P A M Ä T E     R A M

Pamäte RAM rozdeľujeme ako už bolo povedané na pamäte   - statické  a   - dynamické

Statická pamäť RAM

Jedna z možných štruktúr statickej bunky pamäte RAM realizovanej technológiou NMOS je na obr.6.
Statická bunka NMOS RAM je tvorená párom krížovo prepojených invertorov a ďalšími dvoma NMOS tranzistormi použitými na prístup k bunke na účely zápisu dátového bitu alebo vyčítanie tohto pamätaného bitu, to zabezpečujú prístupové tranzistory. Obidva prístupové tranzistory pracujú obojsmerne a smer prenosu dát je vybratý trojstavovým ovládaním zapisovacieho zosilňovača. Časový diagram čítania zo statickej RAM je na obr.7 a zápisu do nej na obr.8.
 Bunka RAM


a - doba čítacieho cyklu
b - adresová prístupová doba t
c - chip select prístupová doba t
d - doba platného výstupu
     po adrese
e - doba zablokovania výstupu
      po chip-selecte
  Diagram čítanie z pamäte RAM

a- doba zapisovacieho cyklu
b - šírka zapisovacieho impulzu
c - nastavenie adries pred zápisom
d - nastavenie dát pred zápisom
     (koncom zápisu)
e - nastavenie chip-selectu pred
     zápisom (koncom zápisu)
f - pridŕžanie adries po zápise
g - pridŕžanie dát po zápise
h - zablokovanie výstupu po
     chip-selecte
 Diagram zápisu do pamäte RAM



Príklady statickej RAM:
TMM 2088P 8K x 8 bit t ac = 35 ns
TC 55 257 AP 32K x 8 bit t ac 100 ns
TLH: SRAM D: 43100 128K x 8 bit


Dynamická pamäť RAM

Bunka dynamickej pamäte RAM Štruktúra dynamickej bunky pamäte RAM je v obr.9.
V tomto obrázku bola 4-tranzistorová statická pamäťová bunka nahradená v dynamickej bunke kapacitou voči zemi. Ďalej bola táto bunka zredukovaná tým, že sa použije iba jeden prístupový tranzistor. Z dôvodu zmenšenia plochy bunky kapacita tohto typu pamäte bola zväčšená minimálne 4-krát na danú plochu čipu. Potom ak sa má zachovať únosný počet vývodov na puzdre takého IO, je potrebné použiť napr. spôsob multiplexného adresovania: najprv sa na adresové vodiče privedie adresa riadku, ktorá sa zapíše do registrov (latchov) pre riadok, potom nasleduje na tých istých adresových vodičoch adresa stĺpca, ktorá sa zapíše do príslušných registrov pre stĺpec. Keď majú byť dáta pamätané na dobu dlhšiu ako niekoľko µs, náboj pamätaný v každej bunke musí byť obnovovaný v pravidelných intervaloch. Táto obnovovacia činnosť sa vykonáva po riadkoch buniek. Počas obnovovacieho cyklu výstupy čítacích invertujúcich zosilňovačov sú vedené naspäť do dátových vodičov. Zosilňovače pracujú v trojstavovom režime.
Zápis a čítanie v pamäťovej bunke na obr.9 je nasledovný : Zápis- na vodič X-W privedieme aktívnu úroveň, čím sa otvorí tranzistor T3. Na vodič Y-W privedieme zapisovanú informáciu a tá sa cez T3 uloží do Cp. Čítanie- na vodič X-R sa privedie aktívna úroveň, čím sa otvorí tranzistor T2 a stav T1 ovplyvní vodič Y-R. Ak je Cp nabitý T1 je otvorený, potom cez otvorený T2 a T1 je vodič Y-R na nulovom potenciáli, čomu zodpovedá log."0". Ak je Cp vybitý T1 je zatvorený a cez otvorený T2 sa pripojí na vodič Y-R. Takýto stav zodpovedá log."1".
Bloková schéma úplného pamäťového obvodu je blokovo zobrazená na obr.10.

Bloková schéma pamäte DRAM

Okrem pamäťových buniek obsahuje adresový riadkový a stĺpcový dekodér na výber bunky , čítací zosilňovač, ktorý číta hodnotu pamätaného bitu v bunke, výst. bufer na budenie pripojenie záťaže, zapisovací zosilňovač a riadiace obvody pre výber medzi čítaním a zapisovaním.
Na obr.11 je časový diagram čítania z dynamickej bunky RAM. Proces čítania obsahu dynamickej pamäte je charakterizovaný nasledujúcou postupnosťou:
Diagram čítania z pamäte DRAM
1 - na adresové vstupy pamäte sa privedie riadková adresa
2 - vo vnútri pamäťového obvodu dochádza k čítaniu riadku informácie
3 - najneskôr v tomto okamihu musí byť hodnota zapisovacieho vstupu neaktívna (nebude sa zapisovať).
4 - na adresové vstupy pamäte sa privedie stĺpcová adresa
5 - z prečítaného riadku sa podľa stĺpcovej adresy začnú čítať príslušné dáta
6 - na dátovom výstupe sa objavia príslušné dáta
7 - čítací cyklus končí
Jednotranzistorová pamäťová bunka DRAM
Ako iný príklad pamäte DRAM je možné uviesť jednotranzistorovú pamäťovú bunku DRAM, ktorá je na obr.12. Zapojenie je charakteristické tým, že má len dve prívodné vodiče. Jeden na adresovanie a druhý na zápis a čítanie. Činnosť je nasledovná : Zápis - vodič X-R/W sa aktivuje a na Y-R/W sa privedie zapisovaná informácia, ktorá sa uchová na kondenzátore Cp. Čítanie - vodič X-R/W sa aktivuje a náboj z Cp sa prevedie na Y-R/W. Po čítaní však musí nasledovať okamžite obnovenie informácie na Cp tzv. zotavovacím zosilňovačom.

Príklad:   TMM 41257 256K x 1 bit
Nevýhody:
- potreba multiplexovania adresy a zabezpečenie obnovovania obsahu buniek
Výhody:
- šetrenie vývodov obvodu (stačí malé púzdro DIL)
- veľká kapacita a nízka cena

Pre celú operačnú pamäť stačí realizovať obvody pre adresové multiplexovanie a obnovovanie len raz, čo znamená, že nevýhoda hore je minimálna oproti výhodám nižšie. Preto dyn. RAM sa používajú tam, kde objem pamäte je väčší ako stovky kB (napr. PC IBM).

Nádeje sa vkladajú do nového riešenia dlhodobých pamätí RAM, nazývaných NVRAM. Takáto pamäť v jednej štruktúre obsahuje dve pamäte - statickú RAM a EEPROM. Každá pamäťová bunka pamäte RAM je spojená s pamäťovou bunkou pamäte EEPROM. Takáto pamäť pracuje normálne ako RAM a pred vypnutím napájania sa prepíše obsah pamäte do pamäťových buniek EEPROM.


!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu