Микросхемы масочных ПЗУ
Микросхемы ПЗУ по способу программирования, т. е занесения в них информации, подразделяют на три группы ПЗУ, однократно программируемые изготовителем по способу заказного фотошаблона (маски), масочные ПЗУ (ПЗУМ, ROM), ПЗУ, однократно программируемые пользователем по способу пережигания плавких перемычек на кристалле (ППЗУ, PROM),
ПЗУ", многократно программируемые пользователем, репрограм-
мируемые ПЗУ (РПЗУ, EPROM).
Общим свойством всех микросхем ПЗУ являются их многоразрядная (словарная) организация, режим считывания как основной режим работы и энергонезависимость. Вместе с тем у них есть и существенные различия в способе программирования, режимах считывания, в обращении с ними при применении. Поэтому целесообразно рассмотреть каждую группу микро-
хем ПЗУ отдельно.
Микросхемы ПЗУМ изготавливают по биполярной ТТЛ, ТТЛШ-технологии, я-канальной, /^-канальной и КМДП-техноло-гиям. Принцип построения у большинства микросхем 'группы ПЗУМ одинаков и может быть представлен структурой микросхем К155РЕ21—KI55PE24 (рис. 4.1) Основными элементами структурной схемы являются: матрица элементов памяти, дешифраторы строк DCX и столбцов DCY, селекторы (ключи выбора столбцов), адресный формирователь, усилители считывания Матрица состоит из массива ЭП, каждый из которых размещен на пересечении строки и столбца. Элемент памяти ПЗУМ представляет собой резистивную или полупроводниковую (диодную, транзисторную) перемычку между строкой и столбцом. Информацию в матрицу заносят в процессе изготовления микросхемы и осуществляют эту операцию в основном двумя разными технологическими способами
Среди микросхем ПЗУМ разных серий (табл. 4.1) многие имеют стандартные прошивки. Например, в микросхемы ПЗУМ К155РЕ21 — К.155РЕ24 записаны соответственно коды букв русского РЕ21, латинского РЕ22 алфавитов, арифметических знаков и цифр РЕ23, дополнительных знаков РЕ24. В совокупности эти микросхемы образуют генератор символов на 96 знаков формата 7X5. Пример реализации такого^ генератора символов рассмотрен в гл. 5.
Одна из микросхем серии КР555РЕ4 содержит прошивку
160 символов, соответствующих 8-разрядному коду обмена информации КОИ 2—8 с форматом знаков 7X11 Прошивку кодов алфавитно-цифровых символов содержит микросхема КМШ56РЕ2.
Значительный перечень модификаций со стандартными про-шивками имеет микросхема К505РЕЗ.
Две совместно применяемые микросхемы К505РЕЗ-002, К.505РЕЗ-003 содержат коды букв русского и латинского алфавитов, цифр, арифметических и дополнительных знаков и ис пользуются как генератор 96 символов формата 7X9 с горизонтальной разверткой знаков. Модификации 0059, 0060 имеют то* же назначение, но генерируют знаки формата 5X7 Модификации 0040—0049 содержат прошивки коэффициентов для быстрого преобразования Фурье. Ряд модификаций содержит прошивку функции синуса от 0 до 90° с дискретностью 10' (0051, 0052), от 0 до 45° (0068, 0069) и от 45 до 90° (0070,. 0071) с дискретностью 5'. Модификации 0080, 0081 содержат прошивку функции Y = X" при Х = 1 ... 128.
" .Модификации микросхемы КР568РЕ2 содержат стандартные прошивки символов международного телеграфного кода № 2 форматов 5X7 и 7X9 (0001), символов русского и латинского алфавитов, кодовых таблиц, цифр и арифметических знаков (0003, 0Q11)", функции синуса от 0 до 90° (0309), ассемблера (0303—0306), редактора текстов (0301, 0302).
Микросхема КР568РЕ2—0001 имеет прошивку международных телеграфных кодов № 2 и 5, а КР568РЕЗ-0002 — редактора текстов для ассемблера.
Модификации микросхемы КР1610PE1 -0100—КР1610PE1 -0107 содержат прошивки программного обеспечения микро-ЭВМ «Искра».
\ Названные микросхемы ПЗУМ со стандартными прошивками следует рассматривать как примеры, число таких микросхем и их модификаций постоянно растет.
Для программирования микросхем ПЗУМ по заказу пользователя в технических условиях предусмотрена форма заказа
Микросхемы ПЗУМ работают в режимах: хранения (невыборки) и считывания. Для считывания информации необходимо подать код адреса и разрешающие сигналы управления Назна чение выводов микросхем ПЗУМ указано на рис. 4.3.
Сигналы управления можно подавать уровнем 1, если вход CS прямой (рис. 4.3, б), или 0^ если вход инверсный (рис. 4.3, г)
Многие микросхемы имеют несколько входов управления (рис. 4.3, а), обычнохсвязанных определенным логическим оператором В таких микросхемах необходимо подавать на управляющие входы определенную комбинацию сигналов, например 00 (рис. 4.3, а) или 110 (рис 4.3, в), чтобы сформировать условие разрешения считывания
Основным динамическим параметром микросхем ПЗУМ является время выборки адреса. При необходимости стробировать выходные сигналы на управляющие входы CS следует подавать импульсы после поступления кода адреса. В таком случае в расчет времени считывания надо принимать время установления сигнала CS относительно адреса и время выбора. У микросхемы КР1610РЕ1 предусмотрен дополнительный сигнал ОЕ для управления выходом.
Выходные сигналы у всех микросхем ПЗУМ имеют ТТЛ-уровни. Выходы построены в основном по схеме с тремя состояниями.
Для снижения потребляемой мощности некоторые микросхемы, например К.596РЕ1, допускают применение режима импульсного питания, при котором питание на микросхему подают только при считывании информации (§ 5.6).
Устойчивая тенденция к функциональному усложнению БИС памяти проявляется и в микросхемах ПЗУМ: в их структуру встраивают интерфейсные узлы для сопряжения со стандартной магистралью и для объединения микросхем в модуль ПЗУ без дополнительных дешифраторов К1801РЕ1. К1809РЕ1, устройства для самоконтроля и исправления ошибок КА596РЕ2, К563РЕ2 [41, 42].
Микросхемы К1801 РЕ 1 и К1809РЕ1 имеют много общего в назначении, устройстве и режимах работы. Назначение выводов микросхем показано на рис. 4.3, и. Обе микросхемы предназначены для работы в составе аппаратуры со стандартной системной магистралью для микроЭВМ [43]: встроенное в их структуру устройство управления (контроллер) позволяет подключать микросхемы непосредственно к магистрали. Как микросхемы ПЗУМ они содержат матрицу емкостью 65384 ЭП, регистры и дешифраторы кода адреса, селекторы, имеют организацию 4К.Х16 бит Информация заносится по картам заказа изготовителем.
В структуру встроены также 3-разрядный регистр с «зашитым» кодом адреса микросхемы и схема сравнения для выбора микросхемы в магистрали. Наличие встроенного устройства ад-! ресации позволяет включать в магистраль до восьми микросхем одновременно без дополнительных устройств сопряжения
Особенностью микросхем, обусловленной их назначением, является совмещение адресных входов Al—A15 и выходов данных DOo—DO15. ВыходныеЧЬормирователи выполнены по схеме на три состояния. Три старших разряда кода адреса Ац—A13 предназначены для выбора микросхемы, остальные разряды Ats— Atдля выборки считываемого слова. Разрешение на прием основного адреса формирует схема сравнения по результату сопоставления принятого й «зашитого» адресов микросхемы. Принятый адрес фиксируется на адресном регистре, а входы-выходы переходят в третье состояние.
Система управляющих сигналов включает: DIN — разрешение чтения данных из ОЗУ (иначе RD); SYNC — синхронизация
обмена (иначе СЕ —разрешение- обращения), CS — выбор микросхемы, RPLY — выходной сигнал готовности данных
сопровождает информацию DOo— DO15, считываемую в магистраль.
Режим хранения обеспечивается сигналами SYNC = 1 или CS = 1. В режиме считывания время обращения к микросхеме определяет сигнал SYNC =0. Кроме него поступают сигналы кода адреса на выводы ADOi—ADO15 и CS =0. При совпадении адреса ADO15—ADO13 с адресом микросхемы во входной регистр "поступает адрес считываемого слова, а выводы ADO,—ADO15 переходят в третье состояние. Считанное слово из матрицы записывается в выходной регистр данных и по сигналу DIN =0 появляется на выходах РО0—РО[5 и передается в магистраль. Одновременно на выходе RPLY формируется сигнал 0. Выходные регистры возвращаются в исходное состояние после снятия сигнала SYNC.
В режиме считывания сигналы интерфейса и назначения выводов микросхем К1801РЁ1, К1809РЕ1, К573РФЗ, К1809РУ1 совпадают. Поэтому названные микросхемы можно совместно применять для построения ЗУ различной е"Мкости и назначения для различных модификаций микроЭВМ. Совместимость микросхем можно использовать и на этапе отладки программного обеспечения управляющих и вычислительных устройств: отлаженную с помощью РПЗУ К573РФЗ программу затем можно переписать («зашить») в KI809PE1 или К1801РЕ1.
Микросхемы ПЗУМ КА596РЕ2 (64КХ16 бит) и К563РЕ2 (32КХ8 бит) имеют встроенные схемы самоконтроля и исправления одиночных ошибок с помощью кода Хэмминга. В случае обнаружения и исправления ошибки в. считываемом коде на выходе К1 (рис. 4.3, з) появляется сигнал — логическая 1. Можно корректор выключить сигналом К2 = 0. В этом режиме данные из матрицы будут проходить на выход, минуя схему исправления ошибок.
В структуре указанных ПЗУМ имеется также дополнительная матрица для тестовых комбинаций и другой информации. Емкость дополнительной матрицы равна 64X16 бит у микросхемы КА596РЕ2 и- 32X8 бит у микросхемы К563РЕ2. Адресацию ячеек этой матрицы осуществляют частью разрядов адрес-, ного кода: А0—А5 у КА596РЕ2 и AQ—А4, Аш, Ап у К563РЕ2 при наличии разрешающего сигнала КЗ = I. При отсутствии разрешения по входу КЗ дополнительная матрица для обращения закрыта.
Встроенные в структуру пЗум устройства используют для повышения выхода годных схем, отбора бездефектных микросхем при отбраковочных испытаниях,- повышения надежности функционирования ПЗУ.
Сопоставляя микросхемы серий К596, выполненные по п-ка-нальной МДП технологии, и К563, выполненной по КМДП технологии, по - быстродействию и энергопотреблению и учитывая их аналогию в части функционального усложнения, можно сделать вывод о преимуществе- микросхем КМДП и Перспективности серии К563 К аналогичному заключению можно прийти сравнив микросхемы КА1603РЕ1 (КМДП) и КР1610РЕ1 (я-МДП) Обе указанные микросхемы в режиме считывания взаимозаменяемы' в аппаратуре с микросхемами РПЗУ К573РФ2 и К573РФ5 Следовательно, отлаженную с помощью К573РФ2 или К573РФ5 программу можно переписать в микросхемы ПЗУМ и заменить ими РПЗУ на печатных платах без каких-либо переде' лок посадочных мест
|
