. 3.5.
Блок формирования импульсов управления представляет собой устройство,
формирующее сигнал управления работой РПЗУ. 3.5.1. В режиме 0бщее
стирание БФИ формирует на входе ER РПЗУ сигнал логического 0 .
Сигнал формируется с помощью кнопки SА1 на блоке К32 путем перевода ее в нажатое
состояние и обратно. 3.5.2. В режиме Избирательное стирание БФИ
формирует на входах ЕР и РР РПЗУ сигналы логического 0 . Сигналы
формируются с помощью кнопки SА2 путем перевода ее в нажатое состояние и
обратно. 3.5.3. В режиме Запись информации БФИ формирует сигналы
логического 0 на входе PR РПЗУ и на входе Е шинного формирователя.
Сигналы формируются с помощью кнопки SАЗ путем перевода еев нажатое состояние и
обратно. Указанные сигналы формируются при условии, что одна из кнопок SА1 или
SA2 находится в отжатом состоянии. 3.5.4. В режиме Считывание
информации БФИ формирует сигнал логической 1 на входе RD РПЗУ
и на входе Е шинного формирователя. Сигналы формируются с помощью кнопки SА4
путем перевода ее в нажатое состояние и обратно. Считывание информации
производится из ячейки памяти с заданным адресом А. После считывания данные
через шинный формирователь поступают на блок индикации БИ2. 3.6. Блок
индикации БИ1, расположенньй слева на передней панели блока К32, регистрирует
число, находящееся в счетчике СТ2 ( ДД1 ). Число представляется в десятичной
форме с помощью двух семисегментных индикаторов ( третьего и четвертого ).
Кнопка IO _ 2", расположенная под индикатором, должна находиться в
отжатом состоянии. Блок индикации БИ2, расположенный на панели справа,
регистрирует данные, считываемые из РПЗУ. Информация на блоке индикации может
быть представлена как в двоичной, так и в десятичной форме, 3.7.
Вышеуказанный ряд питающих напряжений, необходимый для функционирования
исследуемого устройства, формируется с помощью блоков пи- тания
стенда. Для подачи необходимых напряжений соответствующие кнопки питания должны
находиться в нажатом состоянии, что сопровождается свечением индикаторов
+5 , +15 , -15 , -
30 .