›
›

Điện - Điện tử - Chương 11: Thiết bị nhớ

pdf 27 trang vanle 2850
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Điện - Điện tử - Chương 11: Thiết bị nhớ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfdien_dien_tu_chuong_11_thiet_bi_nho.pdf

Nội dung text: Điện - Điện tử - Chương 11: Thiết bị nhớ

  1. Chương 11 Thiếtbị nhớ Th.S Đặng NgọcKhoa Khoa Điện-ĐiệnTử 1 Thiếtbị nhớ „ Mộthệ thống thường sử dụng „ Bộ nhớ trong (làm việc) tốc độ cao „ Bộ nhớ ngoài (lưutrữ) tốc độ thấphơn 2 1
  2. Thuậtngữ thường sử dụng „ Memory Cell: một thiếtbị hay mộtmạch có khảnnăng lưutrữ mộtbit dữ liệu „ Memory Word: một nhóm các bit, thông thường mộttừ có 8 – 64 bit. „ Byte: một nhóm 8 bit. „ Dung lượng: mô tả khả năng lưutrữ củabộ nhớ. Dung lượng mô tả số word có trong bộ nhớ. 10 „ 1K = 2 word 20 „ 1M = 2 word 30 „ 1G = 2 word 10 3 „ 2K x 8 = 2.2 x 8 = 2.1024.8 word Thuậtngữ thường sử dụng „ Address: là số xác định vị trí củatừ (word) trong bộ nhớ. „ Lệnh đọc: thựchiện việc đọcdữ liệuratừ bộ nhớ. „ Lệnh ghi: thựchiện lệnh ghi dữ liệuvào bộ nhớ. 4 2
  3. Thuậtngữ thường sử dụng „ RAM: Random-Access Memory. „ SAM: Sequential-Access Memory „ ROM: Read Only Memory „ RWM: Read/Write Memory „ Static Memory Devices: dữ liệu đượclưumãi mãi khi còn nguồn cung cấp. „ Dynamic Memory Devices: dữ liệu không đượclưumãimãi, để lưudự liệu đượclưutrữ ta cần rewritten dữ liệu. „ Main Memory: bộ nhớ làm việc „ Auxiliary Memory: bộ nhớ thứ cấp dùng để lưutrữ. 5 Hoạt động củabộ nhớ 1. Xác định địachỉ trong bộ nhớđượctruycập bởilệnh ghi hoặc đọc. 2. Xác định lệnh (ghi hoặc đọc) cầnthựchiện. 3. Cung cấpdữ liệu để lưuvàobộ nhớ trong quá trình ghi. 4. Nhậndữ liệu ở ngõ ra trong quá trình đọc. 5. Enable hay Disable sao cho bộ nhớđáp ứng đến địachỉ và lệnh thực thi. 6 3
  4. Cấutrúccủabộ nhớ Cấutrúcbộ nhớ 32x4 7 Cấutrúccủabộ nhớ a) Ghi dữ liệu 0100 vào bộ nhớ tại địachỉ 00011. b) Đọcdữ liệu 1101 từ bộ nhớởđịcchỉ 11110 8 4
  5. Bài tập01 „ Xác định giá trị của các ngõ vào và ngõ ra khi đọcdữ liệutừđịachỉ 00100. „ Xác định giá trị của các ngõ vào và ra khi ghi dữ liệu 1110 vào 01101. 9 Bài tập02 „ Cho mộtbộ nhớ có dung lượng 4Kx8 „ Cần bao nhiêu đường dữ liệu ngõ vào và ngõ ra. „ Cần bao nhiêu đường địachỉ. „ Tính tổng số byte có trong bộ nhớ. 10 5
  6. Kếtnốivớithiếtbịđiềukhiển(CPU) KếtnốigiữaCPU vàbộ nhớ 11 Kếtnốivớithiếtbịđiềukhiển(CPU) „ Viếtdữ liệu 1. CPU cung cấp địachỉ nhị phân. 2. CPU đưadữ liệu vào data bus 3. CPU kích hoạttínhiệu điềukhiểnphùhợp. 4. Bộ nhớ sẽ giảimãđịachỉ nhị phân 5. Data được đưa đến địachỉđượcchọn. „ Đọcdữ liệu 1. CPU cung cấp địachỉ nhị phân. 2. CPU kích hoạttínhiệu điềukhiểnphùhợp. 3. Bộ nhớ sẽ giảimãđịachỉ nhị phân 4. Bộ nhớđưadữ liệuphùhợp lên data bus 12 6
  7. ROM (Read Only Memories) „ ROM là bộ nhớ bán dẫn được thiếtkếđểlưudữ liệulâudài. „ Trong quá trình hoạt động, dữ liệu không thể ghi vào ROM nhưng có thểđọcratừ ROM. „ ROM có thểđượcnạpdữ liệubởinhàsảnxuất hoặcngườisử dụng. „ Dữ liệutrongROM khôngbị mấtbi khihệ thống bị mất điện 13 ROM (Read Only Memories) 14 7
  8. ROM(tt) 15 CấutrúccủaROM 16 8
  9. CấutrúccủaROM „ CấutrúcbêntrongcủaROM rấtphứctạp nhưng, bao gồmnhững phần chính sau: „ Ma trậnthanhghi: gồmnhững thanh ghi lưu trữ dữ liệu trong ROM. Mỗi thanh ghi chứa đượcmộttừ và có một địachỉ tương ứng. „ Giảimãđịachỉ: bao gồmgiảimãđịachỉ hàng và giảimãđịachỉ cột. „ Bộđệmngõra: dữ liệu đượcchọnsẽđược đếnbộđệmngõrakhiCS ở mứcthấp. Khi CS ở mứccao, cácngõracủabộđệmsẽởtrạng thái tổng trở cao. 17 Giản đồ thờigian 18 9
  10. MROM (Mask-programmed ROM) „ MROM là ROM mà dữ liệu đượcnhậpbởi nhà sảnxuấttheoyêucầucủa khách hàng. „ Phim âm bản (mask) đượcsử dụng để kết nốitrongROM. „ Có hiệuquả kinh tế khi sảnxuấtvớisố lượng lớn „ Cấutrúccủamột MROM 16 bit nhớ như sau 19 MROM (Mask-programmed ROM) 20 10
  11. MROM (Mask-programmed ROM) •Khi CE disabled, tấtcả các chứcnăng củachip sẽ disabled. •Khi OE disabled, chỉ những ngõ ra 3 trạng thái là disabled 21 PROMs (Programmable ROMs ) „ PROM là các loạiROM cóthểđượclậptrình (nạpdữ liệu) bởingườisử dụng. „ PROM có cấutrúcdựavàocáckếtnốinấu chảy (cầuchì). „ Khi nạpdữ liệuchoROM thìchương trình sẽ nấuchảycáckếtnối tương ứng. „ PROM là loạiROM sử dụng mộtlần. „ Kinh tế trong trường hợpsử dụng vớisố lượng nhỏ 22 11
  12. PROMs (Programmable ROMs ) 23 PROMs (Programmable ROMs ) „ Bipolar PROM phổ biến là 74186, ROM này có cấutrúcgồm 64 từ 8 bit. „ TBP28S166 cũng là mộtbipolar PROM có dung lượng 2K x 8. „ MOS PROM có dung lượng lớnhơnbipolar PROM. TMS27PC256 là mộtMOS PROM có dung lượng 32K x 8. 24 12
  13. EPROM (Erasable Programmable ROM) „ EPROM có thểđượclậptrìnhbởingườisử dụng và nó cũng có thểđược xóa và lập trình lại. „ Phảicómạch nạpdữ liệu chuyên dụng dành riêng cho từng ROM. „ Sử dụng tia UV để xóa dữ liệu „ Tấtcả dữ liệutrongEPROM sẽđượcxóa „ SơđồcủamộtEPROM tiêubiểu (27C64) như sau: 25 EPROM (Erasable Programmable ROM) 26 13
  14. EEPROM (Electrically Erasable PROM) „ EPROM có hai nhược điểm chính là: „ Chúng ta phải tháo chúng ta khỏimạch để xóavàlậptrìnhlại. „ Mỗilầnxóavàlậptrìnhlạiphảilàmthựchiện cho toàn bộ ROM „ Thờigianxóalâu(khoảng 30 phút) „ EEPROM có thể khắcphục đượcnhững nhược điểm ở trên. „ Sử dụng điệnápđể xóa dữ liệu „ Có thể xóa dữ liệuchotừng byte 27 EEPROM (Electrically Erasable PROM) „ EEPROM 2864 8K x 8 28 14
  15. CD ROM „ CD ROM là những đĩa đượcsảnxuấtvới mộtbề mặtphảnxạ. „ Dữ liệusốđượclưutrênđĩabằng cách đốtcháyhay khôngmộtkhetrênbề mặt đĩa. „ Là phảipháplưudữ mộtcáchkinhtế dung lượng lớndữ liệu 29 Flash Memory 30 15
  16. „ 28F256A flash memory 31 Sơđồchứcnăng của 28F256A 32 16
  17. Ứng dụng củaROM „ ROM có thểđượcsử dụng trong bấtkỳứng dụng nào cầnlưutrữ dữ liệu ít hay không thay đổi. „ Firmware: dùng để lưutrữ dữ liệu firmware cho các hệ thống microcomputer. „ Bảng dữ liệu: lưutrữ data cho những ứng dụng tra dữ liệu. „ Chuyển đổidữ liệu: lưutrữ data cho các phép biến đổi. „ Tạoranhững hàm biến đổidữ liệu. 33 Ứng dụng củaROM „ Ví dụứng dụng củaROM trongmạch tao ra sóng dạng hình sin. 34 17
  18. Bài tập03 „ Sử dụng ROM để thiếtkế mộtmạch có 3 bit ngõ vào và ngõ ra thể hiệnbình phương giá trị ngõ vào. 35 Bài tập04 „ Sử dụng mạch cho ở trang 21 để thiếtlập mạch thể hiệnhàm y = 3x + 5 36 18
  19. RAM bán dẫn „ NgượclạivớiROM, RAM bándẫnlàbộ nhớ có thể ghi và đọc được. „ Nhược điểmchính: dữ liệudễ bị thay đổi. „ Ưu điểm chính: có thể ghi và đọcmột cách nhanh chóng và dễ dàng. 37 CấutrúccủaRAM „ Tương tự như ROM, RAM cũng bao gồm mộtsố thanh ghi. Mỗithanhghichứamột từ và có một địachỉ duy nhất. „ Thông thường dung lượng củaRAM là1K, 4K, 8K, 16K, 64K, 128K, 256K. „ Kích thướccủamộttừ trong RAM có thể là 1, 4 hay 8 bit. 38 19
  20. CấutrúccủaRAM 64x4 39 CấutrúccủaRAM 64x4 „ RAM này chứa 64 từ, mỗitừ 4 bit. „ Mỗi thanh ghi có một địachỉ tương ứng 0- 6310. Do vậycầntấtcả 6 đường địachỉ. „ 6 đường địachỉđược đưaqua mộtbộ giải mã 6->64. „ Ngõ ra nào ở mức cao thì thanh ghi tương ứng đượcchọn. 40 20
  21. Bài tập05 „ Hãy tính dung lượng củanhững RAM sau đây 41 SRAM (Static RAM) „ RAM tĩnh là RAM mà dữ liệu đượclưutrữ trong RAM trong suốtthờigianRAM được cấpnguồn. „ Mỗi cell củaSRAM chứa1 bit vàđượccấu tạotừ Flip-Flop. „ Giản đồ thờigiantruycậpSRAM như sau: 42 21
  22. SRAM (Static RAM) 43 SRAM (Static RAM) „ MộtSRAM thựctế 6264C 44 22
  23. DRAM (Dynamic RAM) „ DRAM đượcchế tạotừ công nghệ MOS. So với SROM chúng có dung lượng cao hơnvàyêucầu công suất cung cấpthấthơn. „ Giá trị củaDRAM đượclưu trong những tụđiện. „ Do sự rò rỉđiệntíchcủatụđiệnnênDRAM yêu cầuphải đượcnạplại điệnsaumộtkhoảng thời gian nhất định. „ Thông thường SRAM yêu cầunạplạidữ liệusau 2-10ms. 45 CấutrúccủaDRAM 46 23
  24. Hoạt động củaDRAM „ Trong quá trình ghi công tắc SW1 và SW2 đóng còn SW3 và SW4 mở. „ Trong quá trình đọc SW2, SW3, SW4 đóng còn SW1 mở. 47 Mở rộng từ và dung lượng „ Mở rộng từ „ KếthợphaiRAM 16x4 thàng RAM 16x8 48 24
  25. Mở rộng từ và dung lượng „ Mở rộng dung lượng „ Kếthợphaichip 16x4 thành bộ nhớ 32x4 49 Bài tập06 „ Tính dung lượng củamạch sau đây 50 25
  26. Bài tập07 51 Bài tập08 52 26
  27. Bài tập09 „ Từ RAM 6206 (slide 41) hãy thiếtkế bộ nhớ 4K x 8. 53 Câu hỏi? 54 27