ყველამ იცის, რომ თანამედროვე გამოთვლითი მოწყობილობები აქვთ ოპერატიული მეხსიერება, სადაც ინფორმაცია ინახება მხოლოდ ექსპლუატაციის დროს. ოპერატიული მეხსიერება დამზადებულია მოდულების სახით მიკროსქემებით (ჩიპებით), რომლებსაც აქვთ უჯრედების ნაკრები ბიტი ინფორმაციის შესანახად. მეხსიერების თითოეული უჯრედი შექმნილია ნულის ან ერთის შესანახად. 8 ასეთი უჯრედი ინახავს 8 ბიტს (ეს უკვე 1 ბაიტია). ასეთი ჩიპები მზადდება ნახევარგამტარების საფუძველზე. მაგრამ მოდულების და კომპიუტერის დანერგვას აქვს მრავალი სერიოზული განსხვავება, რომელსაც განვიხილავთ ამ სტატიაში.

პარიტეტული მეხსიერება.

კომპიუტერული ტექნოლოგიების განვითარების ადრეულ ეტაპზე, ნახევარგამტარული ელემენტების წარმოების ტექნოლოგია ჯერ კიდევ არ იყო კარგად განვითარებული. მაშასადამე, მეხსიერების ნებისმიერ უჯრედში ჩაწერისას არსებობდა ინფორმაციის დაკარგვის შესაძლებლობა: მასზე ერთი ეწერა, მაგრამ არ ჩაიწერა (ნული დარჩა). იმისათვის, რომ როგორმე გააკონტროლონ მეხსიერებაში ჩაწერის პროცესი, გამოიგონეს მონაცემთა გადამოწმების მარტივი ტექნოლოგია.

ერთი ბაიტის (8 ბიტი) დაწერამდე გამოითვლებოდა ამ ბაიტის ყველა ბიტის ჯამი. მაგრამ არა მთელი საკონტროლო ჯამი (მეხსიერების შესანახად), არამედ მხოლოდ მისი ბოლო ბიტი, რომლის მნიშვნელობა (ნული ან ერთი) დაიმახსოვრა სპეციალურად მისთვის გამოყოფილ ადგილას. ამ ბიტის მნიშვნელობა (0 ან 1) დამოკიდებული იყო იმაზე, იყო თუ არა ბიტების ჯამი ლუწი თუ კენტი დამატებისას. ამიტომ, ეს ბიტი ცნობილი გახდა, როგორც პარიტეტის ბიტი.

მეხსიერების უჯრედებში თავდაპირველი ბაიტის ჩაწერის შემდეგ გამოითვლებოდა ასეთი შენახული ბაიტის ბიტების ჯამი და ამ ჯამის პარიტეტი შეადარეს წინას (რომლის მნიშვნელობა ინახებოდა პარიტეტის ბიტში). თუ საკონტროლო ჯამების პარიტეტები ემთხვევა, მაშინ ჩაითვლებოდა, რომ მეხსიერებაში ჩაწერა წარმატებული იყო. და თუ ისინი არ ემთხვევა, მაშინ შეცდომის შეტყობინება შეიქმნა. ამ ტექნოლოგიას ეწოდება პარიტეტის კონტროლი.

მეხსიერება პარიტეტის გარეშე.

დროთა განმავლობაში, უფრო საიმედო მიკროსქემები გამოჩნდა. მათში შეცდომების ალბათობა შემცირდა. ამავდროულად, შემცირდა ელექტრონული კომპონენტების ღირებულება. კომპიუტერების წარმოება და გაყიდვები მასიური გახდა. ზოგიერთი მომხმარებლისთვის შეცდომები კომპიუტერების მუშაობაში არ იყო კრიტიკული. ამიტომ, ბაზარზე დაიწყო მოდელების წარმოება, რომლებიც იყენებდნენ მეხსიერებას პარიტეტის გარეშე. „დამატებითი“ მეცხრე ბიტის (თითოეული ბაიტისთვის) მოშორებამ და ჩეკჯუმების გამოთვლის „გადაჭარბებულმა“ ხარჯებმა შესაძლებელი გახადა გარკვეულწილად შემცირებულიყო კომპიუტერების ღირებულება და ხელმისაწვდომი ყოფილიყო მომხმარებლების მასებისთვის. ასეთი კომპიუტერები ძალიან პოპულარული გახდა დესკტოპ (დესკტოპ) სისტემებს შორის.

თუმცა, ცალკეულ ინდუსტრიებში, სამხედრო-თავდაცვითი მნიშვნელობის სისტემებში და საბანკო სექტორში, გამოთვლით სისტემებში შეცდომების დაუშვებლობა რჩება ერთ-ერთ უმნიშვნელოვანეს ამოცანად.

მეხსიერება კონტროლით და შეცდომების კორექტირებით.

პარიტეტის კონტროლის ტექნოლოგია არ არის სრულყოფილი. მას არ შეუძლია აღმოაჩინოს, მაგალითად, 2 ბიტის "გაქრობა" ერთდროულად (პარიტეტი ამ შემთხვევაში არ იცვლება). ამიტომ, გადაწყდა, რომ მეხსიერებაში ჩაწერილი მონაცემების თითოეული ბიტი შეტანილიყო არა ერთ საკონტროლო ჯამში, არამედ რამდენიმეში. ასეთი საკონტროლო სისტემით შესაძლებელი გახდა რამდენიმე შეცდომის, მათი მისამართების ერთდროულად აღმოჩენა და, გარდა ამისა, ამ შეცდომების გამოსწორება. ამ ტექნოლოგიას ეწოდა შეცდომის კორექტირების კოდი (ECC), რადგან გამოითვალა კოდი, რომელიც შეცდომის გამოსწორების საშუალებას იძლევა.

რა თქმა უნდა, დამატებითი რეგისტრებია საჭირო საკონტროლო ჯამების შესანახად, რაც აძვირებს მეხსიერების ასეთ მოდულებს, მაგრამ ზოგადად, ECC მეხსიერებაზე დაფუძნებული სისტემები უფრო ხარვეზების ტოლერანტულია. მეხსიერების ასეთი მოდულები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება სერვერულ სისტემებში.

მეხსიერების პარიტეტული და ECC ტექნოლოგიით გამოყენება შესაძლებელია როგორც სერვერულ, ასევე დესკტოპ სისტემებში. პირველ შემთხვევაში, ეს გამართლებულია ამოცანების გადაჭრის მნიშვნელობით (სადაც ოდნავი შეცდომის ღირებულება ძალიან მაღალია), ხოლო მეორე შემთხვევაში ყოველთვის არ არის მიზანშეწონილი (ეკონომიკური თვალსაზრისით: ბოლოს და ბოლოს, შეცდომების კონტროლის მქონე მოდულების გამოსაყენებლად, თქვენ უნდა გქონდეთ უფრო ძვირი დედაპლატა, რომელიც მხარს უჭერს ამ ტექნოლოგიას, წინააღმდეგ შემთხვევაში შეცდომის კონტროლი უბრალოდ არ იმუშავებს).

ბუფერული მეხსიერება.

გამოთვლით სისტემებში ჩაწერის/კითხვის კონტროლი მეხსიერებიდან და მეხსიერებიდან ხდება სპეციალური მეხსიერების კონტროლერის მიერ. ამ კონტროლერს უნდა ჰქონდეს წვდომა მეხსიერების ყველა უჯრედზე და უზრუნველყოს ინფორმაციის გადაცემა ავტობუსიდან მეხსიერებაში და პირიქით. დესკტოპ სისტემები ხშირად იყენებენ პროცესორებს ინტეგრირებული მეხსიერების კონტროლერით. ამ განხორციელების ზოგიერთი უარყოფითი მხარეა შემდეგი:

არსებობს მხოლოდ ერთი კონტროლერი, მაგრამ მეხსიერების ბევრი უჯრედი უნდა იყოს კონტროლირებადი - არსებობს შეზღუდვა ერთდროულად მომსახურე მეხსიერების ბანკების რაოდენობაზე მაღალი მუშაობის შენარჩუნებისას;

პროცესორის ან კომპიუტერის სხვა კომპონენტების ერთ მონაცემთა ავტობუსზე აუცილებელია როგორც საკონტროლო ბრძანებების, ასევე მონაცემების გადატანა ყველა გამოყენებული მეხსიერების მოდულზე (ავტობუსზე დატვირთვა იზრდება).

სიტუაციის გასაუმჯობესებლად გადაწყდა კონტროლერის ფუნქციების ნაწილის დანერგვა მეხსიერების თითოეულ მოდულში. ამისათვის სპეციალური ჩიპი ინტეგრირებულია მეხსიერების მოდულში, რომელიც მოქმედებს როგორც ბუფერი, რომელიც იღებს ბრძანებებს ცენტრალური პროცესორიდან მისამართების გასაკონტროლებლად და დასაყენებლად (ამ შემთხვევაში, მონაცემთა ნაკადი მეხსიერებაში მიდის ავტობუსის გასწვრივ, პარალელურად. ბრძანების ნაკადი). ასე დაიბადა ბუფერული მეხსიერება.

მოგვიანებით ამ ბუფერში დაიწყო შეცდომის კორექტირების ფუნქციების (ECC) დანერგვა და ასევე შესაძლებელი გახდა მეხსიერების გაზრდა მონაცემთა ავტობუსზე დამატებითი დატვირთვის გარეშე. ბუფერის დანერგვის დამატებითი ჩიპები ცნობილი გახდა როგორც რეგისტრები, ხოლო თავად მეხსიერება ცნობილი გახდა როგორც რეგისტრირებული მეხსიერება.

დროთა განმავლობაში, ასევე გამოჩნდა სრულად ბუფერული მეხსიერების მოდულები (FB - სრულად ბუფერული), რომელთა ბუფერში (რეგისტრში) არა მხოლოდ საკონტროლო სიგნალები, არამედ მონაცემებიც დაიწყო თანმიმდევრულად გადაცემა ერთ ნაკადში. შუალედური ბუფერის გამოყენებისას მეხსიერების მუშაობის გარკვეული შენელება ხდება, რადგან ბუფერში ჩასაწერად საჭიროა ერთი შუალედური ციკლი.

ასეთი მეხსიერება გაცილებით ძვირია, ვიდრე დაურეგისტრირებელი მეხსიერება, დამატებითი რეგისტრის ჩიპის არსებობისა და რთული ტექნოლოგიების გამოყენების გამო. მაგრამ მისი ერგონომიკის, მოცულობის გაზრდის შესაძლებლობის გამო, ასევე შეცდომების კონტროლის გამო, იგი ფართოდ გამოიყენება სერვერულ სისტემებში, სადაც ძალიან მნიშვნელოვანია სტაბილური და უშეცდომო მუშაობა დიდი რაოდენობით მონაცემებთან.

თავსებადობის საკითხები.

ბუფერული მეხსიერების მოდულები მათი განვითარების ადრეულ ეტაპებზე გამოიყენებოდა როგორც დესკტოპის, ასევე სერვერის სისტემებში, მაგრამ რეგისტრირებული მეხსიერების გამოჩენამ გააუქმა მისი კომპიუტერში გამოყენების შესაძლებლობა.

დესკტოპის სისტემებში რეგისტრირებული მეხსიერების გამოყენება არაპრაქტიკულია (გადაჭარბებული ღირებულება) და ხშირად შეუძლებელი, რადგან დესკტოპებში გამოყენებული დედაპლატების უმეტესობას არ აქვს რეგისტრირებული მეხსიერების მხარდაჭერა. პირიქით, თანამედროვე სერვერულ სისტემებში გამოყენებული დედაპლატები შექმნილია მხოლოდ რეგისტრირებული მეხსიერებით მუშაობისთვის, რადგან სიმძლავრის გაზრდა (პლატფორმის შეცვლის გარეშე) და შეცდომების კონტროლის უნარი უფრო მნიშვნელოვანი ფაქტორია სერვერებისთვის, ვიდრე ღირებულება.

ძალიან ხშირად კომპონენტების არჩევისას ვხვდებით სხვადასხვა გაუგებარ ტერმინებსა და ცნებებს. ოპერატიული მეხსიერების არჩევისას ეს შეიძლება იყოს DDR, DDR2, DDR3, DDR4, RDRAM, RIMM და ა.შ. თუ ყველაფერი მეტ-ნაკლებად ნათელია RAM-ის ძირითად ტიპებთან და თითოეული ტიპის მხარდაჭერა მითითებულია დედაპლატის აღწერილობაში, მაშინ ისეთი პარამეტრი, როგორიცაა ECC, ბევრს აჩენს კითხვებს. რა არის ECC მეხსიერება? შესაძლებელია თუ არა ECC RAM-ის გამოყენება სახლის კომპიუტერზე და რა არის მთავარი განსხვავება ECC RAM-სა და non-ECC RAM-ს შორის?

რა არის ECC მეხსიერება?

ეს არის სპეციალური ტიპის ოპერატიული მეხსიერება ჩაშენებული შეცდომების გამოსწორების აპარატურით. ასეთი მეხსიერების მოდულები შეიქმნა სპეციალურად სერვერებისთვის, სადაც მონაცემების სისწორისა და მათი დამუშავების სანდოობის მოთხოვნები გაცილებით მაღალია, ვიდრე პერსონალურ კომპიუტერებზე.

ECC-Ram ავტომატურად ამოიცნობს მონაცემთა სპონტანურ ცვლილებებს შენახვის ბლოკებში, ანუ დაშვებულ შეცდომებს. რეგულარულ - დესკტოპის მეხსიერებას კორექტირების მექანიზმების მხარდაჭერის გარეშე ეწოდება არა-ECC.

რა შეუძლია ECC მეხსიერებას და როგორ მუშაობს იგი?

შეცდომის გამოსწორების მეხსიერებას შეუძლია გამოავლინოს და გამოასწოროს შეცვლილი მონაცემების 1 ბიტი თითოეულ მანქანურ სიტყვაში. Რას ნიშნავს? თუ მონაცემები წერასა და კითხვას შორის შეიცვალა რაიმე მიზეზით (ანუ მოხდა შეცდომა), მაშინ ECC RAM შეასწორებს მნიშვნელობას სწორზე. ასეთი ფუნქციონირება მოითხოვს RAM კონტროლერის მხარდაჭერას. ამ მხარდაჭერის ორგანიზება შესაძლებელია დედაპლატის ჩიპსეტით, ჩაშენებული RAM კონტროლერით თანამედროვე პროცესორებში.

შეცდომის გამოსწორების ალგორითმი ეფუძნება ჰემინგის კოდს, მაგრამ სხვა ალგორითმები გამოიყენება ერთზე მეტი შეცდომის გამოსასწორებლად. პრაქტიკაში გამოიყენება მეხსიერების მოდულები, სადაც ყოველ 8 მეხსიერების ჩიპზე ემატება კიდევ ერთი ჩიპი, რომელიც ინახავს ECC კოდებს (მთავარი მეხსიერების ყოველ 64 ბიტზე 8 ბიტი).

რატომ არის დამახინჯებული მნიშვნელობა RAM მეხსიერების უჯრედებში?

მონაცემთა დამახინჯების ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი კოსმოსური სხივებია. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ დედამიწაზე ვართ ატმოსფეროს დაცვის ქვეშ, კოსმოსური სხივები თან ატარებენ ელემენტარულ ნაწილაკებს, რომლებსაც შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ ელექტრონიკაზე, მათ შორის კომპიუტერის მეხსიერებაზე. ამ ნაწილაკების ენერგიის მოქმედებით შესაძლებელია მეხსიერების უჯრედის მდგომარეობის ცვლილება, რაც იწვევს მონაცემთა დამახინჯებას და შეცდომებს. საინტერესოა, რომ კოსმოსური სხივების ზემოქმედება იზრდება სიმაღლესთან ერთად, ამიტომ მაღალი სიმაღლის კომპიუტერული სისტემები საჭიროებს უკეთეს დაცვას.

როგორ მუშაობს ECC მეხსიერება

RAM-ში შეცდომის კონტროლის ერთ-ერთი მექანიზმი არის პარიტეტული ტექნოლოგიის გამოყენება, რომელიც საშუალებას გაძლევთ დააფიქსიროთ მონაცემების შეცდომის ფაქტი, მაგრამ არ გაძლევს მონაცემთა გამოსწორების საშუალებას.

ჰემინგის კოდი გამოიყენება ECC კორექტირებისთვის. ECC იცავს კომპიუტერულ სისტემებს არასწორი მუშაობისგან მეხსიერების გაფუჭების გამო და ამცირებს სისტემის კრიტიკული უკმარისობის ალბათობას. ECC მხარდაჭერით მეხსიერება 2-3%-ით უფრო ნელია ვიდრე არა-ECC მეხსიერება, აპლიკაციის მიხედვით.

ECC მეხსიერების გამოყენების მიზეზები

არ არსებობს ობიექტური მიზეზი, რომ გამოიყენოთ ECC ჩართული RAM დესკტოპ კომპიუტერებში. ვინაიდან მონაცემთა შეცდომის დაშვების ალბათობა უკიდურესად მცირეა, კომპიუტერის ჩვეულებრივი გამოყენების სცენარებში უკიდურესად ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შეცდომამ გამოიწვიოს პრობლემები ან ავარია კომპიუტერში. ყველაზე ცუდი სცენარი გარეგნობაა ლურჯი ეკრანი BSOD სიკვდილი. გარდა ამისა, ECC RAM-ის გამოყენებას აფერხებს ის ფაქტი, რომ დესკტოპის პროცესორები და დედაპლატებიუმეტესობას არ აქვს ამ ტიპის ოპერატიული მეხსიერების მხარდაჭერა.

RAM-ის გამოყენება ECC შეცდომის კორექტირებით რელევანტურია სერვერისა და კორპორატიული სეგმენტისთვის, სადაც ხარვეზების ტოლერანტობისა და საიმედოობის მოთხოვნები ძალიან მაღალია, ხოლო მონაცემების სისწორე შეიძლება გავლენა იქონიოს გამოთვლების შედეგებზე და მთლიანად სისტემის მუშაობაზე. .

შეიძლება გამოიყოს სამიმიკროკონტროლერებში გამოყენებული მეხსიერების ძირითადი ტიპები:

● მეხსიერება პროგრამები,რომელიც არის მხოლოდ წაკითხვის მეხსიერება, რომელიც შექმნილია პროგრამის კოდებისა და მუდმივების შესანახად. ეს მეხსიერება არ ცვლის მის შინაარსს პროგრამის შესრულებისას;

● მეხსიერება მონაცემები,შექმნილია პროგრამის შესრულებისას ცვლადების (შედეგების) შესანახად;

● რეგისტრაციამეხსიერება, რომელიც შედგება მიკროკონტროლერის შიდა რეგისტრებისგან. განვიხილოთ თითოეული ამ ტიპის მეხსიერების მახასიათებლები.

პროგრამის მეხსიერება.

ასეთი მეხსიერების საჭიროება განპირობებულია იმით, რომ მიკროკონტროლერი არ შეიცავს ისეთ მეხსიერების მოწყობილობებს, როგორიცაა მყარი დისკი კომპიუტერში, საიდანაც იტვირთება შესრულებადი პროგრამა. ამიტომ, პროგრამის კოდი მუდმივად უნდა იყოს შენახული მიკროკონტროლერში.

ყველა ტიპის პროგრამის მეხსიერებაა არასტაბილურამდემეხსიერება, ან მხოლოდ წაკითხული მეხსიერება (ROM), რომლის შინაარსი ინახება მიკროკონტროლერის გამორთვის შემდეგ.

შესრულების დროს პროგრამა იკითხება ამ მეხსიერებიდან და საკონტროლო განყოფილება (ბრძანების დეკოდერი) უზრუნველყოფს მის გაშიფვრას და ასრულებს აუცილებელ ოპერაციებს. პროგრამის შესრულებისას პროგრამის მეხსიერების შიგთავსის შეცვლა (გადაპროგრამება) შეუძლებელია. ამრიგად, მიკროკონტროლერის ფუნქციონირება ვერ შეიცვლება, სანამ მისი პროგრამის მეხსიერების შინაარსი არ წაიშლება (თუ ეს შესაძლებელია) და არ დაპროგრამდება (ახალი ინსტრუქციებით შევსებული).

უნდა აღინიშნოს, რომ მიკროკონტროლერის ბიტი (8, 16 ან 32 ბიტი) მითითებულია მისი მონაცემთა ავტობუსის ბიტიურობის შესაბამისად.

როდესაც ამბობენ, რომ მოწყობილობა 8-ბიტიანია, ეს ნიშნავს მონაცემთა ბიტების რაოდენობას, რომელთა დამუშავებაც შეუძლია მიკროკონტროლერს.

ჰარვარდის არქიტექტურაში ინსტრუქციები შეიძლება იყოს უფრო დიდი ვიდრე მონაცემები, რათა მთელი ინსტრუქცია წაიკითხოს ერთი საათის ციკლში. მაგალითად, PIC მიკროკონტროლერები, მოდელიდან გამომდინარე, იყენებენ ბრძანებებს 12, 14 ან 16 ბიტიანი ბიტის სიგანით. AT AVR მიკროკონტროლერებიბრძანება ყოველთვის 16 ბიტიანია. თუმცა, ყველა ამ მიკროკონტროლერს აქვს 8-ბიტიანი მონაცემთა ავტობუსი.

პრინსტონის არქიტექტურულ მოწყობილობებში, მონაცემთა სიგანე ჩვეულებრივ განსაზღვრავს გამოყენებული ავტობუსის ბიტის სიგანეს (ხაზების რაოდენობას). Motorola 68HC05 მიკროკონტროლერებში 24-ბიტიანი ინსტრუქცია განთავსებულია სამ 8-ბიტიან პროგრამის მეხსიერების უჯრედში. ასეთი ინსტრუქციის სრულად მისაღებად, აუცილებელია ამ მეხსიერების წაკითხვის სამი ციკლის შესრულება.

მოდით გადავხედოთ ხუთს ტიპებიარასტაბილური მუდმივი მეხსიერება, ან მხოლოდ წაკითხული მეხსიერება (ROM), რომელიც გამოიყენება პროგრამების შესანახად.

ნიღაბი მეხსიერება.

Mask ROM-ები (Mask-ROM ან უბრალოდ ROM) მზადდება მიკროკონტროლერის წარმოების ეტაპზე სრულად გამართული პროგრამისთვის. შუშის ფოტონიღაბზე პროგრამის გამოყენებისას იქმნება ნიღბის ნიმუში. შედეგად მიღებული ფოტომასკი ნიღბით გამოიყენება კავშირების შესაქმნელად ელემენტებს შორის, რომლებიც ქმნიან პროგრამის მეხსიერებას.

პირველი ნიღბის ROM-ები გამოჩნდა 1960-იანი წლების დასაწყისში და დღესაც გამოიყენება მათი წყალობით სათნოებებიროგორც პროდუქციის მასობრივი წარმოების დაბალი ღირებულება და პროგრამის შენახვის მაღალი საიმედოობა.

ხარვეზები mask ROM - აპლიკაციის პროგრამის ნებისმიერი ცვლილება დაკავშირებულია მნიშვნელოვან ხარჯებთან და დროსთან, რათა შეიქმნას ახალი ფოტონიღბები და მათი დანერგვა წარმოებაში.

ერთჯერადი პროგრამირებადი მეხსიერება.

ეს მეხსიერება (One-Time Program mable ROM - OTPROM) არის მომხმარებლის მიერ პროგრამირებადი და თავდაპირველად შეიცავს უჯრედებს ერთი ბიტით. პროგრამირებას ექვემდებარება მხოლოდ ის მეხსიერების უჯრედები, რომელთა შიგთავსმა უნდა მიიღოს მნიშვნელობა 0. ამისათვის მეხსიერების უჯრედზე გამოიყენება გაზრდილი ძაბვის იმპულსების თანმიმდევრობა.

ძაბვის დონე, იმპულსების რაოდენობა და მათი დროის პარამეტრები მკაცრად უნდა შეესაბამებოდეს სპეციფიკაციებს. ნულის დაწერის შემდეგ შეუძლებელია ერთი მნიშვნელობის აღდგენა. ამ მიზეზით მეხსიერებას უწოდებენ ერთჯერადი პროგრამირებადიᲠᲝᲛᲘ. თუმცა, უნდა აღინიშნოს შესაძლებლობა დამატებითი პროგრამირება(ხელშეუხებელი) უჯრედები ერთი ბიტით.

მიკროკონტროლერები ერთჯერადი პროგრამირებადი ROM-ით გამოიყენება მცირე პარტიებში წარმოებულ პროდუქტებში.

რეპროგრამირებადი მეხსიერება ულტრაიისფერი წაშლით.

წაშლილი პროგრამირებადი ROM (EPROM) მეხსიერების უჯრედი არის LIPSMOS (მცურავი კარიბჭის Avalanche Injection) ტრანზისტორი. საწყის მდგომარეობაში (დაწერამდე), უჯრედზე წვდომისას იკითხება ლოგიკური ერთეული. მეხსიერების პროგრამირება ხდება ლოგიკური ნულების ჩაწერაზე შესაბამის უჯრედებზე. EP ROM-ებს შეუძლიათ მრავალჯერადი პროგრამირება, რომლის ტექნოლოგია მსგავსია ერთჯერადი პროგრამირებადი ROM ტექნოლოგიის.

ყოველი პროგრამირების სესიის წინ, წაშლის ოპერაციამეხსიერების უჯრედების თავდაპირველი მდგომარეობის აღსადგენად. ამისთვის მიკროკონტროლერის ყუთში გათვალისწინებულია სპეციალური ფანჯარა, რომელიც დასხივებულია ულტრაიისფერი სხივებით. ROM-ის წაშლის/პროგრამირების სესიების რაოდენობა არის 25-100-ჯერ, ექვემდებარება პროგრამირების ტექნოლოგიას (მიწოდების ძაბვის დაყენებული მნიშვნელობები, იმპულსების რაოდენობა და ხანგრძლივობა) და წაშლის ტექნოლოგია (ულტრაიისფერი გამოსხივების წყაროს ტალღის სიგრძის დიაპაზონი).

მიკროკონტროლერები EPROM მეხსიერებით გამოიყენება განვითარებული აპლიკაციების პროტოტიპებში მათი მაღალი ღირებულების გამო.

ღირებულების შესამცირებლად, EPROM ჩიპები ჩასმულია ფანჯრის გარეშე (EPROM ვერსია ერთჯერადი პროგრამირებით). ხარჯების შემცირების გამო, EPROM ვერსიები ხშირად გამოიყენება ნიღბებით პროგრამირებადი ROM-ების ნაცვლად.

რეპროგრამირებადი მეხსიერება ელექტრული წაშლით.

როგორც მეხსიერების ელემენტი ელექტრული წაშლით (Electrically Erasable Pro grammable ROM - EEPROM ან E2 PROM), გამოიყენება MNOS სტრუქტურის ტრანზისტორი (ლითონი, სილიკონის ნიტრიდი, სილიციუმის ოქსიდი, ნახევარგამტარი), რის გამოც ROM-ს აქვს შედარებით დაბალი ღირებულება. (EPROM-თან მიმართებაში) და იძლევა მაქსიმალური რაოდენობის წაშლის/პროგრამირების ციკლების 10 4 -10 6 . გარდა ამისა, EEPROM მეხსიერების პროგრამირების ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ განახორციელოთ ბაიტის წაშლადა ბაიტის პროგრამირება,კონტროლერის დაფიდან ამოღების გარეშე, რაც საშუალებას გაძლევთ პერიოდულად განაახლოთ იგი პროგრამული უზრუნველყოფა.

მიუხედავად ამ უპირატესობებისა, ამ ტიპის მეხსიერება არ არის ფართოდ გამოყენებული პროგრამების შესანახად ორი მიზეზის გამო:

● EEPROM-ებს აქვთ შეზღუდული სიმძლავრე;

● გამოჩნდა FLASH ტიპის ROM-ები, რომლებსაც აქვთ მსგავსი მომხმარებლის მახასიათებლები, მაგრამ უფრო დაბალ ფასად.

Ფლეშ - მეხსიერება.

ელექტრული პროგრამირებადი და ელექტრული წაშლა FLASH მეხსიერება (FLASH ROM) შეიქმნა, როგორც ალტერნატივა იაფი მაღალი ტევადობის ერთჯერადი პროგრამირებადი ROM-ებსა და ძვირადღირებულ EEPROM ROM-ებს შორის. მცირე ტევადობა. FLASH მეხსიერება (როგორც EEPROM) ინარჩუნებდა განმეორებით წაშლისა და დაპროგრამების უნარს.

ROM სქემიდან ამოღებულ იქნა თითოეული უჯრედის მისამართების ტრანზისტორი, რაც, ერთი მხრივ, შეუძლებელს ხდიდა მეხსიერების თითოეული ბიტის ცალ-ცალკე დაპროგრამებას, მეორე მხრივ კი მეხსიერების რაოდენობის გაზრდას. ამიტომ, FLASH მეხსიერება წაშლილია და დაპროგრამებულია გვერდები ან ბლოკები.

ამრიგად, ფუნქციურად FLASH-მეხსიერება ცოტათი განსხვავდება EEPROM-ისგან. მთავარი განსხვავება ჩაწერილი ინფორმაციის წაშლის მეთოდშია: თუ EEPROM-მეხსიერების წაშლა ხდება ცალ-ცალკე თითოეული უჯრედისთვის, მაშინ FLASH- მეხსიერებაში - მთლიან ბლოკებში. მიკროკონტროლერებში EEPROM მეხსიერებით, აუცილებელია პროგრამის ცალკეული განყოფილებების შეცვლა მთელი მოწყობილობის გადაპროგრამების საჭიროების გარეშე.

ამჟამად, MCU-ები FLASH-ით იწყებენ MCU-ების ჩანაცვლებას ერთჯერადი პროგრამირებადი (და თუნდაც ნიღბიანი) ROM-ით.

ROM პროგრამირება.

გაითვალისწინეთ, რომ Mask ROM მეხსიერება დაპროგრამებულია მხოლოდ ქარხანაში MK-ის დამზადების დროს. OTPROM და EPROM მეხსიერების ტიპები უზრუნველყოფს დეველოპერს პროგრამირების შესაძლებლობებს პროგრამისტის და გამაძლიერებელი ძაბვის წყაროს გამოყენებით, რომლებიც დაკავშირებულია MK-ის შესაბამის გამომავალებთან.

EEPROM და FLASH მეხსიერება ეხება გადაპროგრამირებადი, ან რეპროგრამირებადიმეხსიერება. წაშლისთვის/პროგრამისთვის საჭირო გაზრდილი სიმძლავრე იქმნება თანამედროვე კონტროლერების EEPROM და FLASH მეხსიერების მოდულებში, ჩაშენებული ძაბვის გამაძლიერებელი სქემების გამოყენებით, ე.წ. ტუმბოს გენერატორები.განხორციელების წყალობით პროგრამის კონტროლიტუმბოს გენერატორის ჩართვით და გამორთვით, პრინციპში შესაძლებელი გახდა FLASH და EEPROM მეხსიერების უჯრედების დაპროგრამება ან წაშლა, როგორც შემუშავებული სისტემის ნაწილი. პროგრამირების ამ ტექნიკას ე.წ პროგრამირება სისტემაში(სისტემის პროგრამირებაში - ISP).

მას არ სჭირდება სპეციალური აღჭურვილობა (პროგრამისტები), რაც ამცირებს პროგრამირების ხარჯებს. ISP მეხსიერების მიკროკონტროლერების დაპროგრამება შესაძლებელია საბოლოო პროდუქტის დაფაზე დამონტაჟების შემდეგ.

მოდით განვიხილოთ, თუ როგორ ხორციელდება (და გამოიყენება) EEPROM-მეხსიერების დაპროგრამების შესაძლებლობა აპლიკაციის პროგრამის კონტროლის ქვეშ. თუ პროგრამა პროგრამირების ალგორითმით ინახება ცალკე მეხსიერების მოდულში ნომინალური მიწოდების ძაბვით, ხოლო EEPROM მეხსიერება უზრუნველყოფილია ტუმბოს გენერატორებით, მაშინ შეიძლება შესრულდეს EEPROM მეხსიერების ISP პროგრამირება. ეს გარემოება ხდის EEPROM მეხსიერებას იდეალურ არასტაბილურ შესანახ მოწყობილობად მომხმარებლის პარამეტრების შესანახად, რომლებიც შეიცვალა პროდუქტის მუშაობის დროს. ამის მაგალითია თანამედროვე ტელევიზორი, რომლის არხის პარამეტრები ინახება დენის გამორთვისას.

მაშასადამე, 8-ბიტიანი MK-ების რეზიდენტური მეხსიერების გაუმჯობესების ერთ-ერთი ტენდენცია იყო MK ჩიპზე ორი არასტაბილური მეხსიერების მოდულის ინტეგრირება: FLASH (ან OTP) - პროგრამების შესანახად და EEPROM - რეპროგრამირებადი მუდმივების შესანახად.

განვიხილოთ ტექნოლოგია (ხელახლა) FLASH პროგრამირება- მეხსიერება ჩაშენებული ტუმბოს გენერატორით, რომელსაც აკონტროლებს აპლიკაციის პროგრამა. პირველ რიგში, აღვნიშნავთ ორ ფაქტს:

● თუ EEPROM მეხსიერება ჩაშენებულია MK-ში რეპროგრამირებადი მუდმივების შესანახად, მაშინ მზა პროდუქტის მუშაობის დროს FLASH მეხსიერების რამდენიმე ბიტი პროგრამირებას აზრი არ აქვს. საჭიროების შემთხვევაში, უმჯობესია დაუყოვნებლივ გამოიყენოთ რეპროგრამირების რეჟიმი;

● არ უნდა შეინახოთ FLASH მეხსიერების პროგრამირების პროგრამა თავად FLASH მეხსიერებაში, რადგან პროგრამირების რეჟიმში გადართვა შეუძლებელს გახდის მის შემდგომ წაკითხვას. პროგრამირების პროგრამა უნდა განთავსდეს მეხსიერების სხვა მოდულში.

სისტემაში პროგრამირების ტექნოლოგიის დასანერგად არჩეულია ერთ-ერთი MC სერიული პორტი, რომელსაც ემსახურება სპეციალური კომუნიკაციის მონიტორინგის პროგრამა,მდებარეობს რეზიდენტ ნიღბში ROM MK. სერიული პორტის მეშვეობით პერსონალური კომპიუტერიიტვირთება პროგრამა RAM-ში პროგრამირებადა გამოყენებითიპროგრამა, რომელიც შემდეგ ინახება FLASH მეხსიერებაში. ვინაიდან MK-ის რეზიდენტ RAM-ს აქვს მცირე რაოდენობა, აპლიკაციის პროგრამა იტვირთება ცალკეულ ბლოკებში (ნაწილებში). თუ მეხსიერების ნიღბის მოდული პროგრამირების პროგრამით დაინსტალირებულია MCU-ში, მხოლოდ აპლიკაციის პროგრამა იტვირთება RAM-ში.

მიკროკონტროლერები, რომლებიც ახორციელებენ პროგრამირების ტექნოლოგიას სისტემაში, ხშირად მოიცავს ოთხიმეხსიერების ტიპი:

FLASH - პროგრამის მეხსიერება, Mask ROM - საკომუნიკაციო მონიტორის მეხსიერება, EEPROM - მეხსიერება ცვლადი მუდმივების და შუალედური მონაცემთა RAM-ის შესანახად.

სისტემაში პროგრამირების ტექნოლოგია ახლა უფრო მეტად გამოიყენება აპლიკაციის პროგრამების შესატანად მიკროკონტროლერებში, რომლებიც მდებარეობს საბოლოო პროდუქტის დაფაზე. მისი ღირსება- პროგრამისტის ნაკლებობა და პროგრამირების მაღალი საიმედოობა, MK-ის მითითებული შიდა რეჟიმების სტაბილურობის გამო.

მაგალითად, წარმოგიდგენთ MC HC08 ოჯახის რეზიდენტური FLASH მეხსიერების ინდიკატორებს Motorola-სგან:

● წაშლის/პროგრამირების ციკლების გარანტირებული რაოდენობა - 10 5 ;

● ჩაწერილი ინფორმაციის შენახვის გარანტირებული დრო - 10 წელი, რაც პრაქტიკულად პროდუქტის სასიცოცხლო ციკლია; FLASH-მეხსიერების მოდულები მუშაობს და დაპროგრამებულია MK მიწოდების ძაბვაზე 1,8-დან 2,7 ვ-მდე;

● პროგრამირების ექვივალენტური დრო 1 ბაიტი მეხსიერებისთვის არის 60 μs.

მონაცემთა მეხსიერება.

გამოიყენება როგორც რეზიდენტი მონაცემთა მეხსიერება სტატიკურიშემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (RAM), რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ საათის სიხშირე თვითნებურად მცირე მნიშვნელობებამდე. RAM უჯრედების შიგთავსი (დინამიური მეხსიერებისგან განსხვავებით) ინახება ნულოვანი სიხშირით. სტატიკური ოპერატიული მეხსიერების კიდევ ერთი მახასიათებელია მიწოდების ძაბვის შემცირების შესაძლებლობა გარკვეულ მინიმალურ დასაშვებ დონეზე, რომლის დროსაც მიკროკონტროლერის მართვის პროგრამა არ არის შესრულებული, მაგრამ ინახება RAM-ში არსებული შიგთავსი.

შენახვის დონეს აქვს ერთი ვოლტის რიგის მნიშვნელობა, რაც საშუალებას იძლევა, საჭიროების შემთხვევაში, გადაიტანოს MK ენერგიაზე ავტონომიური წყაროდან (ბატარეა ან აკუმულატორი) მონაცემების შესანახად. ზოგიერთ MK-ს (მაგალითად, Dallas Semiconductor-ის DS5000) აქვს ავტონომიური კვების წყარო, რაც გარანტიას იძლევა მონაცემთა RAM-ში 10 წლის განმავლობაში შენარჩუნებას.

მიკროკონტროლერების დამახასიათებელი თვისებაა შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების (RAM) შედარებით მცირე რაოდენობა (ასობით ბაიტი), რომელიც გამოიყენება ცვლადების შესანახად. ეს შეიძლება აიხსნას რამდენიმე ფაქტორით:

● MC ტექნიკის გამარტივებისკენ სწრაფვა;

● გარკვეული წესების გამოყენება პროგრამების დაწერისას, რომლებიც მიზნად ისახავს RAM მეხსიერების რაოდენობის შემცირებას (მაგალითად, მუდმივები არ ინახება ცვლადებად);

● მეხსიერების რესურსების ისე განაწილება, რომ RAM-ში მონაცემების განთავსების ნაცვლად, მაქსიმალურად გამოიყენოს აპარატურა (ტაიმერები, ინდექსის რეგისტრები და ა.შ.);

● აპლიკაციის პროგრამების ორიენტაცია სამუშაოზე დიდი მონაცემთა მასივების გამოყენების გარეშე.

დასტის მახასიათებლები.

მიკროკონტროლერებში, ოპერატიული მეხსიერების ნაწილი, ე.წ დასტის.ამ ოპერაციების დროს შეინახება პროგრამის მრიცხველის შინაარსი და ძირითადი რეგისტრები (აკუმულატორი, სტატუსის რეგისტრი, ინდექსი და სხვა რეგისტრები) და აღდგება მთავარ პროგრამაში დაბრუნებისას. შეგახსენებთ, რომ სტეკი მუშაობს პრინციპის მიხედვით: ბოლო შემოსული - პირველი გარეთ(Last In, First Out-LIFO).

პრინსტონის არქიტექტურაში, ოპერატიული მეხსიერება გამოიყენება მრავალი აპარატურის ფუნქციის განსახორციელებლად, მათ შორის სტეკის ფუნქციების ჩათვლით. მეხსიერების მისამართების სივრცეში გამოყოფილია ცალკეული არეები ბრძანებებისთვის, ზოგადი დანიშნულების რეგისტრებისთვის, სპეციალური ფუნქციების რეგისტრებისთვის და ა.შ.

ჰარვარდის მიკროპროცესორებს შეუძლიათ პარალელურად (ერთდროულად) მიმართონ პროგრამის მეხსიერებას, მონაცემთა მეხსიერებას (მათ შორის I/O სივრცის ჩათვლით).

მაგალითად, როდესაც CALL ქვეპროგრამის ინსტრუქცია გააქტიურებულია, რამდენიმე მოქმედება ერთდროულად შესრულდება.

პრინსტონის არქიტექტურაში, როდესაც შესრულებულია CALL ინსტრუქცია, შემდეგი ინსტრუქცია მიიღება მხოლოდ მას შემდეგ, რაც პროგრამის მრიცხველის შიგთავსი გადადის სტეკზე.

ორივე არქიტექტურის მიკროკონტროლერებში ოპერატიული მეხსიერების მცირე სიმძლავრის გამო, პროგრამის შესრულებისას შეიძლება წარმოიშვას პრობლემები:

● თუ გამოყოფილია ცალკე სტეკი, მაშინ მისი შევსების შემდეგ, სტეკის მაჩვენებლის შიგთავსი ციკლურად იცვლება, რის შედეგადაც სტეკის მაჩვენებელი იწყებს ადრე შევსებულ სტეკის უჯრედზე მითითებას. ამიტომ, ძალიან ბევრი CALL ინსტრუქციის შემდეგ, დასტაზე იქნება არასწორი დაბრუნების მისამართი, რომელიც დაიწერა სწორი მისამართის ნაცვლად;

● თუ მიკროპროცესორი იყენებს საერთო მეხსიერების არეალს მონაცემებისა და დასტას დასაბინავებლად, მაშინ სტეკის გადადინება გადაწერს მონაცემებს. განვიხილოთ სტეკზე რეგისტრების შიგთავსის შენახვის მახასიათებლები სტეკზე ჩატვირთვის (PUSH) და სტეკიდან ამოღების (POP) ინსტრუქციების არარსებობის გამო. ასეთ მიკროკონტროლერებში PUSH და POP ინსტრუქციების ნაცვლად გამოიყენება ორი ინსტრუქცია და ინდექსის რეგისტრი, რომელიც ცალსახად მიუთითებს სტეკის ზონაზე. ინსტრუქციების თანმიმდევრობა უნდა იყოს ისეთი, რომ პირველ და მეორე ინსტრუქციას შორის შეფერხება არ გამოიწვიოს მონაცემთა დაკარგვა. ქვემოთ მოცემულია PUSH და POP ბრძანებების სიმულაცია, მითითებული მოთხოვნის გათვალისწინებით.

ბიძგი ; მონაცემების ჩატვირთვა სტეკის შემცირების ინდექსზე; გადატანა შემდეგ დასტაზე მდებარეობა გადაადგილება [ინდექსი], ტუზი; შეინახეთ აკუმულატორის შიგთავსი სტეკის POP-ზე; პოპ მონაცემები სტეკის გადაადგილების ტუზიდან, ; ჩასვით სტეკის მნიშვნელობა აკუმულატორის გაზრდის ინდექსში; გადადით წინა დასტის უჯრედზე

თუ პროგრამა წყდება პირველი ინსტრუქციის შემდეგ, შეწყვეტის დამუშავების შემდეგ სტეკის შიგთავსი არ დაიკარგება.

მეხსიერების რეგისტრაცია.

მიკროკონტროლერებს (როგორც კომპიუტერული სისტემების) აქვთ მრავალი რეგისტრი, რომლებიც გამოიყენება მენეჯმენტისთვისსხვადასხვა შიდა კვანძები და გარე მოწყობილობები. Ესენი მოიცავს:

● რეგისტრირებს პროცესორის ბირთვი(ბატარეა, სტატუსის რეგისტრები, ინდექსის რეგისტრები);

● რეგისტრირებს მენეჯმენტი(შეწყვეტის კონტროლის რეგისტრები, ტაიმერის კონტროლის რეგისტრები);

● მონაცემთა შეყვანა/გამომავალი რეგისტრები (მონაცემთა რეგისტრები და პარალელური, სერიული ან ანალოგური შეყვანის/გამოსვლის საკონტროლო რეგისტრები).

მისამართების სივრცეში რეგისტრების განთავსების წესის მიხედვით შეგვიძლია განვასხვავოთ:

● მიკროკონტროლერები, რომლებშიც ყველა რეგისტრი და მონაცემთა მეხსიერებაა განთავსებული ერთიმისამართის სივრცე, ანუ რეგისტრები შეესაბამება მონაცემთა მეხსიერებას. ამ შემთხვევაში, I/O მოწყობილობები იწერება მეხსიერებაში;

● მიკროკონტროლერები, რომლებშიც შემავალი/გამომავალი მოწყობილობები გამოეყომეხსიერების მთლიანი მისამართის სივრციდან. I/O რეგისტრების ცალკე მისამართების სივრცეში განთავსების მეთოდის მთავარი უპირატესობა არის ის, რომ ამარტივებს პროგრამის მეხსიერებისა და მონაცემების საერთო ავტობუსთან დაკავშირების სქემას. ცალკე I/O სივრცე დამატებით სარგებელს აძლევს ჰარვარდის არქიტექტურის პროცესორებს, რაც საშუალებას აძლევს ინსტრუქციას წაიკითხოს I/O რეესტრზე წვდომის დროს.

რეგისტრების წვდომა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს მათ შესრულებაზე. RISC არქიტექტურის მქონე პროცესორებში ყველა რეგისტრი (ხშირად აკუმულატორი) განლაგებულია აშკარა მისამართებზე, რაც უზრუნველყოფს უფრო მეტ მოქნილობას პროცესორის მუშაობის ორგანიზებაში.

გარე მეხსიერების შესახებ.

იმ შემთხვევებში, როდესაც არ არის საკმარისი რეზიდენტული პროგრამის მეხსიერება და მონაცემთა მეხსიერება განვითარებული აპლიკაციებისთვის, დამატებითი გარე მეხსიერება დაკავშირებულია მიკროკონტროლერთან. ცნობილია ორიძირითადი გზები:

● კავშირი გარე მეხსიერებაავტობუსის ინტერფეისის გამოყენებით (როგორც მიკროპროცესორულ სისტემებში). ბევრ მიკროკონტროლერს აქვს სპეციალური აპარატურა ამ კავშირისთვის;

● მეხსიერების დაკავშირება შეყვან-გამომავალ მოწყობილობებთან.ამავდროულად, მეხსიერებაზე წვდომა ხდება ამ მოწყობილობების საშუალებით პროგრამული ინსტრუმენტები. ეს მეთოდი საშუალებას იძლევა მარტივი I/O მოწყობილობების გამოყენება რთული ავტობუსის ინტერფეისების განხორციელების გარეშე. მეთოდის არჩევანი დამოკიდებულია კონკრეტულ აპლიკაციაზე.

Ანოტაცია: განხილულია რეგისტრების, როგორც ელექტრონული მეხსიერების ელემენტების მოქმედების პრინციპი.

რეგისტრი არის IC ინტეგრაციის საშუალო ხარისხით, შექმნილია მრავალბიტიანი სიტყვის დასამახსოვრებლად და შესანახად.

რეგისტრაცია-ჩამკეტი

პროტოზოა რეგისტრაციაარის რამდენიმე ტრიგერის პარალელური კავშირი (ნახ. 8.1, ა). UGO რეგისტრ-ლაჩი ნაჩვენებია ნახ. 8.1, ბ. Თუ რეგისტრაციაფლიპ-ფლოპებზე აგებული, ე.წ რეგისტრაცია -"ჩამკეტი". როგორც წესი, ბუფერული გამაძლიერებლები და საკონტროლოები რეგისტრის IC-ის ნაწილია, მაგალითად, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 8.2, ა. აქ არის 8-ბიტიანი ფუნქციური დიაგრამა დ- ჩამკეტის რეგისტრი KR580IR82 სამი გამომავალი მდგომარეობით. მისი UGO ნაჩვენებია ნახ. 8.2, ბ.

ბრინჯი. 8.1.ოთხბიტიანი "ჩამკეტი" რეგისტრი პირდაპირი გამოსვლებით: a - ფუნქციური დიაგრამა; ბ - UGO

მესამე სახელმწიფო(პირველი ორი არის ლოგიკური 0 და ლოგიკური 1) არის IC-ის გამომავალი მდგომარეობა, რომელშიც ისინი გამორთულია როგორც დენის წყაროდან, ასევე საერთო წერტილიდან. ამ სახელმწიფოს სხვა სახელებია მაღალი წინააღმდეგობა, მაღალი წინაღობის მდგომარეობა, Z- მდგომარეობა[ , თან. 61 - 63; , თან. 68 - 70].

ეს მიღწეულია მესამე სახელმწიფოსპეციალური მიკროსქემის ხსნარი [, გვ. 117 - 118] ლოგიკური ელემენტების გამომავალ ნაწილში, როდესაც ლოგიკური ელემენტების გამომავალი ტრანზისტორები ჩაკეტილია და არ აწვდის არც მიწოდების ძაბვას და არც მიწის პოტენციალს (არა 0 და არა 1).

რეგისტრაცია KR580IR82 შედგება 8 ფუნქციური ბლოკისგან (ნახ. 8.2, ა). თითოეული მათგანი მოიცავს დ-ჩამრთველი ჩამწერი ბოლო კიდეზე და მძლავრი 3-მდგომარეობის გამომავალი კარიბჭე. STB- სტრობული შეყვანა, - გადაცემის ჩართვა - სიგნალი, რომელიც აკონტროლებს მესამე მდგომარეობას: თუ , მაშინ ინფორმაცია გადადის შეყვანიდან შესაბამის გამოსავალზე, თუ , ყველა გამომავალი გადადის მესამე მდგომარეობაში. როდესაც და IS მუშაობს ავტობუსის ფორმირების რეჟიმში - ინფორმაცია შეყვანიდან უცვლელად გადაეცემა გამოსავალს.

განაცხადის შეტანისას უკანა კიდეარის გადაცემული ინფორმაციის „ჩამოტვირთვა“ ტრიგერებში, ანუ ახსოვს რა იყო წარდგენის დროს . ნახვამდის, ბუფერო რეგისტრაციაშეინახავს ამ ინფორმაციას, მიუხედავად ინფორმაციისა დ- შეყვანები. წინა კიდის გამოყენებისას შენახვისას, გამოსავლების მდგომარეობა შეიცვლება შესაბამისი შეყვანის ცვლილების შესაბამისად. თუ , მაშინ ყველა გამომავალი გამაძლიერებელი გადადის მესამე მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში, შეყვანის მდგომარეობის მიუხედავად, ყველა გამომავალი რეგისტრაციაგადავიდა მესამე სახელმწიფოში.

რეგისტრის ყველა გამომავალს შეიძლება ჰქონდეს აქტიური ნულოვანი დონე, რომელიც ნაჩვენებია UGO-ზე ინვერსიული სიგნალებისა და გამომავალი აღნიშვნების სახით.

ბევრი ჯიშია რეგისტრებიმაგალითად, shift რეგისტრები [, თავი 8], რომლებშიც ფლიპ-ფლოპები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ისე, რომ ისინი თანმიმდევრულად გადასცემენ ინფორმაციას ერთი ფლიპ-ფლოპიდან მეორეზე [, გვ. 109 - 122], მაგრამ აქ ყურადღებას გავამახვილებთ ჩამკეტი და მისი გამოყენება.

მეხსიერების რეგისტრაცია

რეგისტრირებული მეხსიერება - რეგისტრის ფაილი - არის უკიდურესად შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (SRAM) - რამდენიმე რეგისტრის წრე, რომელიც შექმნილია რამდენიმე მრავალბიტიანი სიტყვის შესანახად.

ნახ. 8.3 გვიჩვენებს განხორციელების მაგალითს SOZU, რომელიც შედგება ოთხი 8-ბიტისაგან რეგისტრები(RG2-ისა და RG3-ის კავშირი არ არის ნაჩვენები, იგი ხორციელდება იმავე გზით). მოცემული SOZUაქვს ინფორმაციის მოცულობა 4x8 ბიტი - 4 სიტყვა 8 ბიტი, ან 4 ბაიტი. Აქ DI - მონაცემთა შეყვანა- მონაცემთა შეყვანის ავტობუსი, DO-მონაცემების გამომავალი- გამომავალი მონაცემთა ავტობუსი, WR- ჩაწერეთ სიგნალი SRAM-ზე, RD- სიგნალი ინფორმაციის წაკითხვისთვის SRAM, VSD - შიდა მონაცემთა ავტობუსიდან.

თითოეული რეგისტრაციააქვს ორნიშნა მისამართი, რომელიც მიეწოდება დეკოდერის შეყვანას. მაგალითად, ნახ. 8.3 რეგისტრაცია RG1 აქვს მისამართი , შემდეგი - (სურათზე არ არის ნაჩვენები), შემდეგი - (არ არის ნაჩვენები) და უკიდურესი მარჯვნივ რეგისტრაცია RG4 აქვს მისამართი.

თუ არის აქტიური ჩაწერის სიგნალი, დეკოდერი, მისამართის კოდის შესაბამისად, გასცემს ერთ-ერთს რეგისტრებიაქტიური სიგნალი, რომელზეც ინფორმაცია შეყვანის მონაცემთა ავტობუსიდან DIიწერება შერჩეულს რეგისტრაცია. ბოლო ზღვარზე, ინფორმაცია ამ რეგისტრაცია"ჩაკეტავს".

თუ, მაგალითად, on DIწარმოდგენილი ინფორმაცია და მისამართი რეგისტრაციაუდრის , მაშინ აქტიური სიგნალი დეკოდერის გამოსავალზე "3" გამოყენებული იქნება რეგისტრის RG4-ზე. ამ დროს დარჩენილ რეგისტრებს ექნებათ არააქტიური სიგნალის დონე, შესაბამისად, ინფორმაცია შეყვანის მონაცემთა ავტობუსიდან ჩაიწერება RG4-ზე, ხოლო ადრე ჩაწერილი ინფორმაცია შეინახება დარჩენილ რეესტრებში.

აქტიური წაკითხვის სიგნალით, რვავე მულტიპლექსერი გააქტიურებულია (პირველი, მეორე და მერვე ნაჩვენებია დიაგრამაზე, დანარჩენი დაკავშირებულია ანალოგიურად), რადგან აქტიური სიგნალი გამოიყენება მათ ჩართვის შეყვანებზე. შესაბამისად მისამართის დეკოდერი, მულტიპლექსატორები ცვლიან ინფორმაციას შერჩეული რეგისტრიდან გამომავალი მონაცემთა ავტობუსზე. მაგალითად, რეესტრის მისამართი არის . შემდეგ ყველა მულტიპლექსერზე იქნება, ისინი ყველა იწყებენ ინფორმაციის შერჩევას მისამართის შესაბამისად. ამიტომ გამომავალი ავტობუსზე ᲙᲔᲗᲔᲑᲐშიდა ავტობუსის ბიტი ნომრებით 25 - პირველი მულტიპლექსერიდან, 26 - მეორედან, 27 - მესამედან, 28 - მეოთხედან, 29 - მეხუთედან, 30 - მეექვსედან, 31 - მეშვიდედან და 32 - მერვე მულტიპლექსერიდან გადაეცემა. ამრიგად, ინფორმაცია, რომელიც არის შინაარსის ასლი რეგისტრაცია RG 4 მისამართით გადადის გამომავალი მონაცემთა ავტობუსში DO - მულტიპლექსერის გამომავალი უცვლელი მდგომარეობა.

არსებობს შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების ორი ძირითადი ტიპი (RAM); ეს არის ბუფერული მეხსიერება - ან რეგისტრირებული მეხსიერება - და არაბუფერული მეხსიერება. არაბუფერული მეხსიერება უფრო სწრაფი და ხშირად გაცილებით იაფია, ვიდრე ბუფერული მეხსიერება. ამრიგად, ეს არის მოდულის ტიპი, რომელიც გვხვდება თითქმის ყველა სახლის დესკტოპ და ლეპტოპ კომპიუტერში. ბუფერული მეხსიერება უფრო ძვირია, ვიდრე არაბუფერული ტიპი და ასევე უფრო ნელია იმის გამო, თუ როგორ ამუშავებს მონაცემთა შენახვას და მოძიებას.
თუმცა, ბუფერული მეხსიერება ბევრად უფრო სტაბილურია, ვიდრე არაბუფერული ფორმები, ამიტომ იგი ძირითადად გამოიყენება მთავარ კომპიუტერებსა და სერვერებში.

არაბუფერული მეხსიერება არის კომპიუტერული მეხსიერების მოდულის ყველაზე გავრცელებული ფორმა, რომელიც გვხვდება ყოველდღიურ გამოყენებაში. ამ მეხსიერების მოდულების წარმოება იაფია ბუფერულ მეხსიერების მოდულებთან შედარებით, ნაწილობრივ მათი საერთო გამოყენების გამო სახლისა და კომერციულ კომპიუტერებში და ასევე იმის გამო, რომ ისინი ნაკლებად იყენებენ. აპარატურა. არაბუფერულ მეხსიერების მოდულს არ აქვს ჩაშენებული აპარატურა, რომელიც მოქმედებს როგორც რეგისტრი ინსტრუქციებისთვის RAM ჩიპსა და კომპიუტერის მეხსიერების კონტროლერს შორის. ეს იწვევს უფრო სწრაფ შესრულებას, მაგრამ ზრდის მეხსიერების დაკარგვის რისკს ინფორმაციის განთავსებისა და მოპოვების შემთხვევითი ხასიათის გამო, განსაკუთრებით ინტენსიური აქტივობის პერიოდში.

ყველაზე ხშირად მოხსენიებული, როგორც რეგისტრირებული მეხსიერება, არის ბუფერული მეხსიერება. არაბუფერულმა მეხსიერებამ, უცნაურად საკმარისი, შეინარჩუნა თავისი სახელი და არ შეცვლილა დაურეგისტრირებელი მეხსიერებით. ბუფერული მეხსიერება განსხვავდება არაბუფერული ტიპისგან იმით, რომ მას აქვს აპარატურის რეგისტრი, რომელიც ინახავს ინფორმაციას ქეში მეხსიერების ჩიპის ერთი ციკლისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ოპერაციამ შეიძლება გამოიწვიოს მეხსიერების უფრო ნელი ჩიპი, ის უზრუნველყოფს დამატებით სტაბილურობას და ამცირებს მეხსიერების შეცდომების რისკს.

ზოგადად სამომხმარებლო გამოყენებისას, სიჩქარის სხვაობა მეხსიერების ორ ტიპს შორის უმნიშვნელოა. ინფორმაციის ინტენსიური გაცვლის პერიოდში ჩნდება ლატენტურობა, რაც შეინიშნება რეესტრის გამოყენებით. ბუფერული მეხსიერება ჩვეულებრივ გამოიყენება სერვერულ კომპიუტერებში და მთავარ სისტემებში, რათა უზრუნველყოს სტაბილურობა და დაცვა დაზიანებისგან, რომელიც შეიძლება მოხდეს არაბუფერულ მოდულებში, როდესაც ისინი ექვემდებარებიან მუდმივ მძიმე გამოყენებას. მიუხედავად იმისა, რომ ბუფერული მოდულები უფრო ძვირია და ზოგადად უფრო ნელა მუშაობს, მეხსიერების სტაბილურობა და მონაცემთა უსაფრთხოება უფრო მეტად ანაზღაურებს მას წარმოების გარემოში.