У цифрових системах використовуються зовнішні і внутрішні запам'ятовуючі пристрої (ЗУ). Зовнішні ЗУ реалізують на жорстких магнітних (hard drive), інтегрально-напівпровідникових (флеш-диски), оптичних і магнітооптичних дисках (CD, DVD). Внутрішні ЗУ в основному - напівпровідникові - призначені для зберігання проміжних даних і програм обробки даних. Внутрішні ЗУ діляться на оперативні ЗУ і постійні ЗУ.
Оперативні запам'ятовуючі пристрої (ОЗУ) характеризуються можливістю швидкого введення / виведення (записи / зчитування) інформації у вигляді двійкових чисел в свою будь-яку окрему клітинку. Тому синонімом ОЗУ є пам'ять з довільною вибіркою (RAM-Random Access Memory).
Постійні запам'ятовуючі пристрої (ПЗУ) на відміну від ОЗУ використовуються в основному для зчитування записаної в них інформації. Запис же здійснюється або "раз і назавжди", або відносно рідко. Цей клас ЗУ в зарубіжній літературі називають ROM (Read-Only Memory - пам'ять тільки для зчитування).
Існує також значна кількість ПЗУ з можливістю багаторазового запису в них інформації - перепрограмовані ПЗП (ППЗУ).
1. Структура мікросхем пам'яті
Напівпровідникові ОЗУ, ПЗУ складаються з двох основних частин: накопичувача і схеми управління, або периферії. Накопичувач - це основна частина ПЗУ, де зберігаються дані (двійкові коди). Периферія призначена для введення і виведення цих даних. У неї входять дешифратори, підсилювачі, регістри, різного роду ключові схеми, комутатори та інше.
Накопичувач складається з елементів пам'яті (ЕП), кожна з них зберігає один біт інформації. Основу ЕП становлять бістабільні осередки, основною властивістю яких є наявність двох стійких станів - 0, 1.
На рис. 57 представлена типова структура запам'ятовує з матричної організацією.
Мал. 57. Структура мікросхеми ОЗУ
На наведеній схемі використовуються такі скорочення:
- ДШх, ДШу - адресні дешифратори рядків і стовпців;
- АЗС на - формувач сигналів запису / зчитування;
- СУ - схема управління;
- АШх, РШ - адресні і розрядні шини;
- DI, DO - шини запису та зчитування відповідно;
- БК - буферний каскад.
Накопичувач являє собою прямокутну матрицю ЕП, що містить n
x рядків і ny стовпців. Ємність накопичувача N = nx · ny. Кожен ЕП підключений до адресних (АШ) і розрядних (РШ) шинам. Вибір необхідного ЕП здійснюється шляхом подачі певної комбінації адресних змінних (A m ... A1, A0). Адресні дешифратори рядків (ДШ x) і стовпців (ДШ y) формують сигнали вибірки на відповідних АШ, які визначають рядок і стовпець накопичувача, в якому розташований обираний ЕП. Таким чином, m адресних входів дозволяють вибирати один з N = 2 m елементів пам'яті.
Режим роботи мікросхеми визначається сигналами вибору мікросхеми 
(CHIP SELECT) та запису-зчитування 
(WRITE / READ). При подачі низького потенціалу на вхід вибору 
схема управління (СУ) дозволяє формування сигналів вибірки на АШ
x. Якщо при цьому сигнал на вході 
, То СУ формує керуючий сигнал, при якому АЗС забезпечує запис в обраному ЕП інформації, що надходить на вхід DI. Вихід DO в цьому випадку знаходиться у відключеному стані. якщо сигнал 
, То СУ перемикає АЗС в режим зчитування, при якому інформація з обраного ЕП передається на вихід DO, при цьому стан входу DI не впливає на роботу мікросхеми.
при 
мікросхема знаходиться в режимі зберігання, т. е. стан ЕП не змінюється при будь-яких сигналах на входах (A
m ... A0), DI, . Вихід DO знаходиться в відключеному стані.
Типові тимчасові діаграми, що ілюструють роботу мікросхем пам'яті, наведені на рис. 58.
Мал. 58. Тимчасові діаграми роботи мікросхем пам'яті з довільною вибіркою
Адресні сигнали A і сигнал зазвичай встановлюються на входах мікросхеми до надходження сигналу .
Мікросхеми, призначені тільки для зчитування інформації, не містять вузлів, що відповідають за її запис.
Пристрої, що запам'ятовують з довільною вибіркою служать для оперативного запам'ятовування інформації і здатні зберігати її тільки при включеному харчуванні. За принципом дії розрізняють статичні і динамічні ОЗУ. Елементом пам'яті статичних ОЗУ (SRAM) служать тригери, які можуть бути реалізовані за будь-якої технології. У динамічних ОЗУ (DRAM) носієм інформації є ємність між затвором МОП-транзистора і корпусом, яка може бути заряджена або розряджена.
2. Елементи пам'яті БІС ОЗУ, ПЗУ
Елементи пам'яті статистичного ОЗУ.
ЕП біполярного ОЗУ є асинхронний RS-тригер, побудований з двох логічних елементів І-НЕ, виконаних на двох двухеміттерних транзисторах.
ЕП підключений до двох розрядних лініях РЛ "0" і РЛ "1" та адресної лінії АЛ. Залежно від комбінації напружень на цих лініях ЕП може працювати в режимах зберігання, запису та зчитування інформації.
Якщо, наприклад, транзистор Т1 відкритий, то низький потенціал його колектора подається на базу транзистора Т2 і підтримує його закритий стан. Високий потенціал колектора закритого Т2, в свою чергу, підтримує відкритий стан транзистора Т1. У стані зберігання по лінії адреси АЛ підтримується низький потенціал.
Нехай ЕП зберігає нуль 0, якщо Т2 закритий, а Т1 - відкритий. Тоді для запису одиниці 1 необхідно одночасно подати високі рівні в лінії АЛ і РЛ "0" і низький рівень в лінію РЛ "1". Тоді транзистор Т1 закривається, а Т2 - відкривається. Для зчитування інформації в адресну лінію АЛ подається високий рівень. При цьому в транзисторі, що знаходиться у відкритому стані, відбувається перерозподіл струмів емітерів, і велика частина струму буде текти в розрядної лінії РЛ "1", якщо зчитується 1, або в РЛ "0" - якщо зчитується 0.
Біполярні SRAM мають найвищою швидкодією, однак у порівнянні з SRAM, виконаними по МОП-технологій, мають значно меншу ємність і більше енергоспоживання. Це пояснюється тим, що МОП-транзистор займає в кілька разів меншу площу на кристалі, ніж біполярний, і споживає менший струм. Останні досягнення МОП-технологій забезпечують наближення МОП ЗУ за швидкодією до біполярним.
Найменшим енергоспоживанням відрізняються ЗУ, виконані на комплементарних МОП-транзисторах (КМОП-технологія). В ЕП КМОП-типу транзистори Т1 і Т2 мають канали p-типу, а транзистори Т3 - Т6- канали n-типу.
В результаті споживана потужність в режимі зберігання визначається струмами витоку канали n- і p-переходів. У режимі перемикання потрібно значно бульш потужність, так як при цьому струм протікає через обидва прочинених транзистора Т1, Т4 і Т2, Т5. Однак, що витрачається потужність КМОП ЗУ на порядок менше, ніж у біполярних.
Елемент пам'яті динамічного ОЗУ.
Накопичувач займає більшу частину площі кристала мікросхем пам'яті, тому для збільшення їх інформаційної ємності необхідно зменшувати розміри ЕП. Це досягається при використанні динамічного способу зберігання інформації у вигляді заряду, накопиченого на паразитної ємності. Зазвичай динамічні ЕП реалізуються на МДП-транзисторах, так як при цьому забезпечується досить тривалий час зберігання інформації (приблизно 10 мілісекунд) без її регенерації.
Один з варіантів трьох-транзисторного динамічного ЕП з роздільними шинами для запису і зчитування показаний на рис. 61. Інформація зберігається у вигляді заряду ємності Пн ≈ 0,1 пф. В процесі запису від РЛЗ при дозвільному високий потенціал на АЛЗ через відкритий транзистор Т2 заряджається ємність Пн до потенціалу РЛЗ, відповідного U 0 або U 1. Після закінчення сигналу адреси на АЛЗ транзистор Т2 закривається і ЕП переходить в режим зберігання інформації.
Зчитування інформації проводиться на розрядної лінії РЛсч, що знаходиться під високим потенціалом U 1, при подачі на адресну лінію зчитування АЛсч високого потенціалу, яким відкривається транзистор Т3. Якщо ЕП знаходиться в одиничному стані (Пн заряджена до потенціалу до U 1), то транзистор Т1 також буде відкритий і потенціал розрядної лінії знизиться до потенціалу U 0. Якщо ємність Пн була заряджена до потенціалу U 0, то транзистор Т1 буде знаходитися в закритому стані і потенціал РЛсч залишиться незмінним, т. Е. Рівним U 1.
Щоб уникнути втрати інформації через зменшення з плином часу заряду ємності Пн, проводиться його періодична регенерація (відновлення).
В режимі регенерації сигнали вибірки подаються на обидві адресні лінії АЛсч і АЛЗ. Сигнали, лічені з виходу кожного ЕП вибіркою рядки, через підсилювачі-регенератори подаються на їх входи, і відновлюють потенціал ємності до початкової величини. Так одночасно проводиться регенерація інформації в одному з рядків накопичувача.
Для виконання повної регенерації необхідно на адресні входи послідовно подати адреси всіх рядків. Для більшості мікросхем регенерацію необхідно проводити з частотою порядку десятків-сотень герц.
Ще меншу площу на кристалі займає однотранзісторний ЕП (рис. 62).
Зберігання інформації здійснюється на ємності Пн, а транзистор Т1 виконує роль ключа вибірки, який відкривається високим потенціалом адресної лінії АЛ. При записи в РЛ подається потенціал U
0 або U 1, в залежності від вступника на мікросхему сигналу: DI = 1 або 0. Такий же потенціал встановлюється на ємності Пн і зберігається на ній після закінчення вибірки, коли транзистор Т1 закритий. Збереження інформації при зчитуванні забезпечується підсилювачем-регенератором, який встановлює в РЛ проміжний опорний потенціал Uоп, значення якого U 1> U оп> U0. Коли транзистор Т1 відкривається сигналом АЛ, опорна напруга збільшується до Uсч0 (якщо Пн заряджена до U0). зазвичай 
, Тому підсилювач-регенератор підсилює зчитувальні сигнали Uсч 0 і Uсч 1 до заданого рівня і відновлює первинний заряд на Пн.
Динамічні мікросхеми пам'яті забезпечують найбільш високу інформаційну ємність при досить хороших значеннях інших параметрів. Однак, необхідність регенерації інформації ускладнює структуру ЗУ на їх основі і вимагає додаткових витрат часу. Сучасні динамічні мікросхеми пам'яті мають внутрішню регенерацію, яка реалізується в проміжках часу між вибірками.
Елементи пам'яті ПЗУ (РПЗУ).
Основна вимога до такої осередку - збереження інформації при відключеному харчуванні. Розглянемо схему однотранзісторний ЗЯ для біполярного ПЗУ.
У емітерний ланцюга транзистора передбачена плавка перемичка (П), яка в необхідних випадках може руйнуватися при первинному програмуванні.
При зверненні до ЗЯ по адресній лінії в разі незруйнованої перемички в РЛ буде протікати емітерной ток транзистора. У разі зруйнованої перемички ток протікати не буде.
Елемент пам'яті ПЗУ може бути виконаний і на МОП-транзисторах. Однак біполярні ПЗУ мають більш високу швидкодію (час звернення 20 ... 60 нс), але і велику рассеиваемую потужність, ніж ПЗУ на МОП-транзисторах (час звернення 200 ... 600 нс).
Репрограмміруемом ПЗУ в даний час виконуються двох типів. У РПЗУ першого типу матриця елементів пам'яті виготовляється аналогічно матриці ПЗУ на основі МОП-транзисторів, але у яких між металевим затвором і шаром ізолюючого оксиду осідає тонкий шар нітриду кремнію (МНОП-транзистори). Нітрид кремнію здатний захоплювати і зберігати тривалий час (до 10 років і більше) електричний заряд. У початковому стані транзистор має високу напругу відкривання (10 ... 15) В, яке знижується до робочих рівнів після зарядки шару нітриду кремнію. Щоб зарядити шар нітриду кремнію, на затвор МНОП-транзистора подається високовольтний програмує імпульс, за амплітудою в декілька разів перевищує робочі рівні напруг (15 ... 20) В. При подачі сигналу на адресну лінію, підключену до затворам транзисторів, відбувається відкривання тільки заряджених транзисторів. Таким чином, наявність заряду призводить до того, що ЕП зберігає 0, а його відсутність - 1.
Для стирання записаної інформації, тобто видалення заряду захопленого шаром нітриду кремнію, на затвор МНОП-транзистора необхідно подати імпульс напруги протилежний, ніж при запису полярності.
Інші варіанти ЕП РПЗУ виконуються на МНОП-транзисторах плаваючим (ізольованим) затвором. Подача високої напруги між витоком і стоком викликає накопичення в плаваючому затворі заряду, що створює провідний канал між стоком і витоком. Стирання інформації здійснюється опроміненням транзисторів через кварцове вікно ультрафіолетовим випромінюванням, яке розряджає затвори транзисторів і переводить їх в непроводящее стан.
Стирання інформації таким способом має ряд очевидних недоліків, які відсутні при електричному стирання. Для цього в транзисторі виконується другий керуючий затвор. Однак, зважаючи на велику площі ЕП, мікросхеми РПЗУ з електричним стиранням мають в 2 ... 4 рази меншу інформаційну ємність, ніж мікросхеми зі стиранням ультрафіолетовим світлом.
Параметри інтегральних ЗУ.
У номенклатуру параметрів ЗУ входять наступні основні величини:
Інформаційна ємність в бітах - параметр, що характеризує ступінь інтеграції.
Питома потужність - загальна потужність, споживання енергії в режимі зберігання, віднесена до 1 біту.
Максимальна частота звернення при зчитуванні.
Питома вартість одного біта інформації. Цей параметр - один з визначальних при порівняльних оцінках.
МОП - транзисторні ОЗУ в цілому перевищують біполярні з інформаційної ємності, питомої потужності і питомої вартості, але поступаються їм за швидкодією. Мінімальна питома потужність властива КМОП-схем, а мінімальна вартість - динамічним типам ОЗУ. Серед біполярних різновидів максимальну швидкодію характерно ОЗУ в базисі ЕСЛ.
далі
Чи знаєте Ви,
що, коли деякі дослідники, які намагаються примирити релятивізм і ефірну фізику, кажуть, наприклад, про те, що космос складається на 70% з "фізичного вакууму", а на 30% - з речовини і поля, то вони впадають в фундаментальне логічне протиріччя. Це протиріччя полягає в наступному.
Речовина і поле не їсти щось окреме від ефіру, також як і людське тіло не є щось окреме від атомів і молекул його складових. Воно і є ці атоми і молекули, зібрані в певному порядку. Також і речовина не є щось окреме від елементарних частинок, а воно складається з них як базової матерії. Також і елементарні частинки складаються з частинок ефіру як базової матерії нижнього рівня. Таким чином, все, що є у Всесвіті - це є ефір. Ефіру 100%. З нього складаються елементарні частинки, а з них все інше. Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізиці .
НОВИНИ ФОРУМУ 
Лицарі теорії ефіру 13.06.2019 - 5:11: ЕКОЛОГІЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЇ ЗАГИБЕЛІ бджіл ТА ІНШИХ запилювачів РОСЛИН - Карім_Хайдаров.
12.06.2019 - 9:05: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема державного тероризму - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ФІЗИКА - Experimental Physics -> Експерименти Серлі і його послідовників з магнітами - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Андрія Маклакова - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від В'ячеслава Осієвського - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Світлани Віслобоковой - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 6:28: Астрофізики - Astrophysics -> До 110 річчя Тунгускою катастрофи - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітництво від Володимира Васильовича Квачкова - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВІСТЬ - Conscience -> Вищий розум - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ страви - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВІСТЬ - Conscience -> РОСІЙСЬКИЙ СВІТ - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 8:40: ЕКОНОМІКА І ФІНАНСИ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС СВІТОВОЇ ФІНАНСОВОЇ СИСТЕМИ - Карім_Хайдаров. 