7-15схтabлек. Лекция. Комбинациялы типті цифрлы рылылар. Екілік сумматорлар (осыштар). Бір разрядты сумматорлар (осыштар) Кп разрядты сумматорлар (осыштар). Арифметикалы логикалы рылылар

• Название: Лекция. Комбинациялы типті цифрлы рылылар. Екілік сумматорлар (осыштар). Бір разрядты сумматорлар (осыштар) Кп разрядты сумматорлар (осыштар). Арифметикалы логикалы рылылар
• Анкор: 7-15схтabлек.doc
• Дата: 29.12.2017
• Размер: 0.85 Mb.
• Имя файла: 7-15схтabлек.doc
• Тип: Лекция; #13460
• страница: 11 из 13

14.1 ЭЕМ еске сақтау құрылғыларның иерархиясы.

Еске сақтау құрылғылары ақпаратты сақтауға және оны басқа құрылғылармен алмасуға аналған құрылғылр.Микросемалар және жады жүйелері тұрақты түрде схемотехнологияда және жаңа архитектура даму обылысында жетілдіреді.Еске сақтау құрылғылрдың маңызды параметрлері қарама қайшылықта болады..Мысалы үлкен ақпараттық сиымдылық үлкен жылдамәсерлікпен үйлеспейді, ал үлкен жылдамәсерлік төменгі бағамен үйлеспейді.Сондықтан ЕСҚ көп сатылы иерархиялыққұрлым қолданылады.Ең жақсы дамыған ЭЕМжады иерархиясында келесі деңгейлерді айырып алуға болады:

Запоминающие устройства (ЗУ) служат для хранения и обмена ею с другими устройствами. Микросхемы и системы памяти постоянно совершенствуются как в области схемотехнологии, так и в области развития новых архитектур.

Важнейшие параметры ЗУ находятся в противоречии. Так, например, большая информационная ёмкость не сочетается с высоким быстродействием, а быстродействие в свою очередь не сочетается с низкой стоимостью. Поэтому в ЗУ используется многоступенчатая иерархическая структура.

В наиболее развитой иерархии памяти ЭВМ можно выделить следующие уровни. 

Регистрлік еске сақтау құрылғылары-процессордың ішінде болады.Олардың болуына байланысты алмастыруына операциясына көп уақыт қажет ететін және процессордың сыртында орналасқан жадының басқа деңгейлеріне жүгіну саны азаяды.

Регистровые ЗУ — находятся внутри процессора. Благодаря им уменьшается число обращений к другим уровням памяти, находящимся вне процессора и требующим большего времени для операции обмена.

КЭШ жадыcы-тез әсеретуші жады.Ол процессордың ішінде немесе сыртында болуы мүмкін.Ол негізгі баяу жадыда сақталған ақпараттың көшірмесін сақтауға арналған.

Кэш-память — быстродействующая память, которая может находиться внутри или вне процессора. Она предназначена для хранения копий информации, находящейся в более медленной основной памяти.

Оперативті жады(RAM — Read Access Memory) немесе оперативті еске сақтау құрылғысы.ОЕСҚ-ЭЕМ жадысының бөлігі, тез өзгеретін ақпаратты сақтауға арналған. ОЕСҚ -аралық есептеудің мәндері, пайдаланушылардың бағдарламалары сақталады.

Оперативная память (RAM — Read Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — часть основной памяти ЭВМ, предназначенной для хранения быстро изменяемой информации. В ОЗУ хранятся программы пользователей промежуточные результаты вычислений.
Тұрақты жады (ROM — Read Only Memory — тек оқуға арналған жады) немесе тұрақты еске сақтау құрылғысы(ТЕСҚ)-бұл ЭЕМ негізгі жадысының екінші бөлігі,сирек өзгеретін ақпаратты сақтайтын,мысалы командылар коды,тестік бағдарламалар.

Постоянная память (ROM — Read Only Memory — память только для чтения) или постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — это вторая часть основной памяти ЭВМ, предназначенной для хранения редко меняемой информации, например, кодов команд, тестовых программ.

Жадының мамандырылған түрі, мысалы бейнежады-дисплейдің экрандағы көрсетілген ақпаратты сақтауға арналғанжәне басқалар.

Специализированные виды памяти, например, видеопамять, предназначенная для хранения информации, отображаемой на экране дисплея и др.

Сыртқы жадыөмагнитті оптикалық дискілер, ақпараттың үлкен көлемін сақтайтауға арналған, FLASH-жады.

Внешняя память — магнитные и оптические диски, FLASH-память, предназначенные для хранения больших объёмов информации.

14.2Еске сақтайтын құрылғының құрлымдық сұлбасы

Адрестік типті ЕСҚ 3негізгі блоктан тұрады:

жады элементерінің массиві, адрестік терудің блогы, басқару блогы. ЕСҚ толып жатқан вариантарының құрылғы сұлбаларына көз қарастан көп қасиеттері бірдей(жалпы).Статикалық ОЕСҚ және ROM жадысында құрлым жалпылығы айырықша көрінеді,оларға тән 2D, 3D и 2DM құрлымы.

ЗУ адресного типа состоят из трёх основных блоков:

- Массив элементов памяти,

- Блок адресной выборки,

- Блок управления.

Многочисленные варианты ЗУ имеют много общего с точки зрения структурных схем. Общность структур особенно проявляется для статических ОЗУ и памяти ROM; для них характерны структуры 2D, 3D и 2DM.

2D құрлымы

М ақпараттық сиымдылығы барЕСҚ ,еске сақтайтын элементер k·m размерлі матрицаға ұйымдастырлан: M = k·m,

Мұнда k— сақталатын сандардың саны,

m— олардыңразрядтығы.

Адрестік кодтың дешифраторы k шығысы бар және шығатын бір желіні активизация жасайды,сөзді сақтайтын таңдап алынған жолдың бүкіл элементеріне біруақытта жетуге рұқсат береді

В ЗУ, с информационной ёмкостью M, запоминающие элементы организованы в матрицу размерностью k·m:

M = k·m,

где k — количество хранимых слов,

m — их разрядность.

Дешифратор адресного кода имеет k выходов и активизирует одну из выходных линий, разрешая одновременный доступ ко всем элементам выбранной строки, хранящей слово.

Әр бағанның элементері вертикаль разрядты сызқтармен жалғанған және бүкіл сөздердің біратты биттерін сақтайды.Сонымен CS рұқсат ететін сигналдың барында,дешифратор таңдап алған жады ұяшығы адрестенген сөзді оқу немесе жазылу үрдісі жүргізілетін разрядтық шиналарға қосылады

Элементы каждого из столбцов соединены вертикальными разрядными линиями и хранят одноимённые биты всех слов. Таким образом, при наличии разрешающего сигнала CS, выбранная дешифратором ячейка памяти подключается к разрядным шинам, по которым производится запись или считывание адресованного слова.

3D құрлымы

Ақпараттық сиымдылығы өскен сайын адрестің дешифраторы күрделенеді,сондықтан 2D типті құрылым ақпараттық сиымдылығы аз ЕСҚ қолданылады. Мысалы разряды n=8кодта дешифратордың 2ⁿ=256 шығысы болу керек. 3D типті құрылымда элементтерді іріктеу екі координата арқылы іске асырылады.Разряды n тең кодтың адресі екіге бөлінеді де, және екі дешифратор қолданылады:жолы және бағана бойынша.Сонымен бірге екі дешифратордың шығыс саны 2^n/2+2^n/2=2^n/2+1 тең. Егер n=8 тең болса,онда дешифратордың шығыстар саны 2⁴+2⁴=32, ал жады элементтер саны 2^n/2·2^n/2=2ⁿ=256 тең. 2D типті құрылымда, жоғарыда айтылғандай күрделілеу 256 шығысы бар дешифратор керек болар еді.Сонымен кірісінің саны аз екі дешифратордың көмегімен жады микросхемасының бүкіл элементеріне жетуге болады.

В структуре типа 3D выборка элемента памяти из массива производится по двум координатам. Код адреса разрядностью n делится на две половины и используются два дешифратора: по строкам и по столбцам. При этом число выходов двух дешифраторов равно 2^n/2+2^n/2=2^n/2+1. Если n=8, то число выходов дешифраторов равно 2⁴+2⁴=32, а количество элементов памяти равно 2^n/2·2^n/2=2ⁿ=256. В структуре 2D-типа, как уже было отмечено выше, потребовался бы более сложный дешифратор на 256 выходов.

Таким образом, с помощью двух дешифраторов, имеющих небольшое число выходов, осуществляется доступ ко всем элементам памяти микросхемы.

Үш өлшемді сипаттамасы бар түрде 3D құрылымы тек қана көп разрядты ұйымдастырылған ЕСҚ қолданылады.Бұл жағдайда бірнеше матрицаға байланысты параллель қосылған екі дешифратормен басқарылады

Структура 3D может применяться и в ЗУ с многоразрядной организацией, принимая при этом «трёхмерный» характер. В этом случае несколько матриц управляются от двух дешифраторов, относительно которых матрицы включены параллельно.

2DМ құрлымы(67 сурет)

Толық бір жолды іріктейтін дешифратордан тұрады. 2D құрылымынан айырмашылығы,жолдың ұзындығы сақталатын сөздердің разрядынан бірнеше есе асып кетеді.Бұл жағдайда жолдар саны азаяды, соған байланысты дешифраторлардың шығыстар саны азаяды.Жады матрицасының жолдарын іріктеу адрестердің A_n-1…A_k. үлкен разрядтарының көмегімен іске асырылады.Басқа k разрядтары жолдағы көп сөздерден разрядты сөз таңдап алуға қолданылады.

состоит из дешифратора, который выбирает целую строку. Однако, в отличие от структуры 2D, длина строки многократно превышает разрядность хранимых слов. При этом число строк уменьшается и, следовательно, уменьшается число выводов дешифратора.

Выбор строк матрицы памяти производится с помощью старших разрядов адреса A_n-1…A_k. Остальные k разрядов используются для выбора необходимого m-разрядного слова из множества слов, содержащихся в строке.



66 сурет 2DM типті ЕСҚ құрылымы. ROM үшін

Бұл адрестік кірісіне A_k-1…A₀ кодтары берілетін мультиплексордың көмегімен іске асырылады.Жолдың ұзындығы m·2^k,мұндағы m-сөздің разрядтығы. 2^k ұзындығы бар жолдың кесіндісінен ,мультиплексор бір бит таңдайды.мультиплексордың m шығысында шығыс m-разрядты сөз қалыптасады. CS сигналының рұқсатымен, үш күйі бар басқарылатын буфердің OE кірісіне түскен , шығатын сөз сыртқы шинаға беріледі.

Это выполняется с помощью мультиплексоров, на адресные входы которых подаются коды A_k-1…A₀. Длина строки равна m·2^k, где m — разрядность слов.

Из каждого отрезка строки, длиной 2^k, мультиплексор выбирает один бит. На выходах m мультиплексоров формируется выходное m-разрядное слово. По разрешению сигнала CS, поступающего на входы OE управляемых буферов с тремя выходными состояниями, выходное слово передаётся на внешнюю шину.