6.3. Постоянные запоминающие устройства

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) типа ROM (Read Only Memory – память только для чтения) позволяют хранить программы и данные длительное время. В постоянное запоминающее устройство информация заносится ограниченное количество раз, как правило, при его изготовлении или достаточно редко и не в оперативном режиме. В основном из него разрешается только считывание. Информация, записанная в ПЗУ, хранится постоянно и не теряется при отключении питания.

Накопитель ПЗУ обычно выполняется в виде массива (матрицы) элементов памяти (ЭП) размещенных по строкам и столбцам и разделенных на группы (рис.6.4). Количество элементов каждой группы (столбцов) равно количеству разрядов хранимого слова, а количество групп (строк) – количеству хранимых слов. Каждая группа логических элементов (строка) имеет адрес, при обращении по которому из запоминающих элементов отдельных разрядов в разрядные шины считывания поступают записанные в них логические сигналы, образующие в целом слово, хранящееся по вызываемому адресу.

По каждому адресу ПЗУ записано одно заранее установленное слово (несколько составляющих его двоичных цифр). Таким образом, ПЗУ преобразует код адреса в соответствующий ему код слова – набор двоичных цифр на выходе. Выборка слов (задание адреса) производится при помощи дешифратора (рис.6.4). При поступлении на вход дешифратора адреса какого-либо хранящегося в памяти слова дешифратор преобразует код этого адреса в активный сигнал на соответствующей строке из n элементов памяти (ЭП) ПЗУ. Дешифратор с N адресными входами дешифрирует 2^N линий, что позволяет, например, при десяти адресных входах организовать обращение к 1024 (2¹⁰) n-разрядных элементов памяти.

При задании адреса дешифратор определяет одно слово (n горизонтально расположенных логических элементов памяти с адресом, равным заданному) и с выходов n элементов памяти в шины считывания передаются хранящиеся в них двоичные цифры.

В ыходы всех элементов памяти одного разряда подключены к единственной для данного разряда памяти выходной шине (разрядной шине считывания), при этом логический сигнал на нее поступает только от элемента памяти, адрес которого задан.

Чтобы эти цифры прошли на выход ПЗУ, кроме адреса слова должен быть одновременно подан разрешающий сигнал, который переводит ЭП в режим считывания с них информации. Е

Рис.6.4. Матрица ПЗУ

сли разрешающий считывание сигнал не подается, то выходы ЭП находятся в состоянии большого выходного сопротивления и не оказывают влияния на выходные шины.

Элементы памяти можно строить с использованием диодов, биполярных транзисторов, полевых транзисторов.

На рис. 6.5 представлена схема одного слова диодного программируемого ПЗУ (также может быть построено и масочное ПЗУ). При выборе номера (адреса) шины этого слова через диод проходит ток, если он исправен, и в выходной шине, к которой он подключен (шине считывания), появится ток, создающий на нагрузочном сопротивлении шины высокое напряжение, условно принятое за единицу. Чтобы в выходной шине оказалось низкое напряжение (уровень логического нуля), достаточно разорвать диод в этой цепи.

Рис.6.5 Строка диодных запоминающих элементов

На схеме одного слова диодного ПЗУ на рис. 6.5 записано слово 1101 (оборвана перемычка у третьего слева диода).

На рис. 6.6 показан вариант схемы одного слова ПЗУ на основе биполярных транзисторов. Если задать адрес этого слова, подав в базы транзисторов положительное напряжение, то транзисторы откроются, и в выходные шины поступит низкий уровень напряжения (уровень логического нуля). Если же разъединить цепь между базой транзистора и шиной адреса (например, оборвать соединяющую их перемычку), то транзистор окажется закрытым и в шине считывания будет высокий уровень (уровень логической единицы).

В представленном на схеме слове транзисторного ПЗУ записано слово 1001 (оборваны базовые перемычки у второго и третьего транзисторов).

С

Рис.6.6 Строка транзисторных запоминающих элементов

уществуют три типа ПЗУ. В масочные ПЗУ (ROM) информация записывается при изготовлении. В программируемые ПЗУ (ППЗУ, PROM) после изготовления информация заносится однократно с помощью программатора. Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ, EPROM, EEPROM) позволяют заносить информацию ограниченное число раз с помощью программаторов.