thiết kế Mạch báo giờ dùng EPROM, chương 3

Chương III:
Bộ nhớ bán dẫn
Đối vơi các thiết bò số, khả năng chứa đựng được dữ liệu là
một yêu cầu quan trọng. Chẳng hạn trong máy tính chỉ phép
toán phải được lưu trữ ngay trong máy. Còn trong các thiết bò
điều khiển số thì lệnh điều kiện phải được lưu trữ để thực hiện
dần theo một trình tự nào đó. Vì vậy, bộ nhớ là một phần không
thể thiếu của các thiết bò số.
Thông thường thông tin hay dữ liệu được tạo thành từ một
đơn vò cơ bản gọi tắt là từ (word). Từ một chiều dài nhất đònh
tuỳ theo loại máy, chẳng hạn 16 bit, 32 bit, 64 bit. Từ là một
thành phần cơ bản nhất. Các bộ phận cơ bản của thiết bò thướng
được truyền đi hay nhân vào nguyên một từ hay nhiều từ chứ
không nhân vài bit của từ. Tuy nhiên, vì từ được tạo thành từ
nhaều bit nên đơn vò cơ bản của bộ nhớ chính là đơn vò nhớ lưu
trữ được 1 bit.
Khi so sánh các bộ nhớ người ta thường chú ý đến các
thông số kỹ thuật sau:
 Dung lượng (capacity): dung lượng hay dung lượng nhớ là
khối lượng thông tin hay dữ liệu có thể lưu trữ được trong bộ
nhớ. Để xác đònh được dung lượng người ta dùng đơn vò là số
bit, hoặc kilôbit, hoặc megabit, dung lượng liên quan trực tiếp
đến giá thành. Giá thành này được đánh giá theo tiêu chuẩn:
chi phí/bit.
 Thời gian thâm nhập: (access time): thời gian này gồm có
hai phần:
Thứ nhất là thời gian cần thiết để xác đònh vò trí của từ (thời
gian tìm từ) trong bộ nhớ. Và thứ hai là phần thời gian cần thiết
để lấy từ ra khỏi bộ nhớ. thời gian thâm nhập là thông số quan
trọng của bộ nhớ, nếu nó kéo dài thì nó làm giảm khả năng làm
việc của thiết bò.

Các thuật ngữ của bộ nhớ.
 Memory cell: là một ô nhớ dùng để lưu trữ một bit
dữ liệu (0 hoặc 1) thường là 1 FF.
 Memory word: là một ô nhớ có thể lưu trữ nhiều bit
dữ liệu: có thể là 8, 16, 32 bit.
 Byte: là một thuật ngữ đặc biệt dùng để chỉ một dữ
liệu 8 bit.
 Capacity: là dung lượng của bộ nhớ dùng để xác
đòng xem có bao nhiêu bit có thể lưu trữ trong một bộ
nhớ đặc biệt hoặc cả hệ thống nhớ.
 Address: là con số để phân biệt ô nhớ này với ô nhớ
khác. Mỗi một byte dữ liệu lưu trong ô nhớ đều có
một điạ chỉ duy nhất, mà điạ chỉ này dùng hệ thống
số nhò phân để biểu diển.
 Read operation: là quá trình đọc dữ liệu hay lấy dữ
liệu ra từ bộ nhớ.
 Write operation: là quá trình ghi dữ liệu hay cất dữ
liệu vào bộ nhớ.
 Access time: là thời gian truy xuất, được tính từ lúc
bộ nhớ nhận điạ chỉ cho đến khi dữ liệu xuất hiện ở
ngõ ra.
 Random Access Memory (RAM): là bộ nhớ mà bất
kỳ ô nhớ nào cũng có thể truy xuất dễ dàng và thời
gian truy xuất cho tất cả các ô nhớ là như nhau.
 Read Only Memory (ROM): là loại bộ nhớ được tiết
kế cho các ứng dụng cần tỷ lệ đọc dữ liệu rất cao.
 Statie Memory: bộ nhớ tónh là loại bộ nhớ mà dữ
liệu được lưu vẫn còn khi cấp điện mà không cần ga
lại dữ liệu.
 Dynamie Memory: bộ nhớ động là loại bộ nhớ mà

dữ liệu sẽ mất ngay cả khi còn cấp điện trừ khi phải
ghi lại dữ liệu vào bộ nhớ, quá trình này gọi là quá
trình làm tươi bộ nhớ.
 Hoạt động của bộ nhớ:
Nhận điạ chỉ để lựa chọn đúng ô nhớ cần truy xuất.
Nhận tín hiệu điều khiển để thực hiện việc truy xuất dữ
liệu: có nghóa là nhận dữ liệu vào hay gởi dữ liệu ra.
Nhận dữ liệu để lưu trữ vào ô nhớ khi thực hiện chức năng
ghi.
Gởi dữ liệu ra khi thực hiện chức năng đọc.
Kiểm tra tín hiệu cho phép để biết bộ nhớ này được phép
truy xuất hay không.
Với các hoạt động như trên, do đó bộ nhớ bao gồm các
đường tín hiệu được trình bày ở hình vẽ sau đây, cho bộ nhớ có
dung lượng 32 x 4bit.
A4 I3 I2 I1 I0
A3
A2 32x4bit
A1
A0
O3 O2 O1 O1
Address Input
Thật ra để tiết kiệm, người ta dùng ngã ra chung cho I/O.
Do kích thước của từ dữ liệu là 4 bit nên có 4 ngõ dữ liệu
vào I
3
, I
2
, I
1

, I
0
và 4 ngõ dữ liệu ra O
3
, O
2
$ O
1
, O
0
. Khi dữ liệu
vào bộ nhớ thì dữ liệu được đưa đến ngõ vào I
3
, I
2
, I
1
, I
0
. Khi
muốn đọc dữ liệu thì bộ nhớ từ dữ liệu sẽ xuất hiện tại các ngõ
O
3
, O
2
, O
1
, O
0
. Các ngõ dữ liệu vào, ra được tích hợp lại để giảm

bớt kích thước của bộ nhơ.ù
 Các ngõ vào đòa chỉ:
Đòa chỉ của bộ nhớ sử dụng hệ thống nhò phân. Với bộ nhớ
này chỉ có 32 ô nhớ sẽ dùng 5 bit đòa chỉ A
4
, A
3
, A
2
, A
1
, A
0
. Sẽ
cho 32 trạng thái khác nhau tương ứng với 32 ô nhớ khác nhau.
Ngõ vào read/write dùng để xác đònh chế độ đọc dữ liệu ra
hoặc ghi dữ vào của bộ nhớ. Nhiều bộ nhớ chia làm hai ngõ vào
riêng biệt, một cho hoạt động đọc, một cho hoạt động ghi, khi sử
dụng cùng một ngõ vào R/W thì đọc dữ liệu ra khi chân R/W = 1
và ghi dữ liệu vào khi chân R/W = 0.
Ngõ vào cho phép ( Memory Enabel): trong một hệ thống
nhớ sẽ dùng nhiều bộ nhớ, để truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ nào thì
chỉ có bộ nhớ đó được phép, còn các bộ nhớ khác không được
phép để tránh sự truy cập sai về dữ liệu.
Bộ nhớ RAM (Random Access Memory).
Ram là bộ nhớ có thể đọc, viết được và có khả năng truy
xuất ngẫu nhiên rất thuận lợi trong việc thay đổi chương trình.
Nhưng khuyết điểm của Ram là không lưu trữ được dữ liệu khi
nguồn cung cấp bò gián đoạn. Bộ nhớ này chỉ thích hợp trong
các trường hợp chương trình cần thay đổi thường xuyên, có thể

nạp xuất trong mạch một cách dễ dàng. Thường nó làm nhiệm
vụ tính toán, lý luận, sắp xếp chứ không thể lưu trữ thông tin lâu
dài.
Các loại nhớ RAM:
Ram tónh ( Statie Ram - Sram).
Do cấu trúc tế bào nhớ trong Ram tónh là cá Flip - Flop nên dữ
liệu khi nạp vào Ram luôn ở trạng thái ởn đònh. Dữ liệu này vẫn
tồn tại trong Ram nếu không bò mất điện.
RAM động (Danamic Ram - Dram).
Ram động có cấu tạo tế bào nhớ giống như một điện dung bẩm
sinh, mà tụ điện luôn bò mất điện theo thời gian, nên để dữ liệu
trong Ram tồn tại liên tục, người ta phải liên tục nạp lại dữ liệu
cho Ram. Hiện tượng này gọi là làm tươii Ram.
SRAM: thời gian truy xuất nhanh hơn nhưng dung lượng sẽ
hơn DRAM.
Bộ nhớ ROM (Read Ondy Memory).
ROM là bộ nhớ chỉ đọc chứ không thể viết dữ liệu mới
vào bất cứ khi nào ta muốn. Nghóa là bộ nhớ này được thiêt kế
để lưu trữ các dữ liệu cố đònh.
Đối với bộ nhớ ROM, dữ liệu trong Rom gắn liền với qúa tränh
chế tạo ROM. Quá trình đưa dữ liệu vào ROM gọi là lập trình
cho ROM, nhiều ROM chỉ cho phép lập trình một lần, các ROM
SRAM
DRAM
Truy xuất Chờ truy xuất
Truy xuất
Chờ truy xuất