Memória típusok csoportosítása, jellemzése

Az előadások a következő témára: "Memória típusok csoportosítása, jellemzése"— Előadás másolata:

1 Memória típusok csoportosítása, jellemzése
ROM, RWM, RAM, CAM 1x1bit -> n x m bit

2 CPU - Memória címsín Processzor Memória adatsínsín

3 Memória hierarchia „belső” memória regiszterek puffer memóriák ~ns
mikroprogram tár ~ns ~100 byte a CPU-ban központi memória (első szintű, operatív) ~Mbyte, ~10 ns végrehajtás alatti program, adatok háttér memória ~ Gbyte, ~ms CPU által nem közvetlenül elérhető nem aktív programok, nagymennyiségű adatok

4 Memóriák jellemzése („mennyiségi”)
kapacitás : tárolható adat mennyisége legkisebb címezhető egység hozzáférési szélesség : egy hozzáféréssel elérhető adatmennyiség átlapolhatósági fok : egyszerre működhető modulok elérési rendszer ...

5 Memóriák jellemzése („időbeli”)
elérési idő : időtartam az olvasási igénytől az adat megérkezéséig ciklusidő : két hozzáférés közti minimális idő átlapolhatósági fok : egyszerre működhető modulok adatátviteli sebesség : ...

6 Memóriák osztályozása
fizikai működési elv szerint mágneses (remanenes mágneses vektor) félvezetős (bistabil multivibrátor) elérés szerint cím szerint elérhető tartalom szerint elérhető (asszociatív)

7 Memóriák elérési rendszere
„véletlen” elérésű (címfüggetlen) (RAM - Random Access Memory) verem rendszerű (LIFO - Last In First Out) sorbaállásos (FIFO - First In First Out) asszociatív (tartalom címzésű) (CAM - Content Adressable Memory) ciklikus soros

8 Memóriák a tárolt információ megváltoztathatósága szempontjából
átírható (törölhető) RWM Read Write Memory csak kiolvasható (fix) ROM Read Only Memory energia kimaradás esetén : felejtő / nem felejtő kiolvasáskor : törlődő (destruktív) / nem-törlődő statikus / dinamikus (szükséges az információ „mozgatása”)

9 Memóriák hardware felosztása
címezhető memória ROM RWM [Modern comp. pp 208] maszkolt PROM EPROM SRAM DRAM ferrit

10 ROM-ok mask programmable ROM PROM : programmable ROM (1x csak)
EPROM : erasable programmable PROM (UV fény vagy áram)

11 RWM-ok („RAM”-ok) SRAM (statikus RAM) olyan memóriachip, amely állandó feszültség hatására működik DRAM (dinamikus RAM) az állandó feszültség mellett rendszeres frissítést, kiolvasást igényel.

12 Paritásbites memória ellenőrzés
tartalom paritás bitek 1 paritás hiba 1

13 Paritás ellenőrző áramkör
d0 ... d7 „számolt paritás” x y x XOR y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 x y „tárolt paritás” bit

14 Memóriák megvalósítása
ROM RWM

15 multiplexeres tároló... MUX 8-1 a2 a1 a0 z d0 d7 d6 d5 d4 d1 d2 d3
címzés : 000 001 010 011 100 101 110 111 1 a2 a1 a0

16 „egyenirányító” (dióda)
I áram

17 „maszkolt” ROM címkiválasztás adatkiolvasás

18 „maszkolt” ROM (működés)
címkiválasztás Iolvasó adatkiolvasás

19 1-2 s0 b3 b2 b1 b0 1 1010 1100

20 PROM Iiró Iiró >> Iolvasó „kiégetés”

21 Egy furcsa (visszacsatolt) kapcsolás
d x y x NOR y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 b

22 RSFF érték beírás a=0 a=0 c=x c=x -> ? y d=y x d=y -> 0 b=1 b=1
d=0 ? d=0 b=1 b=1

23 RSFF érték tárolás a=0 a=0 c=1 c=1 d=0 1 d=0 b=0 b=0

24 RSFF „nem megengedett állapot”
c=1 c=0 1 d=0 d=0 b=1 b=1 a=0 a=0 c=0 c=1 d=0 d=1 instabil állapot b=0 b=0

25 RS flip-flop R (reset) Q R S Q(t) Q(t+1) 1 0 x 0 0 1 x 1 0 0 x x
_ Q S (set) R Q S -Q

26 D flip-flop R Q S -Q D (data) CLK Clk D Q(t) Q(t+1) állapot 0 x y y
1 x y x állapot megörzés D Q clk -Q adat eltárolás

27 1x1 bites memória cella D-in D-out D Q clk ___ WR/RD CS 1x1bit Chip
Select D-in D-out Write/Read ___ WR/RD CS

28 1x4 bites memória 1x1bit D0-in D0-out d0 d1 d2 d3 1x1bit D1-in D1-out
CS 1x4 bit 1x1bit D2-in D2-out R/W 1x1bit D3-in D3-out ___ WR/RD CS

29 4x8 bites memória d7-d4 d3-d0 R/W 1x4 bit 1x4 bit 1x4 bit 1x4 bit CS
1-4 1x4 bit 1x4 bit 1x4 bit 1x4 bit s0 s1

30 MOSFET tárolócella Töltéstárolás a C kondenzátoron kiolvasás
engedélyezése T2 T1 T3 C beírás engedélyezése Gnd író vezeték olvasó vezeték

31 Tartalom szerint elérhető memória
asszociatív memória

32 Asszociatív keresés összehasonlítás kulcs (1) érték (1)
kulcs (k) ... ... összehasonlítás kulcs (n) érték (n) maszk regiszter érték (k) találat esetén a keresett érték

33 Gyorsítás memória tömbök : 1 hozzáféréssel több adat
átlapolt címzés (interleaved addressing) : egyszerre több memória modulhoz hozzáférés on-chip : EDO DRAM (Extended Data Output) m0 m1 m2 m3