Вступ 3 Розділ 1. Постійна пам'ять 4 Розділ 2. Великі інтегральні схеми постійних запам’ятовуючих пристроїв 11 2.1. Класифікація ВІС ПЗП 11 2.2. Основні параметри і характеристики ВІС ПЗП 16 2.3. Основні вузли побудови ПЗП 21 Висновки 28 Література 29
ВСТУП В наш час у світі ведеться інтенсивна розробка інтегральних напівпровідникових ВІС ПЗП, досліджений ряд питань схемотехнічних і конструктивно-технологічних рішень ПЗП. Зусилля розробників направлені як на проектування ПЗП з новими схемотехнічними і структурними рішеннями, так і на вдосконалення відомих варіантів. Можливість використання різних напівпровідникових елементів (діодів, біполярний і МДП-транзисторів) забезпечує отримання великої різноманітності схемотехнічних і конструктивно-технологічних варіантів ПЗП. Це дозволяє здійснити промисловий випуск ПЗП в різному конструктивно-технологічному виконанні, відмінних інформаційною місткістю, споживаною потужністю, часом прочитання інформації і способом її занесення, діапазоном робочих температур, електричною сумісністю з логічними елементами різних типів та ін. Безперервно росте функціональна складність ПЗП, збільшується ступінь їх інтеграції, зростають вимоги до технології виготовлення. При цьому виникає ряд задач, від рішення яких залежить вибір того або іншого принципу проектування апаратури цифрової техніки. До цих задач можна віднести: – вибір критеріїв для порівняльної оцінки різних типів ПЗП, вибір оптимального варіанту побудови ПЗП; – визначення основних схемотехнічних і конструктивно-технологічних задач і способів їх рішення з урахуванням сучасних досягнень в області мікросхемотехніки і інтегральній технології.
РОЗДІЛ 1. ПОСТІЙНА ПАМ'ЯТЬ Масочні постійні запам'ятовуючі пристрої – ПЗУ або ROM – мають саму високу швидкодію (час доступу 30-70 нс). Ці мікросхеми в PC широкого застосування не отримали в зв'язку з складністю модифікації вмісту (тільки за допомогою замовлення на виготовлення нових мікросхем), вони іноді застосовувалися як знакогенератори в деяких моделях графічних адаптерів CGA, MDA, НІС. Постійні запам'ятовуючі пристрої, що однократно програмуються – ППЗУ або PROM мають аналогічні параметри і завдяки можливості програмування виготівником обладнання (а не мікросхем) знаходять більш широке застосування для зберігання кодів BIOS і в графічних адаптерах. Програмування цих мікросхем здійснюється тільки за допомогою спеціальних програматорів, в цільові пристрої вони встановлюються в «ліжечко» або запаюються. Як і масочні, ці мікросхеми практично нечутливі до електромагнітних полів (в тому числі, і до рентгенівського опромінення), і несанкціонована зміна їх вмісту в пристрої виключена (звичайно, не вважаючи відмови). Репрограмувальні постійні запам'ятовуючі пристрої – РПЗУ або EPROM до недавніх пір були самими поширеними носіями BIOS як на системних платах, так і в адаптерах, а також використовувалися як знакогенератори. Найбільш популярні мікросхеми мають восьмибітну організацію і позначення вигляду 27xx-tt або 27Cxx-tt для мікросхем CMOS. Тут хх визначає місткість в кілобітах: 2708 – 1Кх8 – родоначальник сімейства, 2716/32/64/128/256/512 мають місткість 2/4/8/1G/32/64 Кбайт відповідно, 27010 і 27020 – 128 і 256 Кбайт. Час доступу tt лежить в діапазоні 50-250 нс. Шістнадцятибітні мікросхеми (наприклад, 27001 або 27002 місткістю 64К або 128К 16-бітних слів) в PC застосовуються рідко. Мікросхеми EPROM також програмуються на програматорах, але відносно простий інтерфейс запису дозволяє їх програмувати і в пристрої (але не в штатному його режимі роботи, а при підключенні зовнішнього програматора). Стирання мікросхем здійснюється ультрафіолетовим опроміненням протягом декількох хвилин. Спеціально для стирання мікросхеми мають скляні віконця. Після програмування ці віконця заклеюють для запобігання стиранню під дією сонячного або люмінесцентного опромінення. Час стирання залежить від відстані до джерела опромінення, його потужності і об'єму мікросхеми (більш ємні мікросхеми стираються швидше). Замість штатних стираючих пристроїв можна користуватися і звичайною медичною лампою з відстані порядку 10 см. Для мікросхем 2764 орієнтовний час стирання становить 5 хвилин. Стирання переводить всі біти в одиничний стан. «Недотерті» мікросхеми при програмуванні можуть давати помилки, перетримка при стиранні знижує кількість можливих циклів перепрограмування (в межі до нуля). Деякі мікросхеми, схожі на вигляд і позначення на ті, що стираються, ультрафіолетом, не мають вікна (вони упаковані в дешевий пластмасовий корпус). Ці мікросхеми або стираються рентгенівським опроміненням (що не зовсім зручно), або допускають лише однократно програмування, яке може виконуватися і на замовлення фірмою-виробником мікросхем. Їх інтерфейс повністю співпадає із звичайними EPROM 27xx. З програмуванням ПЗУ доводиться стикатися при русифікації графічних адаптерів (CGA, MDA, HGC) і принтерів із знакогенераторами, що незавантажуються, а також при заміні (або відновленні) системної BIOS або Boot ROM – мікросхеми (віддаленого завантаження для адаптера локальної мережі. Поширені програматори EPROM мають інтерфейс підключення до СОМ- або LPT-порту PC або підключаються через власну карту розширення (звичайно з шиною ISA). Час програмування залежить від типу і об'єму мікросхеми і алгоритму програмування, що застосовується. Класичний алгоритм з 50-мілісекундними імпульсами запису кожної комірки для сучасних мікросхем практично не використовується. Більш швидкі «інтелігентні» алгоритми дозволяють записувати 8 кілобайт (2764) менш ніж за хвилину. Вся процедура програмування може затягуватися при використанні повільного інтерфейсу зв'язку програматора з PC (наприклад, СОМ-порт на швидкості 2400 бод) за рахунок тривалої процедури копіювання даних в буфер програматора. Інтерфейс мікросхем постійної пам'яті в режимі читання співпадає з інтерфейсом статичної пам'яті. Для програмування (записи) потрібний додаток до входу Vpp напруги програмування, який для різних типів EPROM лежить в діапазоні 12-26 В (звичайно вказується на корпусі мікросхеми). Комбінації керуючих сигналів, формуючі імпульси запису для EPROM різної місткості різні. При напрузі на вході Vpp 5 В і нижче модифікація пам'яті (запис) неможлива ні при яких комбінаціях керуючих сигналів, і мікросхеми працюють суворо в режимі ROM. Цей режим і використовується для мікросхем BIOS, так що ніякий вірус їм не страшний.
