Tài liệu luận văn Điện năng kế điện tử giao tiếp máy tính, chương 5 ppt

Chương 5:
Chức năng của ROM
ROM chủ yếu được dùng để lưu trữ các thông tin trong suốt
quá trình hoạt động của hệ thống. Phần lớn ROM được dùng
để lưu trữ chương trình trong máy tính.
Vì ROM không làm mất dữ liệu ngay cả khi bò mất điện cho
nên chương trình đã nạp vào ROM được bảo toàn. Khi máy
tính được cấp điện, nó sẽ lập tức thi hành chương trình trong
ROM.
Sơ đồ ROM có dung lượng 16 X 8 bits.
Ngõ ra dữ liệu của hầu hết các ROM là các ngõ ra 3 trạng
thái nhằm cho phép sự kết nối nhiều ROM đến cùng một bus
dữ liệu trong trường hợp có sự mở rộng bộ nhớ.
Ngõ vào điều khiển CS\ (Chip Select) đôi khi được gọi là:
OE\ (Output Enable) hoặc CE\ (Chip Enable) để cho phép
hoặc ngăn cấm các ngõ ra.
Khi cần đọc dữ liệu từ ROM, chúng ta cần làm hai điều : đặt
một đòa chỉ thích hợp tại các ngõ vào trên bus đòa chỉ, sau đó
tác động đến ngõ vào cho phép CS\ để cho phép dữ liệu trong
ROM xuât ra ngoài.
a/ Cấu trúc của ROM 16 X 8 bits:
Cấu trúc bên trong của ROM thì rất phức tạp, và ta cũng
không cần thiết phải biết sự chi tiết bên trong.
Nhìn chung ROM có cấu trúc gồm 4 phần chính sau:
Giải mã hàng (Row-decode).
Giải mã cột (Column-decode).
Mảng thanh ghi (Register- array).
Đệm ngõ ra (Output-buffers).
Register-array: Mảng thanh ghi còn gọi là ma trận thanh ghi
để lưu trữ dữ liệu đã lập trình trong ROM. Mỗi thanh ghi chứa
một số các ô nhớ tương đương với độ dài từ dữ liệu.

Trong sơ đồ trên, mỗi thanh ghi chứa 8 bits dữ liệu. Chúng
được sắp xếp trong một ma trận vuông, đây cũng là dạng
chung cho nhiều chip nhớ bán dẫn khác.
Ngõ ra của từ dữ liệu 8 bits được kết nối với bus dữ liệu bên
trong.
Mỗi thanh ghi có 2 ngõ vào cho phép (E), khi cả hai ngõ vào
này cùng lên mức 1 thì sẽ cho phép dữ liệu trong thanh ghi
được gởi ra bus dữ liệu.
Address-decoders: Mã đòa chỉ A
3
, A
2
, A
1
, A
0
xác đònh thanh
ghi nào trong ma trận được phép đặt từ dữ liệu 8 bits lên bus
dữ liệu.
Hai bit A
1
,A
0
được đưa đến bộ giải mã 2 đường sang 4 đường
để chọn 1 trong 4 hàng. Tương tự, hai bit A
3
, A
2
dùng để chọn
1 trong 4 cột. Do đó, sẽ chỉ có một thanh ghi duy nhất tại một

hàng và một cột được xác đònh bởi đòa chỉ ngõ vào có quyền
gởi dữ liệu lên bus.
Output-buffers : Dữ liệu trong thanh ghi khi gửi ra sẽ được
đưa vào bộ đệm dữ liệu, và chờ đến khi tín hiệu cho phép CS
= 1 thì bộ đệm sẽ gởi dữ liệu ra các đường dữ liệu bên ngoài.
Nếu CS ở mức 0 thì bộ đệm sẽ ở trạng thái tổng trở cao và
các đường dữ liệu được thả nổi.
b/ Thời hằng truy xuất ROM :
Có một khoảng thời gian trễ từ lúc áp đòa chỉ đến các ngõ
vào đòa chỉ của ROM đến lúc dữ liệu xuất hiện tại các ngõ ra,
thời gian này còn gọi là thời gian truy xuất (
t
ACC
).
Một thông số quan trọng khác là thời gian cho phép ngõ ra
xuất dữ liệu (
t
OE
), là thời gian trễ từ khi CS\ tác động cho đến
khi dữ liệu có ở các ngõ ra.
Thời gian truy xuất đối với ROM loại Bipolar khoảng từ 30
đến 90 ns, đối với NMOS là 35 đến 500 ns.
Thời gian cho phép xuất dữ liệu từ 10 đến 20 ns đối với ROM
loạò Bipolar và từ 25 đến 100 ns đối với MOS.
Giản đồ thời gian của hoạt động đọc ROM.
c/ Một số loại bộ nhớ ROM:
 Mask-Programmed ROM: Là ROM được lập trình ngay
trong lúc sản xuất. Đối với loại ROM này ta không thể lập
trình lại được.
 PROM (Programmable ROM): Là ROM có thể được lập

trình một lần duy nhất bởi người sử dụng.
Cấu tạo:
Các tế bào nhớ là diode, transistor lưỡng cực hoặc transistor
MOS tùy vào công nghệ chế tạo.
Phần tử bán dẫn được nối với cầu chì tích hợp. Khi cầu chì bò
đứt thì không thể nối lại được, do vậy mà ta chỉ có thể lập
trình cho ROM được một lần.
Khi cần đổi bit 1 sang bit 0, người ta dùng một xung điện có
biên độ và độ rộng xung thích hợp để làm đứt cầu chì.
 EPROM (Erasable Programmable ROM):
EPROM có thể được lập trình bởi người sử dụng và có thể
được xóa và lập trình lại như mong muốn.
Khi đã được lập trình, dữ liệu trong EPROM không bò mất đi.
Việc lập trình cho EPROM đòi hỏi một điện áp (từ 10 đến
25V) được áp đến ngõ vào thích hợp trên chip trong một
khoảng thời gian (thường là 50 ms cho mỗi đòa chỉ).
Người ta sử dụng một mạch nạp đặc biệt dùng để nạp trình
cho EPROM. Công việc nạp trình có thể tốn hết một vài phút.
Mỗi ô nhớ lưu trữ trong EPROM là một transistor loại
MOSFET với cực cổng là chất silicon không có sự kết nối về
điện (cực cổng thả nổi).
Ở trạng thái bình thường, mỗi transistor bò tắt và mỗi ô nhớ
lưu trữ bit 1. Transistor có thể được bật lên bằng việc áp một
xung lập trình điện áp cao, khi đó có một dòng electron được
phun vào vùng cực cổng thả nổi. Các electron vẫn tồn tại
trong vùng này ngay cả khi đã chấm dứt xung vì không có
đường xả điện tích. Điều này khiến cho transistor trữ bit 0 và
không bò thay đổi ngay cả khi nguồn đã bò lấy ra khỏi mạch.
Trong suốt quá trình nạp trình ta cần sử dụng bus dữ liệu và
bus đòa chỉ để xác đònh ô nhớ cần lập trình.

Sau khi đã lập trình khi cần xóa nội dung ô nhớ ta sử dụng
một nguồn sáng cực tím chiếu vào cửa sổ của EPROM.