Микросхемы ППЗУ
Микросхемы программируемых ПЗУ по принципу пост роения и функционирования аналогичны масочным ПЗУ, но имеют существенное отличие в том, что допускают программи рование на месте своего применения пользователем Операция программирования заключается в разрушении (пережигании) части плавких перемычек на поверхности кристалла импульсами тока, амплитудой 30 -.-50 мА Технические средства для выпол. VitninH этой операции достаточно просты и могут быть построены самим пользователем. Это обстоятельство в сочетании с низкой стоимостью и доступностью микросхем ППЗУ обусловило их широкое распространение в радиолюбительской практике
Выпускаемые отечественной промышленностью микросхемы ППЗУ (табл 4 2, рис 4 4) в большинстве своем изготовлены по ТТЛШ технологии, и среди них преобладающее положение $анимает серия К556 Функциональный состав серии включает микросхемы емкостью до 64К бит со словарной 4 и 8-разряд ной организацией с временем выборки 45 85 не и уровнем по требляемой мощности от 0,6 до 1 Вт
Небольшая часть микросхем ППЗУ выполнена по другим тех нологиям ИИЛ (К541), л-МДП (К565), ЭСЛ (К500, KJ500), КМДП (К1623) Микросхемы серии К1623 отличаются самым низким уровнем энергопотребления, но по быстродействию они существенно уступают микросхемам К556 серии.
Для микросхем ППЗУ всех серий, кроме К500, К1500, К565, характерны такие свойства, как единое напряжение питания 5 В, наличие входных и выходных ТТЛ уровней напряжения логиче­ского 0 (0,4 В) и логической 1 (2,4 В) и,, следовательно, полная совместимость микросхем, однотипные выходы: либо с тремя состояниями, либо с открытым коллектором Микросхемы с выхо-

дами ТТЛ-ОК требуют подключения к ним внешних резисторов и источника напряжения питания
Типичный вариант реализации микросхемы ППЗУ представ лен на рис. 4.5. Для конкретности рассмотрения взята структура микросхемы К556РТ4. Во всех основных элементах она повторяет структуру ПЗУМ (см. рис. 4.1), но имеет дополнительные устрой ства Fi—F4 для формирования тока программирования.'
Матрица до программирования, т. е. в исходном состоянии, содержит однородный массив проводящих перемычек, соеди­няющих строки и столбцы во всех точках, их пересечений Пере мычки устанавливают из нихрома (у микросхем серии К556 и др.), из поликристаллического кремния (К541), из силицида пла­тины (К1608) и других материалов. Перемычка в матрице вы­полняет роль ЭП. Наличие перемычки кодируют логической 1, если усилитель считывания, является повторителем, и логическим О, если усилитель считывания — инвертор, как на рис 4 4 Сле довательно, микросхема ППЗУ в исходном состоянии перед программированием в зависимости от характеристики выходно­го усилителя может иметь заполнение матрицы либо логическим О, либо логической 1. Информация о принадлежности микро­схем ППЗУ к той или другой группе по данному признаку при ведена в табл. 4.2 Если такой информации нет, ее необходимо получить с помощью начального контроля микросхемы: устанав­ливая р аз peinjajoni [«^значения управляющих сигналов (в схеме на рис 4 4 CS1 =CS2 = 0), следует перебрать адреса, контро­лируя при этом состояние выходов.
Программирование микросхемы, матрица которой в исходном состоянии заполнена 0, заключается в пережигании перемычек в тех ЭП, где должны храниться I] Если матрица в исходном со­стоянии заполнена 1, то пережигают "перемычки в ЭП, где долж­ны храниться 0.
Работа запрограммированной микросхемы ППЗУ в режиме считывания ничем не отличается от работы микросхемы ПЗУМ, рассмотренных в § 4.1 У некоторых микросхем, в частности КР556РТ5, КР556РТ17, имеется вывод для напряжения програм мирования UPR (рис 4.5, е) В режиме считывания этот вывод не задействуют
Разновидностью ППЗУ являются программируемые выжига нием плавких перемычек логические матрицы (ПЛМ), выполнен­ные по ТТЛШ-технологии, К.556РТ1 и К.556РТ2, имеющие иден­тичные характеристики и конструктивные параметры, но от личающиеся типом выхода: у первой из микросхем выход с откры тым коллектором, у второй—на три состояния (рис. 4.5, а) Названные микросхемы ПЛМ имеют 16 входов А]5'—А0 для пере менных над которыми ПЛМ выполняет запрограммированные операции вход CS с нулевым разрешающим уровнем, вход PR разрешения записи, т е программирования, и восемь выходов

Структура микросхемы (рис. 4.6) включает операционную часть из матрицы И, матрицы ИЛИ, входных и выходных- усилителей и программирующую часть из адресных формирователей FA1-, FA2 и дешифратора DC PR.
Основу ПЛМ (рис. 4.7) составляют "матрицы И и ИЛИ. Мат­рица И выполняет операции конъюнкции над 16 входными пе­ременными и их инверсными значениями, которые поступают на строчные щины матрицы. Требуемые логические произведения

формируют на шинах столбцов путем выжигания ненужных пере­мычек между строками и столбцами (на рис. 4.7 оставленные пе­ремычки указаны точками). Число столбцов 48, следовательно, на выходе матрицы И можно получить до 48 логических произве­дений, в каждое из которых может входить до 16 переменных и их инверсий. Матрица ИЛИ выполняет операцию дизъюнкции над логическими произведениями, сформированными матрицей И Число выходов этой матрицы 8, поэтому она способна сфор­мировать до восьми логических сумм, в каждую из которых мо­жет входить до 48 логических произведений. Таким образом, возможности ПЛМ характеризуются числом .точек коммутации, равным в данном примере 1920. Программирование матрицы ИЛИ выполняется так же, как и матрицы И, путем выжигания «ненужных» перемычек. На выходах матрицы ИЛИ размерены программируемые усилители, которые в зависимости от состоя­ния перемычки могут передавать значение выходной функции в прямой или инверсной форме представления.
Для программирования- служат встроенные в микросхему
узлы программирующей части, которые возбуждает разрешаю­
щий сигнал PR. Программирование осуществляют способом, ана­
логичным программированию ППЗУ, в три этапа: вначале,>про-
граммируют матрицу И, затем матрицу ИЛИ и выходные инвер­
торы [49]        V         /-.'•:¦'¦'.'
Широко применяют ПЛМ, программируемые по способу за­казного фотошаблона на заводе-изготовителе. Такие ПЛМ яв­ляются разновидностью масочных ПЗУ. Они включены, в частно­сти, в состав многих микропроцессорных комплектов в качестве ПЗУ микрокоманд. На основе ПЛМ можно строить самые раз­личные цифровые устройства как комбинационного, так и после-довательностного типов
Как отмечалось -ранее, микросхемы ППЗУ потребляют боль­шую мощность от источника питания. Поэтому представляется целесообразным использовать их свойство работать в режиме импульсного питания, когда питание на микросхему подают только при обращении к ней для считывания информации Осо­бенности применения Микросхем ППЗУ в этом режиме состоят в следующем- во-первых, на управляющие входы должны быть поданы уровни, разрешающие доступ к микросхеме- если не­обходим 0, то данный вывод соединяют с общим выводом, если 1, то с шиной U« через резистор с сопротивлением 1 кОм, в этом случае функции сигнала выбора микросхемы выполняет икс пульс напряжения питания Ucc. во-вторых, для обеспечения ре­жима импульсного питания применяют транзисторные ключи, на переходах которых падает часть напряжений, поэтому напря­жение, подаваемое к внешним ключам, должно быть выбрано с учетом требования иметь на выводе питания микросхемы номи­нальное напряжение 5 В, в-третьих, из-за инерционности процессов коммутации цепи питания время выборки адреса микро­схемы увеличивается в 2—3 раза
• При использовании импульсного режима питания среднее значение потребляемого тока и, следовательно, уровень- потреб ляемой мощности существенно уменьшаются