Динамічне ОЗУ. Динамічна оперативна пам'ять зберігає інформацію (лог. 1 або 0) на конденсаторі малої місткості, який входить до складу транзисторної осередки. Розмір осередку ДОЗУ менше, ніж у СОЗУ, так що загальна вартість одиниці пам'яті менше. Але конденсатори динамічної оперативної пам'яті повинні постійно підзаряджатися, щоб зберігати інформацію. Це вимагає більш складної схеми інтерфейсу.
Псевдостатіческое ОЗУ - комбінація динамічного і статичного ОЗУ. За своєю природою пристрій є "статичним", не вимагаючи регенерації для збереження даних. Але для цього в комірку пам'яті поміщається вся необхідна логіка регенерації. Як наслідок, псевдостатіческое ОЗУ має низьку щільність і більш високу вартість, ніж ДОЗУ.
Флеш-пам'ять об'єднує можливість електричного стирання ЕСППЗУ з осередком, подібної програмованого СППЗУ. В результаті модифікована осередок може бути стерта електрично в блоці з іншими осередками. Ця характеристика дозволяє флеш-пам'яті приймати новий код або інформацію в системі.
Електрично перепрограмувальна постійна пам'ять (EEPROM). Недолік електрично стирається пам'яті в тому, що неможлива перезапис в системі. Для цього потрібно програматор з підвищеною напругою від 12,5 В і вище. Якщо ж необхідно використовувати джерело живлення напругою 5 В, то для цього слід застосовувати більш дорогі схеми EEPROM, які в своєму складі мають перетворювач, що дозволяє при 5 В виробляти стирання старої інформації і запис нової. Такі прилади мають відносно високий час доступу для читання / запису. Осередки EEPROM рідко можуть мати число операцій стирання / запис більше 10 000. Пам'ять EEPROM може встановлюватися в системі і доступна як стандартна СОЗУ.
Стирається програмована постійна пам'ять СППЗУ може стиратися підвищеною напругою 12,5 В або ультрафіолетовим світлом через віконце у верхній частині корпусу мікросхеми. Зазвичай ці мікросхеми використовувалися в розробках і потім відбувалася їх заміна на більш дешеві.
ПЗУ з одноразовим програмуванням. Зазвичай запис даних в ОТР PROM роблять один раз. Ці мікросхеми пам'яті одні з найдешевших.
ПЗУ. Масочное постійний запам'ятовуючий пристрій. Є найнадійнішим хранителем інформації. При цьому мікросхеми пам'яті не відрізняються високою швидкодією. Якщо є виріб, відомі код / дані, то розробляється маска і випускається найдешевша і надійна пам'ять для читання. Якщо ж вкралася помилка в інформацію, то всі запрограмовані мікросхеми масочного ПЗУ - шлюб!
Оцінюючи зазначені в табл. 1 типи пам'яті, можна відзначити наступне. Висока щільність і низька вартість розряду пам'яті відносяться до динамічних ОЗУ. Масочний ПЗУ - найдешевша пам'ять тільки для читання і не потребує підживлення при зберіганні. Найкращі показники у тих типів пам'яті, які розташувалися в середині таблиці. EEPROM володіє багатьма позитивними якостями, але має обмежене число циклів стирання / запис (10 000), тривалий час запису і низька щільність не зовсім відповідають сьогоднішньому промисловому попиту.
Для систем, що вимагають зберігання і захисту даних в разі зникнення живлення, швидкого доступу читання / запис, простої схеми управління - найкращим чином підходять модулі незалежної пам'яті (NV SRAM), що випускаються корпорацією Dallas Semiconductor (DSC). Погляньмо на цей тип пам'яті більш детально, оскільки поки за багатьма показниками (низько споживаний кристал СОЗУ, керуючий контролер харчування, літієва батарейка) він емулює майже ідеальну пам'ять.
Енергонезалежні СОЗУ виробництва Dallas Semiconductor
Корпорація Dallas Semiconductor є провідною в світі за технологією виробництва енергонезалежних статичних ОЗУ (NV SRAM). Кожен модуль цих виробів складається з СОЗУ з низьким енергоспоживанням, маленької літієвої батареї і фірмового енергонезалежного чіпа управління. Всі перераховані компоненти разом формують незалежну пам'ять, яка без зовнішнього живлення може зберігати записану інформацію з обмеженим доступом 10 років. Час доступу для читання і запису становить близько 70 нс. Всі ці особливості мають на увазі, що випускаються DSC енергонезалежні CОЗУ можуть зчитуватися і записуватися швидше необмежену кількість разів і більш безпечно, ніж будь-який інший тип енергонезалежної пам'яті.
Якщо у споживача є мікросхеми СОЗУ і він хоче отримати незалежну пам'ять, DSC пропонує "розумні" панельки (smart Socket) з вбудованими літієвими батареями і незалежними чіпами управління. Гнізда в панелі дворядні під корпусу DIP мікросхем СОЗУ.
Коли на ринку стали зникати мікросхеми з малим об'ємом пам'яті - 2Кх8 і 8Кх8, DSC розробила свої вироби ОЗУ на основі осередку 6-Т. Типове значення струму утримання становить 50 нА! Для допоміжного харчування можна використовувати літієві батарейки, мають мінімальні розміри, а термін зберігання даних - більше 10 років при кімнатній температурі.
Пам'ять повинна автоматично захистити запис при виявленні зміни напруги живлення - зазвичай у допуску 10% від Uпит. Дані повинні зберігатися в пам'яті протягом всього часу збою живлення. Виникає питання: що буде з даними в той час, коли відбувається збій харчування? При падінні напруги живлення нижче 10% рівня Uпит часу для системних допоміжних функцій вже немає. Що ж необхідно зробити для збереження даних, щоб зниження харчування виявлялося істотно раніше і мікропроцесор міг виконати допоміжні функції щодо захисту записи? Один із способів - використання другого напруги, контролюючого пристрій. DSC виробляє мікросхему DS1233B - монітор напруги на 5 В + 5% в 3-вивідному корпусі ТО-92. Цей монітор видає активний низький сигнал скидання (RST) як тільки виявить вихід основного харчування з п'ятивідсоткового допуску. Активний низький сигнал може використовуватися як запит на переривання мікропроцесора. Таким чином, мікропроцесор отримує необхідний час для обслуговування переривання, і незалежна пам'ять захищається від запису. Малюнок 1 ілюструє цю ситуацію.
Мал. 1. Формування сигналу IRQ
Мікропроцесори можуть обслуговувати переривання і обробляти інформацію швидше, ніж спад напруги на 5% від свого номіналу. Звичайно, необхідно, щоб програмне забезпечення, яке обслуговує переривання системи, було налаштоване для максимально швидкої ідентифікації зовнішнього переривання.
Припустимо деякі умови, які можуть бути всередині даної системи. Приймаємо час зниження напруги від 4,75 (0,0 5 Uпит) до 4 В (процесор працює ще нормально) за 300 мкс.
Мікропроцесор працює на помірній тактовій частоті 25 МГц. Мікропроцесор являє собою звичайний 8-розрядний, якому на одну команду необхідно затратити 6 тактів. Виходячи з цих даних, період тактової частоти становить 1/25 мГц = 40 нс.
Одна команда виконується за 40_6 = 240 нс.
Швидкість падіння напруги
Швидкість падіння напруги.
Між початком видачі команди з монітора (5%) до 10% від Uпит напруга знижується на 0,25 В. Це відбувається за час.
Отже, за цей час мікропроцесор виконає.
Звичайно, мати в резерві 416 команд за час, коли мікропроцесор може виконати будь-які функції по завершенню запису і збереження даних в ОЗУ - це надійний показник виконання поставленого завдання. Якщо кількість циклів на інструкцію менше вищевказаного або робоча частота вище 25 МГц, ви маєте додатковий резерв часу. Використовуючи монітор DS1233B разом з енергонезалежною СОЗУ, завжди можна отримати додатковий час для організованого системного завершення роботи без руйнування пам'яті. В іншому випадку резервів вашого мікропроцесора може не вистачити для успішного завершення роботи з СОЗУ. На рис. 2 представлені корпусу, в яких можуть розміщуватися монітори напруги DS1233B.
Мал. 2. Корпуси моніторів напруги DS1233B
Стандартна незалежна пам'ять СОЗУ
Продукція, що випускається DSC незалежна СОЗУ (табл. 2) має окремий літієвий джерело енергії і схему управління, яка постійно контролює основне джерело харчування Uпит за умовою виходу напруги з допуску. Коли напруга Uпит знижується, виходячи за межі допуску, автоматично включається літієва батарейка, і захист записи запобігає порушення цілісності даних. Дані зберігаються, захист від запису залишається до тих пір, поки Uпит повернеться до номіналу, що визначається допуском. Після цього літієвий джерело вимикається і пам'ять знову доступна. Оскільки ці блоки пам'яті засновані на СОЗУ технології, час доступу для запису і читання однаково, а число цих операцій не обмежена. Випускаються прилади в корпусах DIP (600-mil) або Power Cap.
Нові модулі Power Cap
Пакетний модуль Power Cap (рис. 3) дає можливість поверхневого кріплення корпусу і його вмісту - енергонезалежного ОЗУ. Power Cap модулі представляють унікальну конструкцію, що складається з двох частин - монтируемой майданчики ядра модуля, в якій розміщені інтегральні схеми і, власне Power Cap з іонним. Power Cap - це верхня половина блоку, яка містить контактні пружини, що з'єднують літієвої батареї з ядром модуля. Якщо необхідна зміна батарейки, то конструкція модуля дозволяє легко і швидко виконати цю операцію.
Мал. 3 Пакетний модуль Power Cap
Протягом системної збірки, поки йде пайка поверхні модуля, висока температура не зачіпає температурно чутливі літієві батареї. Коли підстава закріплено, користувач просто зафіксує Power Cap на базі модуля, щоб сформувати закінчений енергонезалежний СОЗУ-модуль. Пакетний модуль Power Cap має висоту 0,25 дюйма, площа плати ядра складає 0,96 кв. дюйма. Всі прилади в цій упаковці мають стандартну цоколевку і можуть замінювати незалежну пам'ять інших видів в корпусі з відповідними висновками. Постачання виробів здійснюються в трьох видах: модульне ядро, Power Cap, а також весь модуль Power Cap.
Торгова марка Power Cap - DS9034PC (тільки літієва батарейка)
Мал. 4. Установлення та зняття PowerCap
Вибір модуля незалежній СОЗУ стандартного або розширеного варіанту можна зробити, використовуючи табл. 4.
Якщо ви зупинили свій вибір на годиннику реального часу з енергонезалежним СОЗУ, то у виборі допоможе табл. 5.
Хронометри сторожовий схеми з енергонезалежною СОЗУ представлені в табл. 6. Базова схема DS1386 випускається в 32-вивідному DIP-корпусі і містить контролер годинника реального часу з повним набором функціональних можливостей: тривога, таймер сторожовий схеми, таймер інтервалу. Все це доступно в байтовому форматі. В DS1386 міститься також кварцовий резонатор, літієва батарейка і кристал СОЗУ.
Для модульного блоку Power Cap випускається базова частина з пам'яттю, монітором і контролером батарей (до назви додається індекс Р), корпус Power Cap з іонним і кварцовий резонатор на 32,768 кГц.
Як було сказано вище, панелька складається з двосторонньої друкованої плати, у якій на одній стороні встановлюється 8-вивідний контролер напруги DS1213, а на іншій - літієвий джерело живлення, залитий компаундом. Вся ця конструкція поміщається в розетку і випускається в трьох модифікаціях DS1213B / C / D. Стандартна панелька виявляє збій основного електроживлення в межах між 4,7 і 4,5 В, тобто діапазон виявлення становить 5% від напруги Uпит. Якщо необхідно розширити діапазон до 10% від Uпит, то слід зробити наступні кроки (рис. 5):- розрізати металеву доріжку, позначену на малюнку "TOL";
- майданчики металізації, помічені "Т", з'єднати перемичкою.
Мал. 5. "Інтелектуальна" панелька DS1213
Модернізація по збільшенню обсягу пам'яті
Ця операція відноситься тільки до DS1213B і DS1213D. DS1213B, призначена для СОЗУ об'ємом 8Кх8, може бути перетворена в обсяг пам'яті 32Кх8. DS1213D, призначена для обсягу 128Кх8, може бути перетворена в пам'ять 512Кх8. Це досягається наступним чином:- металеву доріжку, позначену "U", розрізати;
- майданчики металізації, позначені "G", з'єднати перемичкою.
Інтелектуальні годинник / ОЗУ мають індекс DS1216B / C / D / H. Ці панельки мають те ж функціональне призначення, що і DS1213, але додатково на друкованій платі встановлюється 16-вивідна мікросхема, яка містить контролер напруги і фантомні годинник в одному корпусі. Все DS1216 випускаються з виходом сигналу "Скидання" (RTS) на виведення 1. Якщо сигнал "Скидання" не потрібно, то досить металеву доріжку, позначену буквами "RES", перерізати.
Для збільшення обсягу встановлюється пам'яті ОЗУ, як і в випадку з DS1213B / D, необхідно зробити наступне:- розрізати металеву доріжку позначену буквою "U";
- майданчики металізації, позначені "G", з'єднати перемичкою.
При цьому DS 1216B модернізуються з обсягу 8Кх8 в пам'ять 32Кх8, а DS1216D - з 128Кх8 в 512Кх8.
Малопотужні статичні ОЗУ
Мікросхеми СОЗУ мають вхід дозвіл доступу до мікросхеми (CE), який можна використовувати для перекладу в режим мінімального споживання. Наявність сигналів управління CE, а також ОЕ дозволяє об'єднувати в паралель безліч мікросхем, отримуючи, таким чином, необхідний обсяг пам'яті. Прилади СОЗУ підтримують по входу і виходу рівні ТТЛ - схем в діапазоні напруг 2, 7: 5, 5 В. При однакових обсягах пам'яті СОЗУ і ПЗУ зазвичай взаємозамінні за висновками і, відповідно, у багатьох застосуваннях можуть заміняти один одного.