Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Февраля 2013 в 16:37, курсовая работа
В зависимости от места нахождения в вычислительной системе память подразделяют на внутреннюю (оперативную, сверхоперативную и постоянную) и внешнюю (различные накопители).
В теоретической части данной работы рассмотрена компьютерная память, ее виды и классификации, в практической части – осуществлено построение внутренней памяти процессорной системы.
Введение 2
1. Теоретическая часть 3
1.1 Процессорная система 3
1.2 Общая классификация процессорных систем 5
1.3 Задача памяти в процессорных системах 8
1.4 Принцип работы памяти 8
1.5 Общая классификация памяти 9
1.6 Основные типы ОЗУ 11
1.7 Основные типы ПЗУ 12
2. Практическая часть 14
2.1 Определение объёма памяти 14
2.2 Синтез ПЗУ 15
2.3 Синтез ОЗУ 18
Заключение 22
Литература 23
1.7 Основные виды ПЗУ
ROM — (англ. read-only memory, постоянное запоминающее устройство), масочное ПЗУ, изготавливается фабричным методом. В дальнейшем нет возможности изменить записанные данные.
PROM — (англ. programmable read-only memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) — ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем. Память представляла собой двумерный массив проводников (строк и столбцов) на пересечении которых создавалась специальная перемычка из металла (например, нихрома или титаново-вольфрамового сплава) или аморфного кремния. Программирование заключалось в пропускании через соответствующую перемычку тока, который заставлял её разорваться — расплавиться и испариться. Восстановление расплавленных перемычек невозможно.
EPROM — (англ. erasable programmable read-only memory, перепрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ)). Представляет собой матрицу транзисторов с плавающим затвором индивидуально запрограммированных с помощью электронного устройства, которое подаёт более высокое напряжение, чем обычно используеся в цифровых схемах. В отличие от PROM, после программирования данные на EPROM можно стереть (сильным ультрафиолетовым светом от ртутного источника света). EPROM легко узнаваем по прозрачному окну из кварцевого стекла в верхней части корпуса, через которое виден кремниевый чип и через которое производится облучение ультрафиолетовым светом во время стирания.
EEPROM — (англ. electrically erasable programmable read-only memory, электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ). Память такого типа может стираться и заполняться данными несколько десятков тысяч раз. Используется в твердотельных накопителях. Одной из разновидностей EEPROM является флеш-память (англ. flash memory). Принцип работы EEPROM основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области (кармане) полупроводниковой структуры. Изменение заряда ("запись" и "стирание") производится приложением между затвором и истоком большого потенциала чтобы напряженность электрического поля в тонком диэлектрике между каналом транзистора и карманом оказалась достаточна для возникновения туннельного эффекта. Для усиления эффекта тунеллирования электронов в карман при записи применяется небольшое ускорение электронов путем пропускания тока через канал полевого транзистора
2 Практическая часть
Вариант 18
Необходимо построить внутреннюю память процессорной системы, состоящей из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ).
Длина слова ПЗУ 8бит
Длина слова ОЗУ 8бит
Разрядность шины данных 8
Разрядность адресной шины 20
Адреса покрываемые ПЗУ 00000-03FFF
Адреса покрываемые ОЗУ 40000-5FFFF
Ёмкость микросхемы ПЗУ 16К*4
Ёмкость микросхемы ОЗУ 64К*4
2.1 Определение ёмкости памяти.
Необходимую ёмкость памяти можно вычислить исходя из начального и конечного адреса, переводя его в двоичный код.
ПЗУ
Начальный адрес: 00000(16) - 0000 0000 0000 0000 0000(2)
Конечный адрес: 03FFF(16) - 0000 0011 1111 1111 1111(2)
Произошли изменения в 14 разрядах, следовательно, объём памяти для 8 битных слов будет равен:
214 = 16384 = 16 кбайт
ОЗУ
Начальный адрес: 40000(16) - 0100 0000 0000 0000 0000
Конечный адрес: 5FFFF(2) - 0101 1111 1111 1111 1111
Произошли изменения в 17 разрядах, следовательно, объём памяти для 8 битных слов будет равен:
217 = 131072 = 128 кбайт
2.2 Синтез ПЗУ
Для синтеза ПЗУ процессорной системы необходимо получить память объёмом 16К× 8, а в распоряжении есть микросхемы ёмкостью 16К × 4. Поскольку количество адресных ячеек у микросхем соответствует необходимой величине, а длина хранимого слова одной микросхемы составляет 4 бита, то необходимо объединить 2 микросхемы, где каждая будет хранить по четыре разряда слова.
16К × 4 * 2 = 16К × 8
У каждой есть по 14 адресных входов A0-A13 и по 4 выход4 данных, а так же вход CS (выбор микросхемы).
Рисунок 4. Микросхема ПЗУ 16К × 4.
Основные принципы построения ПЗУ:
Выводы первой микросхемы к шине Q0-Q3
Выводы второй микросхемы к шине Q4-Q7
Рисунок 5. Принципиальная схема ПЗУ процессорной системы.
2.3 Синтез ОЗУ
Для синтеза ОЗУ процессорной системы необходимо получить память объёмом 128К × 8, а в распоряжении имеются микросхемы объёмом 64К × 4. Каждая из них имеет по 16 адресных входов, 4 информационных выходов, входы CS и W/R. Так как нужно получить объём 128 кбайт то нам нужно 4 таких микросхемы. Итого 4 микросхемы.
64К × 4 * 8 = 64К × 8
64К × 8 * 2 = 128К × 8
Каждая пара микросхем будет раздельно хранить по 64 кбайт памяти. Для согласованной работы нужен дешифратор адреса, который будет разрешать чтение\запись только одной группы микросхем (DD1-DD2 или DD3-DD4) в зависимости от адресной информации.
Рисунок 6. Микросхема ОЗУ 64К×4.
Для синтеза ОЗУ необходимо:
Дешифратор адреса состоит из пяти логических элементов. Он обеспечивает коммутацию групп микросхем DD1-DD2 и DD3-DD4, а так же разрешает запись\чтение всего ОЗУ только тогда, когда на старших разрядах адресной шины A17-A19 устанавливается комбинация 0 1 0 соответственно.
Рисунок 7. Дешифратор адреса
Рисунок 8. Структурная схема ОЗУ.
Рисунок 9. Подсистема памяти процессорной системы
Заключение
В современном мире, с развитием вычислительной техники, электронная память является наиболее динамично развивающейся частью компьютеров, так как рост производительности систем требует всё большие объемы, как оперативных запоминающих устройств, так и накопителей.
Среди внешних накопителей происходит повсеместное вытеснение компакт дисков на компактные флеш-накопители основанные на микросхемах флеш-памяти. Конкурентом внутреннего жёсткого диска HDD (hard disk drive) становится SSD (solid-state drive) – твердотельный накопитель не имеющий подвижных частей, потребляющий малое количество энергии, и имеющий большую скорость чтения/записи.
Содержание: