13 дәріс. Тұрақты жады құрылғылары(ТЖҚ). Жіктелуі, жұмыс ерекшеліктері.
Тұрақты жады құрылғылары (ТЖҚ) құрылғының барлық жұмыс істеу кезінде өзгеріссіз қалатын ақпараттарды сақтауға және оқуға арналған. Бұл ақпарат қорек көзі өшкенде де жойылмайды. Сондықтан тұрақты жады статикалық және динамикалық типті еркін қатынас құратын жады құрылғыларына қарағанда энергияға тәуелсіз жадылар деп аталады. Тұрақты жады құрылғысы жады элементтерінің матрицалық жиынын бейнелейді және өзінің құрылымы бойынша еркін қатынас құратын құрылғыларға жатады. Тұрақты жады құрылғысында еркін қатынас құратын жады құрылғыларындағыдай кезкелген жады элементінен ақпаратты таңдау уақыты жиындағы орналасқан орнына (адресіне) тәуелді емес. Тұрақты жады құрылғысының негізгі режимі – ақпаратты оқу режимі. Кейбір тұрақты жады құрылғыларында ақпаратты енгізген соң тек оқу операциясы ғана орындалады. Осы себептен бұл жадылар ROM (Read Only Memory – тек оқуға арналған жады) немесе ТЖҚ (тұрақты жады құрылғысы) деп аталады. Тұрақты жады құрылғысында статикалық типті жады құрылғысындағыдай ақпарат оқылған кезде жойылмайды. Тұрақты жады құрылғысына ақпаратты жазу “программалау” деп аталады және оқуға қарағанда айтарлықтай күрделі орындалады, сонымен қатар үлкен уақыт, энергия және жабдықтар шығындарын қажет етеді. Программалау әдісі бойынша тұрақты жадының келесідей негізгі типтері болады: маскалық, программаланылатын және қайта прграммаланылатын. Маскалық тұрақты жадыларға дайындау процесінде программаланатын ROM микросұлбалары жатады. Программаланатын тұрақты жадыларға ақпарат тұтынушы қасиеттеріне және қолдану саласына сәйкес құрылғыны орнату алдында бір рет жазылатын PROM микросұлбалар түрінде шығарылады. Қайта программаланылатын тұрақты жадылар немесе бірнеше рет программаланылатын жадылар өшірілетін тұрақты жадылар деп аталады. өшіру процедурасы жазу процедурасына қарағанда ұзағырақ болады.
13.1-ші суретте биполярлы МОП-транзисторларында жасалынған маскалық тұрақты сақтау құрылғыларының сақтау элементтерінің матрицаларының фрагменттері келтірілген.
а) б)
13.1-сурет. Биполярлы (а) және nМОП-транзисторларда орындалған маскалық тұрақты сақтау құрылғыларының фрагменттері
Маскалық тұрақты жадыларда ақпарат технологиялық сатылардың соңғыларының біреуінде жазылады. Тұрақты жадыда жады элементтері биполярлы және МОП транзисторлар негізінде жасалынады, олар адрес шинасымен деректер шинасының арасындағы түйінде орналасақан. Бастапқы материалға “суретті”енгізу бірнеше тізбектелінген фотолитография циклдары көмегімен орындалыды және бұл жағдайда жартылай өткізгішті аспаптарды қалыптастыратын жеке элементтер (мысалы, биполярлы транзисторлардың эмиттерлі және коллекторлы өткелдері немесе МОП транзисторларының құймасы мен бастауының шықпалары) маскалы-фотошаблондарды қолдану арқылы орындалады, сондықтан бұл типті тұрақты жадылардың маскалық деп аталады.
Маскалық тұрақты жадылар ірі көлемді сериялы өндірісте, бір маска көмегімен үлкен санды микросұлбаларды программалау мүмкіндігімен рентабельді болып келеді. Маскалық тұрақты жадылардың жылдамдығы ең жоғары екенін айта кету керек ( қатанас құру уақыты 30-70 мс). Сонымен қатар олардың құрылымы қарапайым, сондықтан үлкен көлемді ақпараттарды сақтау қабілеті бар микросұлбаларды дайындауға мүмкіндік береді. Алайда, ROM микросұлбалары біріншіден, маскалардың қымбаттылығынан, яғни олардың мазмұнын модификациялау күрделілігінен қазіргі замандық компьютерлерде кеңінен қолданылмайды.
13.2-сурет. Балқымалы ауыстырып-қосқыштары болатын программаланатын ТСҚ сұлбасы
PROM типті тұрақты жадыда программалау (бір реттік) арнайы ілгіштерді (перемычек) жою немесе қалыптастыру арқылы орындалады. Ілгіштер металлдық немесе поликристаллдық (кремнилі) болуы мүмкін. Металдық ілгіштер нихромнан, кейінгі кездерде титандывольфрамды және басқада қосспалар негізінде жасалынады. Ілгіш ретінде жұқа диэлектрикалық қабат немесе екі бір – біріне қарама –қарсы түрде қосылған диодтар қолданылады. Қайта программаланылатын тұрақты жады микросұлбаларын өшіру және прораммалау программатор көмегімен немесе мақсаттық құрылғының өзінде (егер онда сәйкес жабдықтар қарастырылған болса) орындалады. Ақпаратты өшіру не барлық микросұлба үшін, немесе нақты бір блок үшін, немесе бір ұяшық (байт) үшін жүргізіледі. Өшіру өшірілетін аймақтағы барлық биттерді бір күйге (әдетте, барлығын бірлік күйге, сирек жағдайда нолдік күйге) әкеледі. Әдетте, өшіру процедурасы жазу процедурасынан ұзақ.
Сақтау элементінің матрицасы біркоординатты ұйымдастырылған, 2D типті құрылымды балқымалы алып-қосқыштары болатын программаланатын тұрақты сақтау құрылғысы (ПТСҚ) 13.2-ші суретте келтірілген.
Негізгі әдебиет 1[170:179], 2[195:203].
Қосымша әдебиет 3[710:719].
Достарыңызбен бөлісу: |
