następny punkt » |
We wcześniejszych wykładach poznaliśmy już układy, które umożliwiają pamiętanie informacji. Każdy przerzutnik umożliwia zapamiętanie jednego bitu. Każdy rejestr zbudowany z n przerzutników pozwala zapamiętać n bitów (jedno słowo n-bitowe). Łącząc odpowiednio wiele przerzutników, bądź rejestrów, można otrzymać układy, który umożliwiają pamiętanie wielu bitów, bądź słów n-bitowych. Układy takie są określane jako pamięci półprzewodnikowe.
Przy budowie pamięci półprzewodnikowych trzeba rozwiązać problem adresowania, czyli dostępu do poszczególnych elementów pamiętających pamięci. W najprostszym przypadku, kiedy pamięć nie jest duża, można wykorzystać tak zwane adresowanie liniowe.
Załóżmy dla przykładu, że nasza pamięć ma umożliwiać przechowywanie ośmiu słów szesnastobitowych. Pamięć tę można zbudować z ośmiu rejestrów szesnastobitowych. Dostęp do poszczególnych rejestrów można zrealizować za pomocą dekodera kodu dwójkowego (trzybitowego adresu) na kod 1 z 8. Każde wyjście z dekodera wybiera (adresuje) jeden rejestr. Cały układ pokazano na rysunku XI.1.
Rys. XI.1. Układ pamięci z adresowaniem liniowym
Zauważmy, że gdyby liczba rejestrów naszej pamięci rosła, to trzeba by stosować dekodery o coraz większej liczbie wyjść. Na przykład, przy 1024 rejestrach (słowo adresowe 10-bitowe) dekoder musiałby mieć już 1024 wyjścia. Przy jeszcze większej pamięci rozmiary dekodera byłyby już zbyt duże na to by sensowna była jego realizacja praktyczna. Dlatego też stosuje się inne rozwiązanie. Zanim je przedstawimy, zwróćmy uwagę na to, że o ile w przykładzie pokazanym na rysunku XI.1 pamięć była realizowana za pomocą rejestrów, to w produkowanych pamięciach półprzewodnikowych nie wyróżnia się poszczególnych rejestrów a operuje się pojęciem komórki pamiętającej (elementu pamiętającego) albo słowa o określonej długości.
Rozwiązanie, które upraszcza problem adresowania i stosowane jest praktycznie we wszystkich pamięciach półprzewodnikowych, określane jest jako adresowanie typu XY (adresowanie dwuwymiarowe). W rozwiązaniu tym komórki pamiętające są rozmieszczane w postaci matrycy prostokątnej, zorganizowanej w wiersze i kolumny. Dostęp do pojedynczej komórki pamiętającej takiej matrycy można uzyskać wybierając wiersz i kolumnę, na przecięciu których znajduje się ta komórka. Wybór wiersza i wybór kolumny można realizować przy wykorzystaniu dwóch dekoderów. Ten sposób adresowania ilustruje rysunek XI.2.
Rys. XI.2. Adresowanie typu XY. Adres o długości m + n bitów wybiera komórkę pamiętającą znajdującą się na przecięciu wiersza (jednego z 2m - 1) i kolumny (jednej z 2n -1).
W przykładzie pokazanym na rysunku XI.2 wybierana jest jedna komórka pamiętająca. Wybieranie słów k-bitowych można uzyskać zastępując dekoder kolumn z rysunku XI.2 multiplekserem grupowym (rysunek XI.3). W tym przypadku, część adresu związana z wyborem kolumn pozwala wybrać zestaw k kolumn.
Rys. XI.3. Adresowanie typu XY przy wybieraniu słów k-bitowych
Dla zilustrowania zalety adresowania typu XY określmy jakie dekodery są potrzebne dla zrealizowania adresowania w pamięci o pojemności 1 Mb, w której użyta jest kwadratowa matryca elementów pamiętających. W tym przypadku słowo adresowe musi mieć długość 20 bitów. Ponieważ matryca jest kwadratowa więc liczba wierszy równa się liczbie kolumn i m = n = 10. Stąd każdy dekoder musi mieć 1024 linie wyjściowe. W przypadku adresowania liniowego dekoder musiałby mieć 1M linii wyjściowych.
następny punkt » |