Polovodičové paměti
-
Upload
astra-parker -
Category
Documents
-
view
29 -
download
1
description
Transcript of Polovodičové paměti
![Page 1: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/1.jpg)
Polovodičové paměti
Střední odborná škola Otrokovice
www.zlinskedumy.cz
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.
Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.
![Page 2: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/2.jpg)
Charakteristika 1 DUM
Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice
Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3
Autor Ing. Miroslav Hubáček
Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/20
Název DUM Polovodičové paměti
Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání
Kód oboru RVP 26-51-H/01
Obor vzdělávání Elektrikář
Vyučovací předmět Elektronická zařízení
Druh učebního materiálu Výukový materiál
Cílová skupina Žák, 16 – 17 let
Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: definice polovodičové paměti, rozdělení pamětí, paměti ROM a RAM
Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule
Klíčová slova Polovodičová paměť, paměťová buňka, paměť ROM, RAM, zápis a čtení paměti
Datum 26. 5. 2013
![Page 3: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/3.jpg)
Polovodičové paměti
Náplň výuky
Definice pamětiRozdělení pamětíRealizace paměti ROMRealizace paměti RAM
![Page 4: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/4.jpg)
Definice polovodičové paměti
Pamětí obecně označujeme libovolné zařízení, do kterého můžeme zaznamenat informaci, dlouhodobě ji zde uchovat a podle potřeby znovu načíst.Polovodičové paměti jsou realizovány na bázi polovodičových součástek. Jsou nedílnou součástí každého mikroprocesorového systému, programovatelného automatu a počítače. Za nejjednodušší paměťové prvky můžeme považovat klopné obvody, které jsou schopny si zapamatovat právě jeden bit informace. V zásadě každý synchronní obvod vyžaduje nějaký druh vnitřní paměti, ve které je uchovávána informace o jeho momentálním stavu.
![Page 5: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/5.jpg)
Rozdělení pamětí
Polovodičové paměti můžeme rozdělit na základě několika hledisek:podle technologie •bipolární – velká pracovní rychlost, větší příkon, malá hustota na čipu•unipolární – výrazně vyšší hustota na čipu, současně převážně používaná technologie podle možnosti zápisu a čtení •paměti pouze pro čtení • ROM (Read Only Memory) – obsah paměti je dán již při
výrobě a dále jej nelze měnit• PROM (Programmable ROM) – paměť lze elektricky
naprogramovat uživatelem, avšak pouze jednou. Po naprogramování již nelze obsah paměti měnit
![Page 6: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/6.jpg)
Rozdělení pamětí
•paměti převážně pro čtení • EPROM (Erasable PROM) – elektricky programovatelné
paměti, které lze vymazat a opět naprogramovat. Vymazání informace se uskutečňuje ultrafialovým zářením přes okénko v pouzdru.
• EEPROM (Electrically Erasable PROM) – paměti, u nichž lze elektricky naprogramovat a vymazat jen některé vybrané buňky, a to za provozu. Přepisování dat se děje většinou ve speciálním režimu se zvýšeným napětím signálů a jedná se o proces podstatně pomalejší než je čtení.
• paměti pro záznam a čtení • RWM (Read Write Memory) – paměti, které umožňují zápis i
čtení, a to libovolně často, stejnou rychlostí a za běžného provozu.
![Page 7: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/7.jpg)
Rozdělení pamětí
podle způsobu přístupu• RAM (Random Access Memory) – paměť s libovolným
přístupem• SAM (Serial Access Memory) – adresy nelze generovat
libovolně, ale pouze sekvenčně. Tento typ pamětí je možné použít např. jako vyrovnávací paměť (buffer) například u grafických karet
podle principu činnosti elementární paměťové buňky • statické RWM (SRAM) – paměti, u kterých je elementární
paměťová buňka realizována pomocí bistabilniho klopného obvodu,
• dynamické RWM (DRAM) – paměti, u nichž se informace uchovává jako náboj v kapacitě u řídící elektrody tranzistoru MOS
![Page 8: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/8.jpg)
Struktura polovodičové paměti
Polovodičové paměti se skládají z tzv. paměťových buněk.Paměťová buňka je realizována pomocí obvodu, který umožňuje trvale nebo dočasně vyvolat dva stavy – logickou 0 a logickou 1.Každá základní paměťová buňka má kapacitu 1 bit. Podle toho, čím je paměťová buňka tvořena se mění vlastnosti polovodičové paměti.Paměťové buňky jsou na polovodičovém čipu uspořádány maticově (tvoří jakousi mřížku).Poloha (umístění) každé paměťové buňky je určena řádkovým a sloupcovým vodičem.O nalezení (adresování) příslušné buňky v paměti se stará paměťový řadič, jehož úkolem je také řídit proces čtení a zápisu dat.
![Page 9: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/9.jpg)
Struktura polovodičové paměti
Interní paměti jsou zapojeny jako matice paměťových buněk.Každá buňka má kapacitu jeden bit.Takováto buňka tedy může uchovávat pouze hodnotu logická jedna nebo logická 0.
Obr 1: Struktura polovodičové paměti
![Page 10: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/10.jpg)
Přístup do paměti
• adresa paměťového místa, se kterým se bude pracovat, se přivede na vstup dekodéru
• v dekodéru se provede výběr jednoho z adresových vodičů podle zadané adresy a nastavení logické 1 na tomto vodiči
Čtení obsahu adresovaného místa• podle toho, jak jsou zapojeny jednotlivé paměťové buňky
projde respektivě neprojde lgická 1 na datové vodiče• pokud hodnota logická jedna projde přes paměťovou buňku,
objeví se na výstupu logická 1, v opačném případě pak logická 0Zápis hodnoty do paměti• vložení adresy paměťového místa, do kterého se bude
zapisovat, na vstup paměti• výběr adresového vodiče dekodérem podle zadané adresy –
nastavení hodnoty logická 1 na tomto adresovém vodiči
![Page 11: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/11.jpg)
Realizace paměti ROM
Využívá se některé z následujících realizací paměťových buněk• dvojice nespojených vodičů• vodičů propojených přes polovodičovou diodu• tranzistorů v technologii • TTL• MOS
Obr 2: Paměťová buňka ROM
a) technologie TTL b) technologie MOS
hodnota „0“ hodnota „1“hodnota „0“hodnota „1“
![Page 12: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/12.jpg)
Realizace paměti RAMJedná se o paměti, které jsou energeticky nezávislé.Podle toho, zda jsou dynamické nebo statické, jsou dále rozdělovány na:• statické RAM – SRAM • dynamické RAM – DRAM Paměti SRAM uchovávají uloženou informaci po celou dobu, kdy jsou připojeny ke zdroji elektrického napájení. Paměťová buňka je realizována jako bistabilní klopný obvod.
Obr 3: Paměťová buňka SRAM
![Page 13: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/13.jpg)
Realizace paměti RAMPaměti DRAM – informace je uložena pomocí elektrickéhonáboje na kondenzátoru.Tento náboj má tendenci vybíjet se i v době, kdy je paměť připojena ke zdroji napájecího napětí – je nutné periodicky provádět tzv. refresh, tj. oživování paměťové buňky. Buňka paměti DRAM je velmi jednoduchá a dovoluje vysokou integraci a nízké výrobní náklady.
Obr 4: Paměťová buňka DRAM
![Page 14: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/14.jpg)
Kontrolní otázky:
1. Vysvětlete princip polovodičové paměti.
2. Jak rozdělujeme polovodičové paměti?
3. Jak je realizována paměť ROM?
4. Jaký je rozdíl mezi pamětí SRAM a DRAM?
![Page 15: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/15.jpg)
Seznam obrázků:
Obr. 1: Struktura polovodičové paměti: In: Způsoby realizace polovodičových pamětí . VUT [online]. 2012 [vid. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/PTP/public/dalsi_texty/pameti00.pdf
Obr. 2: Paměťová buňka ROM: In: Způsoby realizace polovodičových pamětí . VUT [online]. 2012 [vid. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/PTP/public/dalsi_texty/pameti00.pdf
Obr. 3: Paměťová buňka SRAM: In: Způsoby realizace polovodičových pamětí . VUT [online]. 2012 [vid. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/PTP/public/dalsi_texty/pameti00.pdf
Obr. 4: Paměťová buňka DRAM: In: Způsoby realizace polovodičových pamětí . VUT [online]. 2012 [vid. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/PTP/public/dalsi_texty/pameti00.pdf
![Page 16: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/16.jpg)
Seznam použité literatury:
[1] ANTOŠOVÁ, M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Praha: KOPP, 2009. ISBN 978-80-7232-394-4.
[2] HÄBERLE, H. a kol. Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha: Europa – Sobotáles, 2003. ISBN 80-86706-04-4.
[3]Paměti. In: Způsoby realizace polovodičových pamětí . VUT [online]. 2012 [cit. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/PTP/public/dalsi_texty/pameti00.pdf
[4] Polovodičová paměť. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 25. 5. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Polovodi%C4%8Dov%C3%A1_pam%C4%9B%C5%A5
![Page 17: Polovodičové paměti](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062517/568132ea550346895d99a6b7/html5/thumbnails/17.jpg)
Děkuji za pozornost