Презентация «Динамическая память»

Тема 1.11 Динамическая память

Динамическая память (DRAM) в современных ПК используется обычно в качестве оперативной памяти общего назначения, а также как память для видеоадаптера. Микросхема памяти этого типа представляет собой прямоугольный массив ячеек со вспомогательными логическими схемами, которые используются для чтения или записи данных, а также цепей регенерации, поддерживающих целостность данных. Массивы памяти организованы в строки (raw) и столбцы (column) ячеек памяти, именуемые соответственно линиями слов (wordlines) и линиями бит (bitlines). Каждая ячейка памяти имеет уникальное размещение, задаваемое пересечением строки и столбца.  Цепи, поддерживающие работу памяти, включают: усилители, считывающие сигнал, обнаруженный в ячейке памяти; схемы адресации для выбора строк и столбцов; схемы выбора адреса строки (Row address select — /RAS) и столбца (Column address select — /CAS), чтобы открывать и закрывать адреса строк и столбцов, а также начинать и заканчивать операции чтения и записи; цепи записи и чтения информации; внутренние счетчики или регистры, следящие за циклами регенерации данных; схемы разрешения вывода (Output enable — ОЕ).

Каждый бит такой памяти представляется в виде наличия (или отсутствия) заряда на конденсаторе, образованном в структуре полупроводникового кристалла. Конденсатор управляет транзистором. Если транзистор открыт и ток идет, это означает «1», если закрыт — «0». С течением времени конденсатор разряжается, и его заряд нужно периодически восстанавливать. Между периодами доступа к памяти посылается электрический ток, обновляющий заряд на конденсаторах для поддержания целостности данных (вот почему данный тип памяти называется динамическим ОЗУ). Этот процесс называется регенерацией памяти. Интервал регенерации измеряется в наносекундах (нс, ns) и это число отражает «скорость» ОЗУ. Большинство ПК на основе процессоров Pentium используют скорость 60 или 70 нс. Процесс регенерации снижает скорость доступа к данным, поэтому доступ к DRAM обычно осуществляется через кэш-память. Однако когда быстродействие процессоров превысило 200 МГц, кэширование перестало существенно влиять на присущую DRAM низкую скорость и возникла необходимость использования других технологий ОЗУ.

Цикл чтения включает следующие события: выбор строки. Активизация цепи /RAS используется для связывания со строкой памяти и инициации цикла памяти. Это требуется при начале каждой операции с памятью. Активное состояние /RAS задается низким уровнем напряжения на линии, т. е. сигнал /RAS соответствует переходу от высокого напряжения в цепи к низкому.Сигнал /RAS может также использоваться для запуска цикла регенерации. выбор столбца. Сигнал /CAS используется для связывания со столбцом памяти и инициации операции записи-чтения. Активное состояние /CAS также задается низким напряжением на линии. разрешение записи (Write enable /WE). Сигнал /WE задает тип операции; высокий уровень напряжения определяет операцию записи, низкий - чтения информации. разрешение вывода (Output enable /OE). Во время операций чтения из памяти этот сигнал предотвращает появление данных прежде времени. Если уровень напряжения в цепи низкий, то данные передаются на выходные линии, как только возможно. При записи в память эта линия игнорируется. ввод/вывод данных. Выводы DQ (также именуемые входо-выходными или I/Os) на чипе памяти предназначены для ввода и вывода. Во время операции записи высокое («1») или низкое («О») напряжение подается на DQ. При чтении данные считываются из выбранной ячейки и передаются на DQ, если доступ осуществлен и /ОЕ открыт. Все остальное время DQ находятся в закрытом состоянии (высокое входное сопротивление) - они не потребляют электрический ток и не выдают сигналов.