Разработка блока динамического ОЗУ с мультиплексором кода адреса

ХТКЭМ

Курсовойпроект.

Тема:

Разработкаблока динамическогоОЗУ с мультиплексоромкода адреса.

ВыполнилЕрохинВ.А.

Проверил КалинкинаМ.В.

2000г.

ХИМКИНСКИЙТЕХНИКУМ КОСМИЧЕСКОГОЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ

ЗАДАНИЕ

ДЛЯ КУРСОВОГОПРОЕКТИРОВАНИЯПО КУРСУ________________________________

_

___3________КУРСА____Э-3297__ГРУППЫУЧАЩЕГОСЯ__Ерохина_________

Владимира Александровича

(фамилия, имяи отчество)

тема ЗАДАНИЯИ ИСХОДНЫЕДАННЫЕ_РазработкаблокдинамическогоОЗУ с мультиплексоромкода адресаемкостью 16Кбайт для 8-разрядныхмикропроцессорныхустройств

Привыполнениикурсовогопроекта науказанную темудолжны бытьпредставлены:

1 .Пояснительнаязаписка

______________________________________________________________________________________________________________________

2.Графическаячасть проекта

ЛИСТ 1.________________________________________________________________________

2._________________________________________________________________

Датавыдачи____________________________

Срококончания____________

Преподаватель-руководителькурсовогопроектирования.

Введение.

ОЗУвыполняютзапись, хранениеи считываниепроизвольнойдвоичной информации.Оно являетсяосновным устройствомпамяти цифровыхсистем, в которомхранятся программы,определяющиепроцесс текущейобработкиинформациии массив обрабатываемыхданных. Современныецифровые системыОЗУ строятсяиз специальныхмикросхемпамяти, которыеобъединяютсяв соответствующийфункциональныйблок.

Цельюкурсовогопроекта являетсяразработкаблока динамическогоОЗУ емкостью16Кбайт для8-разрядныхмикропроцессорныхустройств изакреплениеполученныхв процессеизучения дисциплиныЭВМ системы,комплексы исети знанийпо динамическойпамяти.

1.Организацияработы блокадинамическогоОЗУ с мультиплексоромкода адреса.

Для реалезацииусройстванеобходимы:накопительинформации,состоящий измикросхемпамяти (модульпамяти), и схемыуправления.

Структурнаясхема такогоблока показанав приложении4.

Модульпамяти, обозначаемыйкак DD1-DD8на функциональнойсхеме (приложение5), построен намикросхемахК565РУ3Г путемсоединенияих одноименныхвыводов, кромеинформационных.Сигналы RASи CASформируетконтроллерОЗУ CLC., сигнал MWTCс шины управленияподан на входW/R.Для снижениястепени рассогласованияс ТТЛ управляющимиэлементамицелесообразноподключениевсех адресныхи управляющихлиний ко входаммикросхемпамяти осуществлятьчерез резисторыс сопративлением20-30 Ом.

Буфервыходных данныхDD13реализованна парралельном8-разрядномрегистре КР580ИР82.Сигнал управлениярегистромвырабатываетконтроллерОЗУ. Сигнал ОЕуправляетвыходами: при0 они открытыдля считывания,при 1-переходятв третье состояние,сигнал СЕ управляетвходами: при1 они открытыдля записи, при0 блокированы.

Вблоке ОЗУбуферизованытолько еговыходные линии.

МультиплексорDD9-DD12 выполненныйна схемах К555КП2обеспечиваетпоследовательныйво времени вводадресного кодастрок AX{AO-A7}и столбцов AY{A8-A15}в модуль ОЗУ.

Адресныесигналы поступаютна входы D0.0,D1.0и D0.1,D1.1мультиплексорныхмикросхем икоммутируютсяна выхды подуправлениемсигнала навходе SED2(AY/AX)при наличиина другом управляющемвходе SED1(REF)уровня 0. Условиякоммутациисигналов: приAY/AX=0к выходамподключаютсяканалы D0.0,D0.1и, следовательно,на адресныевходы ОЗУ поступаетадрес строкAX;при AY/AX=1к выходамподключаютсяканалы D1.0, D1.1 и кОЗУ направляетсякод адресастолбцов AY.

Сигналыуправления:REF- признак режимарегенерациии AY/AX-сигналмультиплексированияканалов, вырабатываетконтроллер.

Врежиме регенерацииREF=1и мультиплексоркоммутируетна выходы приизменении AY/AXканалы D2.0,D3.0и D2.1,D3.1.Но так как указанныеканалы попарносоединены, тона результаткоммутациисигнал AY/AXвлияния неоказывает: прилюбых его значенияхна выходымультиплексорапоступаютадреса регенерацииAR,вырабатываемыесчетчикомконтроллера.Эти сигналыадресуют толькостроки, сигналыадреса столбцовв этом режимена адресныхвходах отсутствуют.

Приотсутствииобращения кОЗУ, ОЗУ работаеттолько в режимерегенерации.С каждым тактомконтроллерформируетсигналы RAS, REF икод адресаочереднойстроки, и инициируетработу модуляпамяти по циклурегенерации.

Процессрегенерациипрекращаетсяпри обращениимикропроцессорак ОЗУ, и контроллеробрабатываеттребованиемикропроцессора.В конце циклаобращенияконтроллерпереводит блокОЗУ в режимрегенерации,продолжая этотпроцесс с адреса,на котором онбыл прерван.

Регенерация,осуществляемаяпо описанномуалгоритмуназывается“ прозрачной”:она незаметнадля микропроцессораи не снижаетскорость обработкипрограмм. Условиемдля примененияэтого способаявляется наличиевременныхинтерваловмежду двумялюбыми обращениямимикропроцессорак ОЗУ, достаточныхдля проведенияодного цикларегенерации,т.е. регенерациипри обращениик модулю ОЗУпо одному адресу.

Например,алгоритмомработы микропроцессораК580ВМ80 такиеинтервалыпредусмотрены:минимальныйцикл междудвумя любымиобращениямик памяти состоитиз трех тактовыхпериодов.

Приноминальнойчастоте генератора18МГц длительностьтакта равна0.5 мкс. Если учесть,что на выполнениеодного цикларегенерациимикросхемК565РУ3Г требуется370 нс, то очевиднавозможностьреализации.

2.1.ПринципработымикросхемыдинамическихОЗУ К565РУ3Г

Вмикросхемахпамяти динамическоготипа функцииЭП выполняетэлектрическийконденсатор,образованныйвнутри МДПструктуры.Информацияпредставляетсяв виде заряда:наличие зарядана конденсаторесоответствуетлогической1, отсутствие-логическому0. Посколькувремя сохраненияконденсаторомзаряда ограничено,предусматриваютпериодическоевосстановление(регенерацию)записаннойинформации.Кроме того, дляних необходимасинхронизация,обеспечивающаятребуемуюпоследовательностьвключений ивыключенийфункциональныхузлов.

ДляизготовлениямикросхемдинамическогоОЗУ в основномприменяют n-МДПтехнологию,которая позволяетповышатьбыстродействиеи уровень интеграциимикросхем,обеспечиватьмалые токиутечки и заэтот счет увеличиватьвремя сохранениязаряда назапоминающемконденсаторе.

- в

ыходна три состояния;

DI- входные данные; W/R-запись-считывание;

DO-выходные данные; A-адрес;

RAS-строб адресастроки;

CAS-строб адресастолбца;

МикросхемаК565РУ3Г информационнойемкостью 16Кx1бит.В ее структурнуюсхему (приложение1) входят выполненныев одном кремниевомкристаллематрица накопителя,содержащая16384 элементовпамяти, расположенныхна пересечениях128 строк и 128 столбцов,128 усилителейсчитыванияи регенерации,дешифраторыстрок и столбцов,устройствоуправления,устройствоввода-выводаи мультиплексныйрегистр адреса.

Матрицанакопителяразделена надве части по64x64ЭП в каждой.Между нимиразмещеныусилители, такчто каждыйстолбец состоитиз двух секций,подключенныхк разным плечамусилителя(приложение2).

Элементпамяти собранпо одно-транзисторнойсхеме и включаетконденсаторCij.Транзисторвыполняетфункции ключа:при сигналена адреснойшине строкиXi=1он открываетсяи соединяетконденсаторCijс j-разряднойшиной. Предварительнов паузах междуобращениямик накопителюемкости полушинСШАи СШБзаряжает источникнапряженияUOчерез открытыеключевые транзисторыVT5и VT6.При обращениик накопителюэти транзисторызакрываютсяи изолируютполушины Ajи Bjот источниканапряженияUО

ЗапоминающийконденсаторСijвыбранногоЭП подключаетсячерез открытыйтранзисторVtijк полушинеAjи изменяетее потенциал.Это изменениенезначительнo,ткемкость запоминающегоконденсатораравная 01-02пФмного меньшеемкости шиныПоэтому дляиндикациималого измененияпотенциалашины при считыванииинформацииприменен высокочувствительныйдифференциальныйусилительтригерноготипа на транзисторахVT1-VT4включенныйв середину РШ

Кромемассива ЭП иусилителейматрица имеетв своей структуреопорные элементы(ЭО) по одномуелементу вкаждой полушинеЭти элементывкаждой половинематрицы состовляютопорную строку(ОС)

Опорныйэлемент построенаналогичнозапоминающемуЕго назначениесостоит в поддержанииопорного напряженияUOcкоторым усилительсравниваетпотенциалполушины свыбранным ЭПи реагируетна получающуюсяпри сравненииразность

потенциаловположительногои отрицательногознака в зависимостиот считываемогоуровня

Этаоперация происходитследующемобразом: есливыбрана дляобращениястрока верхнейполуматрицыXiто сигнал А6старшегоразряда кодаадреса строкикоммутируетв селектореопорной строкицепь черезключевой транзисторVT12длясигнала F2 к ОС2расположеннойв нижней полуматрицеТаким образомв каждом из 128столбцов кусилителю сразных сторонподключеныЭП и ЭОПосколькупотенциалполушины с ЭПотличаетсяот опорногов проводимоститранзисторовразных плечусилителя-триггерапоявляетсяасимметриякоторая привключении цепиего питаниясигналом F3вызываетопрогидованиетриггера попреобладающемууровнюВ итоге навыходах-входах А и В триггераформируютсяполные уровни1 и 0Тот из сигналовкоторый отражаетсчитываемуюинформациюв данном примересигнал с плечаАкоммутируетсяна вход устройствавывода черезключевые транзисторы VT7VT9и VT10открываемыесигналами А6F4и YjОчевидно считан можетбыть толькоодин сигналс выбранногодешифраторомстолбца : Yj=1У остальныхстолбцов ключиVT10закрыты Сигнал F4зависит отналичия сигналаCAS:при отсутствиипоследнегоон не формируетсяи ключ VT9закрыт

Сигнална входе-выходеА триггера-усилителявыполняет такжефункцию восстановленияуровня зарядазапоминающегоконденсатора Cij, т.е. функциюрегенерацииинформации.Причем этаоперация происходитво всех ЭП выбраннойстроки одновременно.

Такимобразом, прикаждом обращениик матрице длясчитыванияинформацииавтоматическиосуществляетсярегенерацияинформацииво всех ЭП,принадлежащихвыбраннойстроке.

Дляадресации 16 Кэлементовпамяти необходим16-разрядныйкод, а у микросхемытолько восемьадресных входов.С целью уменьшениячисла необходимыхвыводов корпусав микросхемахдинамическогоОЗУ код адресавводят по частям:вначале семьмладших разрядовАО-А7,сопровождаяих стробирующимсигналом RAS,затем семьстарших разрядовА8-А15со стробирующимсигналом CAS. Внутримикросхемыкоды адресастрок и столбцов

фиксируютсяна адресномрегистре, затемдешифруютсяи осуществляютвыборку адресуемогоЭП.

ТаблицаистинностимикросхемыК565РУ3Г

RAS	CAS	W/R	A	DI	DO	Режимработы
1 1 0 0 0 0	1 0 1 0 0 0	Х Х Х 0 0 1	Х Х А А А А	Х Х Х 0 1 Х	Z Z Z Z Z D	Хранение Хранение Регенерация Запись0 Запись1 Считывание

Дляформированиявнутреннихсигналов F1-F4,управляющихвключениеми выключениемв определеннойпоследовательностифункциональныхузлов микросхемы,в ее структурепредусмотреноустройствоуправления,для котороговходными являютсясигналы RAS,CAS,W/R.

Устройствоввода-выводаобеспечиваетввод одногобита информацииDOв режиме считыванияи ввод одногобита информацииDIс ее фиксациейс помощьютриггера-защелкив режиме записи.Во всех режимах,кроме режимасчитываниявыход принимаетвысокоомное(третье) состояние.Наличие у выходавысокоомногосостоянияпозволяетобъединятьинформационныевход и выходпри подключениимикросхемык общей информационнойшине.

Повходам и выходумикросхемаК565РУ3Г совместимас ТТЛ микросхемами,что означаетсоответствиеих входных ивыходных сигналовТТЛ уровням.

МикросхемыдинамическихОЗУ работаютв следующихрежимах: записи,считывания,считывания-модификация-записи,страничнойзаписи, страничногосчитывания,регенерации.

Дляобращения кмикросхемедля записи исчитыванияинформациинеобходимоподать (приложение3 а) код адресастрок А0-А7одновременнос ним или с некотой(не рекомендуется)

задержкойсигнал RAS,затем с нормированнойзадержкой навремя удержанияадреса строкотносительносигнала RASдолжен бытьподан код адресастолбцов ичерез времяи через времяустановленияtуса CAS-сигналCAS.

Кмоменту подачикода адресастолбцов навход DIподводят записываемыйбит информации,который сигналомW/Rпри наличииCAS=0фиксируетсяна входномтриггере-защелке.Сигнал записиW/Rможет бытьподан уровнемили импульсом.В последнемслучае он должениметь длительностьне менее определенногопараметромWRзначения. Еслисигнал записиподан уровнем,то фиксациюDIтриггером-защелкойпроизводитотрицательныйперепад сигналаCAS(при наличииRAS=0).По окончаниизаписи должнабыть выдержанапауза RAS,равная интервалумежду сигналамиRAS,для восстановлениясостояниявнутреннихцепей микросхемы.

Ваналогичномпорядке должныбыть поданыадресные иуправляющиесигналы присчитыванииинформации(приложение3 б). Сигнал W/R=1может бытьподан импульсомили уровнем.Время появлениявыходногосигнала можноотсчитыватьот моментапоступлениясигналов адресаtвалибо сигналовуправления,время выборкисигнала RASt ВRAS ,время выборкисигнала CASt ВCAS.Более информативнымявляется параметрtВ CAS, т.к.информациювыводит измикросхемысигнал CASпри наличиисигнала W/R=1.

Изприложения5 б следует: tВ RAS=tВ CAS+tУС RASCAS.

Дляоценки быстродействиямикросхемыпамяти в расчетпринимают времяцикла записи(считывания)tЦ ЗП,tЦ СЧ.Другие временныепараметрынеобходимыдля обеспечениябессбойногофункционированиямикросхем всоставе эл.аппаратуры.

ДинамическиепараметрымикросхемыК565РУ3Г (нс)

tЦ ЗП (СЧ)	370	tУСCASRAS	65	CAS**	80
tЦСЧ-М-ЗП *	420	tУ А RAS	25	В CAS	135
tЦ ЗП(СЧ) **	225	tУСCASA	10	TРЕГ ,мс	2
RAS	200	tУ А CAS	55
RAS	120	WR	55
CAS	135	tУ DICAS	55

*Время циклав режиме(считывание-модификация-запись)** В страничномрежиме

Дляобеспечениянадежногосохранениязаписаннойв накопителеинформацииреализуют режимпринудительнойрегенерации.Регенерацияинформациив каждом ЭПдолжна осуществлятьсяне реже чемчерез 2 мс.

Время,в течении которогонеобходимообратитьсяк строке длярегенерации,определяетпараметр “Периодрегенерации”Трег.

Посколькуобращение кразным строкампроисходитс различнымипо длительностиинтерваламивремени, расчитыватьтолько наавтоматическуюрегенерациюнельзя.

Циклрегенерациисостоит из mобращений кматрице, гдеm-числострок, путемперебора адресовстрок с помощьювнешнего счетчикациклов обращений.Обращение кматрице длярегенерацииможет бытьорганизованопо любому изрежимов: записи,считывания,считывания-модификации-записи,а также поспециальномурежиму регенерации-сигналом RAS.

Режимработы“Считывание-модификация-запись”заключается в считыванииинформациис последующейзаписью в одини тот же ЭП. Вовременныхдиаграммахсигналов дляэтого режимасовмещеныдиаграммы длясчитывания(приложение3 б) и записи(приложение3 а) информации:при неизмененныхсигналах RASи CASрежим считываниясменяет режимзаписи данныхпо тому же адресу.Модификациярежима заключаетсяв смене сигналасчитыванияна сигнал записии в подведениико входу DIзаписываемойинформации.Время циклав этом режимеобращениябольше чем вдругих.

Приорганизациипринудительнойрегенерацииявляется режимрегенерациисигналом RAS(приложение3 в), при которомосуществляютперебор адресовв сопровождениистробирующегосигнала RASпри CAS=1.

Врасчет временирегенерацииследует приниматьвремя циклапри выбранномрежиме регенерации,умножив егона число строк.На регенерациюинформациив ЭП одной строкиу микросхемыК565РУ3Г в режиме“Считывание-модификация-запись”необходимо420 нс, тогда длярегенерацииЭП всех 128 строкпотребуется54 мкс, что составит2.7% рабочего временимикросхемы.В режиме регенерациитолько сигналомRASобщее

времярегенерацииуменьшаетсядо 47.4 мкс чтосостави 2.3% временифункционированиямикросхемы.

m-числострок

tЗАН-времязанятости

Страничныережимы записии считыванияреализуютобращениемк микросхемепо адресу строкис выборкой ЭПэтой строкиизменениеадреса стлбцов.В этих режимахзначительноуменьшаетсявремя циклазаписи (считывания)поскольку принеизменныхсигналах RAS=0и кода адресастроки использованачасть полногоцикла записи(считывания),относящаясяк адресациистолбцов.

МикросхемаК565РУ3Г нуждаетсяв трех источникахпитания и следуетучитыватьтребованияпо порядкувключения ивыключенияисточниковпитания: первымвключают источник–5В, а отключаютпоследним. Этотребованиеобусловленотем, что напряжение–5В подаетсяна подложку(кристалл) иесли его неподключитьпервым, товоздействием,даже кратковременным,напряженийдвух другихисточниковс напряжением5 и 12В может произойтив кристаллетепловой пробой.Порядок включениядвух другихнапряженийпитания можетбыть любым.

Послеподачи напряженияпитания микросхемаК565РУ3Г переходитв нормальныйрежим функционированиячерез восемьрабочих циклов.

2.2.ПараметрымикросхемыК565РУ3Г

ХарактеристикамикросхемыК565РУ3Г

Емкость,бит-16К x1

Времяцикла записисчитывания-370нс

Напряжениепитания- 5В,12В,-12В

Потребляемаямощность: врежиме хранения-40 мВт

врежиме обращения-460мВт

Типкорпуса- ДИП;16;7.5

СтатическиепараметрымикросхемыК565РУ3Г

Iпотреблениядинамический-45мА Iпотреблениястатический-4Ма

Uвх низкогоуровня мах 0.8Bmin–1B Uвх высокогоуровня вах 6Вmin2.4B

Uвых низкогоуровня мах 0.4B

Uвых высокогоуровня min2.4B

Iвых низкогоуровня мах 4мА

Iвыхвысокого уровнямах 2мА

Выходнойток утечки мах10мкА

Входнойток утечки мах10мкА

Входнаяемкость повходам WR/RD,RAS,CASмах 10пФ

повходам A,DIмах 6 пФ

Выходнаяемкость мах10 пФ

Максимальнаяемкость нагрузки100 пФ

2.3.РасчетнагрузочнойспособностимикросхемыК565РУ3Г

Характернымдля ДБИС ЗУ,изготовляемыхпо МДП-технологии,является высокоевходное омическоесопротивление.При определениичисла QДБИС ЗУ, нагружаемыхна ТТЛ-схему,учитываетсяв основномемкость входовмикросхемыпамяти.

СМАХ-максимальнаяемкость нагрузкиТТЛ-схемы

СI-емкость входаДБИС ЗУ

Т.к.для К555КП2 емкостьСMAX≤150Пф,а для К565РУ3Гемкость СI≈6-10Пф, то Q≤15-25.

ВыходК565РУ3Г имеетсобственнуюемкость СВЫХ=10пФи работает наемкостнуюнагрузку до100пФ. Поэтомупо входу можнообъединитьдо 10 микросхемпамяти.

3.1.Мультиплексорыблока динамическогоОЗУ.

Мультиплексорывыполнены насхемах К555КП2.

Таблицаистинности

Входы							Выход
E	SED2	SED1	DO	D1	D2	D3	D
H	X	X	X	X	X	X	L
L	L	L	L	X	X	X	L
L	L	L	H	X	X	X	H
L	L	H	X	L	X	X	L
L	L	H	X	H	X	X	H
L	H	L	X	X	L	X	L
L	H	L	X	X	H	X	H
L	L	H	X	X	X	L	L
L	L	H	X	X	X	H	H

Назначениевыводов ИСК555КП2

1	Входвыбора S1	EO
2	Входадреса A1	SED2
3	Вход X1.4	D3.0
4	Вход X1.3	D2.0
5	Вход X1.2	D1.0
6	Вход X1.1	D0.0
7	Выход Y1	D.O
8	Общий	GND
9	Выход Y2	D.1
10	Вход X2.1	D0.1
11	Вход X2.2	D1.1
12	Вход X2.3	D2.1
13	Вход X2.4	D3.1
14	Входадреса A0	SED1
15	Входвыбора S2	E.1
16	Питание	UCC

УсловноеграфическоеобозначениеИС КП555КП2 (риса) и функциональнаясхема одногоэлемента (рисб).

(а)

(б)

3.2.Организацияработы микросхемыК555КП2.

МультиплексорК555КП2- это двамультиплексора14с общим дешефраторомадреса каналаи входами выбора(стробирующимивходами) одногоиз мультиплексоровЕ.0 и E.1.

Инверторына входах Е.0 иЕ.1 предназначеныдля развязкивнутреннихцепей от входныхшин и обеспечиваютпомехоустойчивостьсхемы по входу.

Запрещенапередача информациичерез мультиплексор,когда он находитсяв невыбранномсостоянии (приэтом выходнаходится всостояниинизкого уровня).Каждый измультиплексоровимеет по четыреинформационныхвхода и своистробирующиевходы Е.0 и Е1. Двааресных входаSED1и SED2управляютодновременнодвумя мультиплексорами.

Код,который набранна адресныхвходах SED1и SED2,разрешаетработу толькоодного изинформационныхвходов каждогомультиплексора.Сигнал с выбранногоинформационноговхода появляетсяна выходе толькопри наличиина стробирующемвходе Е низкогоуровня.

Перваяступень мультиплексоравыполнена наинверторах,вторая на логическихэлементах И-ИЛИ(без инверсии),используетстробирующиесвойства функцииИ аргументовканала информациии адреса.

ИСК555КП2 включаетвходы управленияс передачи принизком уровненапряженияна входе и сзапретом передачипри высокомуровне напряженияна входе.

3.3.ХарактеристикимикросхемыК555КП2

IВХнизкогоуровня -0.4мА

IВХвысокогоуровня 0.04мА

IВЫХнизкогоуровня 4мА

IВЫХвысокогоуровня -0.4 мА

UВХМАХ 5.5В

UВХMIN –0.4B

UВХнизкогоуровня 0.4В

UВХвысокогоуровня 2.5В

Нагрузочнаяспособность 10

Времязадержкираспространениясигнала:

привключении 20нс (СН=15пФ)

привыключении 20нс (СН=15Пф)

Среднийток потребленияне более 3мА

Помехоустойчивость 0.3B

Частотапереключенияне более 25МГц

UМАХпитания 5.5B

СНМАХ=150пФ

Диапазонрабочих температур -10 +70°С

4.1.Принципработы микросхемыКР580ИР82.

КР580ИР82представляетсобой 8-разрядныйбуферный регистр,предназначенныйдля ввода ивывода информациисо стробированием.

Микросхемаимеет восемьтриггеровD-типаи восемь выходныхбуферов, имеющихна выходе состояние“выключено”.Управлениепередачейинформацииосуществляетсяс помощью сигнала STB“строб”.

Припоступлениина вход STBсигнала высокогоуровня осуществляетсянетактируемаяпередача информацииот входа DIдо выхода DO.При подаче навход STBсигнала низкогоуровня микросхемахранит информациюпредыдущеготакта; при подачена вход STBположительногоперепада импульсапроисходит“защелкивание”входной информации.Выходные буферыуправляютсясигналом ОЕ“разрешениевыхода”. Припоступлениина вход ОЕ сигналавысокого уровнявыходные буферыпереводятсяв состояние“выключено”.

Функциональнаясхема микросхемыКР580ИР82.

Назначениевыводов ИСКР580ИР82.

Номервывода	Обозначение	Назначение
1-8	DI0-DI7	Входырегистра
9	OE	Разрешениевыхода
10	GND	Общий
11	STB	Строб
19-12	D00-D07	Выходырегистра
20	UCC	Питание

Таблицаистинности.

ВходОЕ	ВходSTB	ВходыDI	ВыходыDO
0	1	1	1
0	1	0	0
0	0	Х	D00
1	Х	Х	Z

DOO-состояниевыхода в предыдущемтакте.

Х-логическийуровень навходе не влияетна состояниевхода.

Z-состояние“выключено”.

4.2.ХарактеристикимикросхемыКР580ИР82.

Числоразрядов регистра 8

Токпотребления 160мА.

Входнойток низкогоуровня ≤ -0.2мА.

Входнойток высокогоуровня ≤50мкА.

Выходноенапряжениенизкого уровня ≤0.45В.

Выходноенапряжениевысокого уровня ≥2.4В.

Выходнойток низкогоуровня в состоянии“выключено” ≤-50мА.

Выходнойток высокогоуровня в состоянии“выключено” ≤50мА.

Времяпередачи информацииот входа довыхода ≤ 30нс.

Времяцикла “запись-считывание” 100нс.

Времязадержкираспространенияинформационногосигнала навыходе относительносигнала строба ≤45нс.

Времязадержкираспространенияинформационногосигнала навыходе относительносигнала “разрешениявыхода” от10до 30нс.

Времясохраненияинформационногосигнала навходе относительносигнала строба ≥25нс.

Длительностьимпульса сигналастроба ≥15нс.

Минимальнаядлительностьтактовых импульсов 15нс.

Входнаяемкость 12пФ.

Потребляемаямощность ≤800мВт.

Напряжениепитания +5В.

Минимальнаянаработка 50000ч.

Сроксохраняемости 12 лет.

5.Расчетнадежностиблока динамическогоОЗУ.

Для повышениянадежностиЗУ применяетсякод Хемминга,исправляющийодноразряднуюошибку в словеЗУ.

Вкачестве показателейнадежностишироко применяютвероятностьбезотказнойработы Р(t)за время tи среднюю наработкудо отказа Тср.

1. ВычисляетсякоэффициентКDL,учитывающийэквивалентнуюдозу отказовразличныхтипов в зависимостиот разрядностиисправляемойошибки L.При отказахБИС ЗУ можновыделить следующиеосновные типыотказов: отказвсей микросхемы(доля такихотказов а1),отказ строки(доля такихотказов а2),отказ столбца(доля такихотказов а3),отказ ЭП (долятаких отказова4)

а1=2 а2=14

а3=17 а4=42

есликод исправляетодноразряднуюошибку (L=1):

где:КM-коэффициент,учитывающийчисло разрядовБИС ЗУ (есличисло разрядовnM=1, то КМ=0,иначе КМ=1);KZ-коэффициент,учитывающийтип ЗУ (для ПЗУКZ=0.5,а для ОЗУ КZ=1);E-информационная емкость БИСЗУ (в битах).

2. Определениевероятностибезотказнойработы ЗУ Р(t).

Вероятностьбезотказнойработы – этовероятностьтого, что в пределахзаданной наработки,т.е. заданногоинтервалавремени , отказобъекта невозникнет.

где:nO-разрядностьслова ЗУ; λМ-интенсивностьотказов БИСЗУ;

NR-число строкв БИС ЗУ в ЗУ;λZ-интенсивностьотказов схемобрамленияи элементовконструкцииЗУ (например,паек, контактовсоединителей,линий связи,печатногомонтажа и т.п.)

КР1,КР2-поправочныекоэффициенты,используемыедля компенсациипогрешностейв ЗУ с большими средним числомБИС ЗУ. КР2-значение коэффициентаопределяетсяв зависимостиот типа ЗУ иразрядностиисправляемойошибки

( дляОЗУ с L=1если nM=1то КР2=1);КР1-значение коэффициентав зависимостиот nM(при nM=1то КР1=1).

3. Вычислениезначения параметраХL,определяющего

соотношениемежду интенсивностьюотказов элементовЗУ, охваченныхи неохваченыхкорректирующимкодом:

4. Определениесредней наработкидо отказа Тср.

Средняянаработка доотказа, илисредняя времябезотказнойработы- этоожидаемаянаработкаобъекта допервого отказа.

где:bLi-коэффициентыразложенияполиномов

дляL=1 bL1=1,2533 bL2=-1,0006 bL3=0,6308

6.Расчетпотребляемоймощности блокомОЗУ.

МщностьпотребляемаямикросхемойОЗУ К565РУ3Г в режимехранения информации,оцениваетсяпри следующихисходных данных:Ра=0.46Вт,Ро=0.04Вт,mр=128,Тцмин=0.37мкс,Трег=2000мкс-по формуле:

Рхр.рег.Ро+(Ра-Ро)(Тц.минmр/Трег)=0.04+(0.46-0.04)(1280.37/2000)=0.049Вт

где:Ра-мощность потребляемаяОЗУ в режимесчитывания,записи; Ро-мощностьпотребляемаяОЗУ в режимехранения;mр-количествострок в матрицеОЗУ; Тц.мин-минимальноевремя циклаобращения кмодулю ОЗУ;Трег-периодрегенерации,определяющиймаксимальныйинтервал временимежду двумяобращениямипо каждомуадресу длявостановленияхранимой информации.

МощностьпотребляемаямикросхемамиОЗУ в блоке врежиме считыванияили записиинформацииоцениваетсяпри По=8и Па=8по формуле:

Рмп=РаПа+Рхр.рег(По-Па)=0.468+0.049(8-8)=1.84Вт

где:По-общее числомикросхем ОЗУв блоке; Па-число микросхемОЗУ, находящихсяв активномрежиме.

МощностьпотребляемаямикросхемамиОЗУ в блоке врежиме храненияинформацииопределяетсякак:

Рмп.рег=Рхр.регПо=0.0498=0.39Вт.

Мощностьпотребляемаяблоком ОЗУ врежиме храненияинформации:

Рб.рег=Рмп.рег+Ру=0.39+0.01654+0.8=1.26Вт.

где:Ру-мощность потребляемаясхемами управления.

Мощностьпотребляемаяблоком ОЗУ врежиме записи,считыванияинформации:

Рб=Рмп+Ру=1.84+0.01654+0.8=2.7Вт.

Чтобыполучитьэлектрическую, принципиальнуюи временныедиаграммыпроцессовобратитесьпо адресу tipa-iorsh@mtu-net.ru