Репрограммируемое ПЗУ

ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РЕПРОГРАММИРУЕМ0ГОПОСТОЯННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТР0ЙСТВА1. ЦЕЛЬ РАБОТЫЦелью настоящей работы является исследование особенностейфункционирования больших интегральных схем БИС репрограмируемых постоянныхзапоминающих устройств РПЗУ в режиме записи и считывания информации.2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛ0ЖЕНИЯ 1. Устройствахранения информации занимают значительное место в структуре современныхцифровых

вычислительных систем. Особую роль при этом играют полупроводниковыезапоминающие устройства, предназначенные для построения внутренней памяти ЭВМ.К устройствам данного класса относятся оперативные запоминающие устройства ОЗУ , постоянные запоминающие устройства ПЗУ , программируемые постоянныезапоминающие устройства ППЗУ и репрограммируемыв постоянные запоминающиеустройства

РПЗУ .2. Полупроводниковые ОЗУ обеспечивают запись, хранение исчитывание информации, поступающей из центрального процессора или устройстввнешней памяти ЭВМ. Они характеризуются высоким быстродействием, однако приотключении питания информация, записанная в 0ЗУ данного типа, стирается.П3У предназначены для длительного хранения информациимногократного использования константы, таблицы данных, стандартные программыи т.д. .

Запись информации в ПЗУ производится в процессе их изготовления. ПЗУфункционируют только в режиме считывания и сохраняет информацию при отключениипитания.В отличии от ПЗУ программируемые ПЗУ позволяют пользователюпроизводить однократную запись программирование информации по каждомуадресу. Основным режимом работы ППЗУ также является режим считыванияинформации.Исследуемые в настоящей работе

РПЗУ сохраняют информацию приотключении источников питания, а также допускают возможность ее многократнойперезаписи электрическими сигналами непосредственно самим пользователем, чтоимеет принципиальное значение при отладке тех или иных систем. В отличие от ОЗУбыстродействие этих устройств в режиме записи информации значительно ниже, чемв режиме считывания информации. В связи с этим можно считать, что основнымрежимом работы РПЗУ является режим считывания информации.3. Основными определяющими параметрами запоминающихустройств

являются информационная емкость и быстродействие. В качестве единицыизмерения информационной емкости используются бит, представляющий собой один любой разряд двоичного числа. Часто используются производные единицы байт 1 байт 8 бит Кбайт 1 Кбайт 210байт Мбайт 1 Мбайт 220байт и др.Информационная емкость записывается, как правило, в видепроизведения Синф n x m, где n - число двоичныхслов m - разрядностьслова.

Например, емкость ОЗУ типа К155РУ1 составляет Синф 16 х 1 бит 16 бит.Емкость ППЗУ типа К155РЕЗ равна Синф 32 х 8 бит 256 бит 32 байта.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 характеризуетсявеличиной

времени обращения. Время обращения - это интервал времени от моментаподачи сигнала записи или считывания информации до момента завершения операции,т.е. минимальный интервал времени между двумя последовательными сигналамиобращения к запоминающему устройству. Это время может составлять от долей доединиц микросекунд в зависимости от типа устройства. 4. В качестве примера запоминающего устройства рассмотримБИС РПЗУ типа КР1601РР1 информационной емкостью Синф 1К х 4 4

Кбит 1К 210 1024 . Условно-графическое обозначение микросхемы приведено нарис.1.Рис.1На рис.1 использованы следующие обозначения A0 A9 - входы адресаD0 D3 - входы выходыданныхCS - выбор кристаллаRD - вход сигнала считыванияPR - вход сигнала программированияER - вход сигнала стиранияUPR -вход напряжения программированияРежимы работы микросхемы представлены в таблице 1.Таблица 1 CS ER PR RD A0 A9 UPR D0 Режим X Roff Хранение 1 0 1 0

X -33 -31 B X Общее стирание 1 0 0 0 A X Избирательное стирание 1 1 0 0 A D1 Запись данных 1 1 1 1 A -33 5 B D0 Считывание 1.В режиме хранения на вход С подается логический 0 , при этомнезависимо от характера сигналов на других управляющих и адресных входах навыходах данных устанавливается высокоомное состояние Roff .2.4.2.При подаче CS 1, ER 0, PR 1 и RD 0 происходит стирание информации вовсех ячейках памяти

микросхемы, что соответствует для данной микросхемыустановление всех ячеек в состояние логической 1 .2.4.3. При подаче сигналов CS 1, ER RD 0 происходитизбирательное стирание информации только по одному адресу А, установленному навходах AО А9 .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 D3.2.4.5. Для считывания информации по адресу

А на входмикросхемы подаются сигналы СS RD 1. Считываемая информация поступает на выходыD0 DЗ микросхемы.6. В режиме стирания и программирования на вход UPRподается повышенное напряжение -33 -31 В. В режиме считывания это напряжение может иметь любое значение винтервале от -33 В до 5 В.3. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА И СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯФункциональная схема исследуемого устройства представлена нарис.2.3.1.

Исследуемая микросхема запоминающего устройства ДД2представляет собой РПЗУ с электрическим стиранием информации типа КР1601РР1,рассмотренное выше.3.2. Для задания кода адреса РП3У используются десять кнопокс фиксацией SA7 SA16. Отжатомусостоянию кнопки соответствует сигнал логического 0 , нажатомусостоянию - сигнал логической 1 при этом загораетсясоответствующий светодиод .3.3.

Данные для записи в РПЗУ формируются с помощьюгенератора пачки импульсов и счетчика СТ ДД1 . Число импульсов задается спомощью четырех кнопок с фиксацией на блоке К32 под надписью ПрограмматорСИ . 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 формировательВД подается на вход данных

РПЗУ. При необходимости счетчик СТ может бытьобнулен с помощью кнопки SA6.3.4. Шинный формирователь ДДЗ выполняет функцию коммутатора,обеспечивающего заданную пересылку четырехразрядных слов данных. С этой целью вмикросхеме ДДЗ предусмотрены три различные группы входов выходов.3.4.1. Входы D1 предназначены для приема данных от внешнихустройств например, счетчика импульсов и пересылки их в РП3У. 3.4.2. Выходы D0предназначены для передачи считываемых данных на блок индикации

БИ2.3.4.3. Выводы D1 0 представляют собой входы или выходымикросхемы в зависимости от направления передачи данных.3.4.4. При подаче на управляющий вход шинного формирователяЕ сигнала логического 0 данные с входов D1 подаются на выходы D1 0. При подаче на вход Е сигнала логической 1 данные с входов D1 0 передаются на выход DО.3.5. Блок формирования импульсов управления представляетсобой устройство, формирующее сигнал управления работой РПЗУ.3.5.1.

В режиме 0бщее стирание БФИ формирует навходе ER РПЗУ сигнал логического 0 . Сигнал формируется с помощьюкнопки SА1 на блоке К32 путем перевода ее в нажатое состояние и обратно.3.5.2. В режиме Избирательное стирание БФИформирует на входах ЕР и РР РПЗУ сигналы логического 0 . Сигналыформируются с помощью кнопки SА2 путем перевода ее в нажатое состояние иобратно.3.5.3.

В режиме Запись информации БФИ формируетсигналы логического 0 на входе PR РПЗУ и на входе Е шинногоформирователя. Сигналы формируются с помощью кнопки SАЗ путем перевода ее внажатое состояние и обратно. Указанные сигналы формируются при условии, чтоодна из кнопок SА1 или SA2 находится в отжатом состоянии.3.5.4. В режиме

Считывание информации БФИформирует сигнал логической 1 на входе RD РПЗУ и на входе Е шинногоформирователя. Сигналы формируются с помощью кнопки SА4 путем перевода ее внажатое состояние и обратно. Считывание информации производится из ячейкипамяти с заданным адресом А. После считывания данные через шинный формировательпоступают на блок индикации

БИ2.3.6. Блок индикации БИ1, расположенньй слева на переднейпанели блока К32, регистрирует число, находящееся в счетчике СТ2 ДД1 . Числопредставляется 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 можетбыть представлена как в двоичной, так и в десятичной форме, 3.7. Вышеуказанный ряд питающих напряжений, необходимый дляфункционирования исследуемого устройства, формируется с помощью блоков пи-Рис.2тания стенда. Для подачи необходимых напряженийсоответствующие кнопки питания должны находиться в нажатом состоянии, чтосопровождается свечением индикаторов 5 , 15 , -15 , -30 .