Общи параметри и класификация

Основното препдназначение на запомнящите устройства – паметта е да съхранява в двоична форма много разредни двоични данни в голям обем.

В зависимост от товоа как съхраняват въведените данни, паметите се делят на:

    • енергозависими, които запаметяват данните, докато има захранващо напрежение
    • енергоНЕзависими, които запаметяват данните, дори и да няма захранващо напрежение

Основните операции при паметите, независимо от типа им са:

    • запис (въвеждане) на данните                          W – Write
    • съхаряване (помнене, запаметяване)          M – Memory
    • четене (извеждане)                                                R – Read
    • изтриване                                                                    D – Delete

Основните характеристики на всички видове памети са:

    • разредност на думата,
    • обем,
    • адресиране,
    • начин на достъп до клетката
    • време за достъп

Разредност на думата – паметите оперират с двоични данни, организирани като самостоятелна информационна единица – дума (Word), която има фиксирана разредност на думата Rw. На всеки                 разред от думата отговаря самостоятелен запомнящ елемент (ЗЕ). Отчита се в байтове: 1Byte, 2B, 3B, 4B, 8B, 16B, 32B.

Адресация – всяка запомняща клетка в паметта има собствен двоичен адрес, чиято разредност Ra обикновено с различава от тази на думата. Адресът показва, че в определен интервал от време може да бъде активирана само една клетка – за запис и за четене.

ics2

Обемът (капацитет) – изразява общия брой ЗК клетки или общия брой запомнящи елементи.

Достъп до паметта –  означава, че външен сигнал може да активира клетката с точно определен.

Времето за достъп по паметта – интервалът от време между подаването на адресен сигнал и началото на обмена (запис или четене). 

Памети с произволен достъп – когато времето за достъп до всяка произволно избрана клетка от общия масив е еднакво, тогава паметите са с произволен достъп. Този тип памети – Random Access Memory (RAM) са едни от най-често произвежданите и използувани като интегрални схеми със свръхголяма степен на интеграция. Към този клас принадлежат както енергозависимите, така и енергоНЕзависимите запомнящи устройства.

Енергозависимите зазпомнящи устройства 

Имат възможност за активна бърза, оперативна работа – запис, четене и бързо изтриване. Записаните данни се съхраняват за неограничено време стига да има захранващо напрежение. Тези памети са най-популярни като RAM.

Оперативните памети са два типа: статични и динамични.

Статични RAM памети – SRAM

SRAM съдържат тригер с CMOS изпълнение. Схемата съдържа асинхронен  SR тригер и 3-ти инвертор, който формира D-тригер

ics

                    Активни режими за запис и четене. В управляващия блок къ мвсяка от двупосочните шини за данни са включени два транзистора, разрешаващи активна работа – запис W  или четене R. Сигнал за запис WE, позволява към входа на всеки тригер да се подаде записващ сигнал Uw с високо или ниско ниво. Ако състоянието на тригера е различно от това на постъпилия сигнал, той се преключва.Това е равносилно на „изтриване“ на старите данни.

                   Пасивен режим. В състояние помнене не се подава нито адресен сигнал, нито сигнали WE и RE. При такова „спящо“ състояние на паметта токовата консумация е минимална.

Динамични RAM памети – DRAM

Динамичният принцип на запомнящия елемент използува свойството на MOS кондензатора (MOSC) да съхранява заряд за определено време

Проблеми при съхраняване на данните. При записано високо ниво на DRAM ЗЕ, вътрешни утечни токове понижават записаното високо ниво Uwh в продължение на милисекунди.Този вид памет със случаен произволен достъп, съхранява всеки бит данни в отделна клетка, физически изграден от отделен кондензатор в рамките на една интегрална схема.

ИЗВОД! В режим на четене, детектираното високо ниво Urh на ЗЕ е няколкократно по-ниско от това при запис. В резултат – значително се влошава отношението сигнал/шум на динамичната памет.

Развитие на DRAM. През последните години за компютърните системи са разработени и се предлагат динамични памети с повишено бързодействие. Известни като DDR, DDR2, DDR3, техните активни режими – запис и четене се синхронизирани с тактовата честота и се активизират при всеки нейн преден и заден фронт.

Важните динамични параметри на DDR2 са скоростите за пренос – еднобайтова и върхова паралелна скорост на целия  8 байтов модул, известна и като широчина на лентата Bandwide (MB/s).

Фамилията памети DDR3 работят с понижено захранващо напрежение +1,5V и понижена консумирана мощност. Те са подходящи за мобилните комоютърни системи.

Качества на SRAM:

      • кратко време за достъп;
      • голям брой транзистори на ЗЕ;
      • по-голяма повърхност, заемана от елемента;
      • по-малка информационна плътност;
      • по-висока относителна цена (за 1 бит от паметта);
      • по-висока крайна цена на изделието;
      • висока шумоустойчивост при наличие на смущаващи сигнали;
      • стабилна работа в широк температурен обхват;
      • стабилна работа при наличие на значителни електромагнитни сигнали;
      • стабилна работа при излъчвания от космически характер

Положителните качества на SRAM , независимо от по-висока цена, ги прави особено подходящи при полевите цифрови системи, за космически и военни цели, в заводски условия, в автомобилните и морски цифрови системи и в професионалните маркови компютърни офис системи. В масовите компютърни системи, те се използват основно като CACHE памет в чипа на процесора, с обем до няколко мегабайта, а при по-голям обем- като отделната интегрална схема.

Качества на DRAM:

      • само 1 MOS транзистор на ЗЕ;
      • много малка повърхност, заемана от елемента;
      • много голяма информационна плътност;
      • по-ниска относителна цена (за 1 бит от паметта);
      • значително по-ниска крайна цена на изделието;
      • значеително по-ниска шумоустойчивост;
      • по-дълго време за достъп, заради необходимостта от опресняване;