Микропроцессордың құрылымы Басқару құрылғысы Басқару құрылғысыфункционалдық жағынан ең күрделі ДК құрылғысы болып табылады. Ол нұсқаулық код шиналары арқылы машинаның барлық блоктарына келетін басқару сигналдарын жасайды. Басқару блогының оңайлатылған функционалдық диаграммасы суретте көрсетілген. 4.5. Мұнда ұсынылған: сурет. 4.5.Басқару құрылғысының үлкейтілген функционалды схемасыКомандалық регистр – команда коды сақталатын сақтау регистрі: орындалатын операцияның коды және операцияға қатысатын операндтардың адрестері. Командалық регистр МП интерфейстік бөлігінде, командалық регистр блогында орналасқан.Операциялық декодер – командалар регистрінен алынған операциялық кодқа (OPC) сәйкес оның көптеген шығыстарының бірін таңдайтын логикалық блок.Микробағдарлама тек оқуға арналған жады – өз ұяшықтарында ДК блоктарында ақпаратты өңдеу операцияларын орындауға қажетті басқару сигналдарын (импульстерін) сақтайды. Жұмыс кодына сәйкес операциялық декодер таңдаған импульс ROM микробағдарламасынан басқару сигналдарының қажетті тізбегін оқиды.Мекенжай генерациялау түйіні (МП интерфейс бөлігінде орналасқан) – командалар регистрінен және MPP регистрлерінен келетін мәліметтерді пайдалана отырып, жад ұяшығының (тізілімінің) толық мекенжайын есептейтін құрылғы.Деректер, мекенжай және нұсқаулық код шиналары

• – микропроцессордың ішкі интерфейстік шинасы бөлігі. Жалпы, басқару блогы келесі негізгі процедураларды орындау үшін басқару сигналдарын жасайды:
• жедел жады ұяшықтарынан келесі командалық кодты алу және командалар регистріне оқу командасын қабылдау;
• таңдалған команданың операциялық кодын және сипаттамаларын ашу;
• машинаның барлық блоктарында берілген операцияны орындау тәртібін анықтайтын шифрдан шығарылған операциялық кодқа сәйкес келетін микробағдарлама ROM ұяшықтарынан басқару сигналдарын (импульстерін) оқу және осы блоктарға басқару сигналдарын жіберу;
• командалар регистрінен оқу және MPP есептеулерге қатысатын операндтардың (сандардың) жеке құрамдас адрестерін тіркейді және операндтардың толық адрестерін қалыптастырады;
• операндтарды алу (генерацияланған мекенжайлар бойынша) және осы операндтарды өңдеудің берілген операциясын орындау;
• операцияның нәтижелерін жадыға жазу;
• келесі бағдарлама командасының адресін қалыптастыру.

Арифметикалық логикалық бірлікарифметикалық және логикалық ақпаратты түрлендіру операцияларын орындауға арналған.
Функционалды түрде ALU (4.6-сурет) әдетте екі регистрден, сумматордан және басқару схемаларынан (жергілікті басқару құрылғысы) тұрады. Күріш. 4.6 ALU функционалдық диаграммасыҚосқыш – оның кірісінде алынған екілік кодтарды қосу процедурасын орындайтын есептеу схемасы; Қосындылауыш қос машина сөзінің сыйымдылығына ие.Тіркеулер - әртүрлі ұзындықтағы жоғары жылдамдықты жады ұяшықтары: регистр 1 (Rg1) қос сөз сыйымдылығына, ал 2 регистр (Rg2) сөз сыйымдылығына ие.Амалдарды орындау кезінде операцияға қатысатын бірінші сан Pr1-ге қойылады, ал операция аяқталғаннан кейін нәтиже қойылады; Pr2-де – операцияға қатысатын екінші сан (операция аяқталғаннан кейін ондағы ақпарат өзгермейді). 1-регистр кодтық деректер шиналарынан ақпаратты қабылдай алады және оларға ақпаратты шығара алады, 2-регистр тек осы шиналардан ақпаратты алады. Басқару тізбектеріБасқару құрылғысынан басқару сигналдарын командалық код шиналары арқылы қабылдау және оларды регистрлер мен ALU сумматорының жұмысын басқару үшін сигналдарға түрлендіру. ALU арифметикалық амалдарды орындайды (+, -, *, :) тек бойынша- сыйымдылығы аз, бірақ өте жоғары жылдамдықты жады (MPP-ге қол жеткізу уақыты, яғни осы жадтан ақпаратты іздеу, жазу немесе оқу үшін қажет уақыт наносекундтармен өлшенеді - микросекундтың мыңнан бір бөлігі). Ол есептеулерге қатысатын машинаның жұмысының келесі циклдері кезінде тікелей ақпаратты қысқа мерзімді сақтауға, жазуға және шығаруға арналған; MPP машинаның жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету үшін қолданылады, өйткені негізгі жад әрқашан қажетті ақпаратты жазу, іздеу және оқу жылдамдығын қамтамасыз ете бермейді.тиімді жұмыс жоғары жылдамдықты микропроцессор.Микропроцессорлық жады жоғары жылдамдықтан тұрады тіркеледікем дегенде машина сөзінің аздап тереңдігімен. Әртүрлі микропроцессорлардағы регистрлердің саны мен ені әртүрлі: MP 8086 үшін екі байтты 14 регистрден Pentium MP үшін әртүрлі ұзындықтағы бірнеше ондаған регистрлерге дейін. Микропроцессорлық регистрлержалпы мақсаттағы және арнайы регистрлер болып бөлінеді. Арнайы регистрлерәртүрлі адрестерді (мысалы, командалық адрестер), операциялар нәтижелерінің белгілерін және ДК жұмыс режимдерін (мысалы, жалауша регистр) сақтау үшін қолданылады. Жалпы мақсаттағы регистрлерәмбебап болып табылады және кез келген ақпаратты сақтау үшін пайдалануға болады, бірақ олардың кейбіреулері бірқатар процедураларды орындау кезінде де қолданылуы керек. Микропроцессордың интерфейстік бөлігі Микропроцессордың интерфейстік бөлігі микропроцессорды ДК жүйелік шинасымен байланыстыруға және үйлестіруге, сонымен қатар орындалатын программаның командаларын қабылдауға және алдын ала талдауға және операндтар мен командалардың толық адрестерін генерациялауға арналған.Олар сондай-ақ алмасуға болатын ақпараттың үлкен көлемін сақтау үшін негізгі жадты пайдаланады. Көптеген стандартты құрылғыларда (HDD, HDD, пернетақта, принтер, сопроцессор және т.б.) оларға тұрақты түрде бекітілген енгізу-шығару порттары болады. Автобус пен портты басқару схемасыкелесі функцияларды орындайды:

• порт адресін және ол үшін басқару ақпаратын генерациялау (портты қабылдауға немесе жіберуге ауыстыру және т.б.);
• порттан бақылау ақпаратын, порттың дайындығы және оның жай-күйі туралы ақпаратты алу;
• енгізу/шығару құрылғысының порты мен МП арасында мәліметтерді тасымалдау үшін жүйелік интерфейсте түпкілікті арнаны ұйымдастыру.

Шина мен портты басқару схемасы порттармен байланысу үшін нұсқаулықты, мекенжайды және деректер кодының шиналарын пайдаланады. жүйелік автобус: Портқа қатынасу кезінде МП CSA арқылы сигнал жібереді, ол CSA мекенжайындағы мекенжай порт мекенжайы екенін барлық енгізу/шығару құрылғыларына хабарлайды, содан кейін порт мекенжайының өзін жібереді. Порт мекенжайы сәйкес келетін құрылғы дайын деп жауап береді, содан кейін деректер CAS арқылы алмасады.

Тек оқуға арналған жад немесе тек оқуға арналған жад (ROM немесе ROM, ағылшын) Компьютерді жүктеуге және оның құрамдастарын тексеруге арналған бағдарламаларды сақтауға қызмет етеді. Тек оқу үшін пайдаланылады. Ол тұрақты емес, яғни ондағы жазылған ақпарат компьютер өшірілгеннен кейін өзгермейді.

· Қол жеткізу түрі бойынша:

· Параллельді қолжетімділікпен (параллель режимі немесе кездейсоқ қатынас): мұндай ROM-ға жүйеде жедел жадының мекенжай кеңістігінде қол жеткізуге болады. Мысалы, K573RF5;

· Тізбекті қол жеткізумен: мұндай ROM жиі константаларды немесе микробағдарламаларды процессорға немесе FPGA-ға бір реттік жүктеу үшін пайдаланылады, теледидар арнасының параметрлерін сақтау үшін қолданылады және т.б. Мысалы, 93C46, AT17LV512A.

· Микросұлбаларды бағдарламалау әдісі бойынша (оларға микробағдарлама жазу):

· Бағдарламаланбайтын ROM дискілері;

· Арнайы құрылғы – ROM программист көмегімен ғана бағдарламаланған ROM-лар (бір рет және бірнеше рет жыпылықтайды). Бағдарламалаушыны пайдалану, атап айтқанда, арнайы терминалдарға стандартты емес және салыстырмалы түрде жоғары кернеулерді (+/- 27 В дейін) беру үшін қажет.

· In-circuit (re) programmable ROMs (ISP, in-system programming) – мұндай микросұлбалар барлық қажетті жоғары кернеулердің генераторының ішінде болады және оларды бағдарламалаушысыз және тіпті дәнекерлеусіз қайта жарқылдауға болады. баспа схемасы, бағдарламалық түрде.

Техникалық құрылғыны басқаруға арналған микробағдарлама жиі тұрақты жадқа жазылады: теледидар, ұялы телефон, әртүрлі контроллерлер немесе компьютер (BIOS немесе SPARC машиналарындағы OpenBoot).

ЖЖҚ тағайындалуы және сипаттамалары.

Жедел Жадтау Құрылғысы, немесе жедел жады (RAM) немесе RAM, ағылшын) Олпроцессордың өңдеу операциялары кезінде өзгеретін ақпаратты сақтауға арналған. Ақпаратты оқу және жазу үшін қолданылады. Ол өзгермелі, яғни барлық ақпарат осы жадта компьютер қосылған кезде ғана сақталады.

Физикалық тұрғыдан жедел жады типті сақтау құрылғысын құру үшін динамикалық және статикалық жад микросхемалары қолданылады, олар үшін ақпараттың біразын үнемдеу электр зарядын үнемдеуді білдіреді (бұл барлық жедел жадтың құбылмалылығын түсіндіреді, яғни барлық сақталған ақпараттың жоғалуын түсіндіреді. ол компьютер өшірілгенде).

Компьютердің жедел жады элементтерде физикалық түрде орындалады динамикалық жедел жады, және салыстырмалы түрде жылдам микропроцессормен салыстырмалы түрде баяу құрылғылардың жұмысын үйлестіру үшін (біздің жағдайда динамикалық жедел жады) олар ұяшықтардан құрастырылған функционалды түрде жобаланған кэш жадын пайдаланады. статикалық жедел жад. Осылайша, компьютерлерде жедел жадтың екі түрі де бір уақытта болады. Физикалық сыртқы кэш жадысонымен қатар тақталардағы сәйкес ұяшықтарға салынған микросұлбалар түрінде жүзеге асырылады. аналық плата.

ДК-нің негізгі элементтері.

Құрылымдық жағынан ДК орталық жүйелі блок түрінде жасалады, оған сыртқы құрылғылар қосқыштар – түйіспелер арқылы қосылады: қосымша жады блоктары, пернетақта, дисплей, принтер және т.б.

Жүйелік блокәдетте қамтиды жүйелік тақта, қуат көзі, диск жетектері, қосқыштар қосымша құрылғыларжәне контроллері бар кеңейту тақталары - сыртқы құрылғыларға арналған адаптерлер.

ROM. Құрылыс принциптері және

ROM чиптері (тек оқуға арналған жад, ROM - тек оқуға арналған жад

Тек оқуға арналған жад) ақпаратты оқуға арналған (тұрақты емес) бір реттік бағдарламаланатын жад құрылғысы.
ROM бірнеше түрлері бар:
ROM (тек оқуға арналған жад, тек оқуға арналған жад, ROM). Олар мультиплексорлар немесе маска құрылымы арқылы құрастырылады (төменде қараңыз). Өндіріс кезінде зауытта бағдарламаланған. Қайта бағдарламалау мүмкін емес.
PROM (бағдарламаланатын ROM, бағдарламаланатын ROM, PROM). Бағдарламалау элементтері ретінде арнайы секіргіштер қолданылады. Бағдарламалау секіргішті жоюдан немесе жасаудан тұрады. Бұл сонымен қатар бір реттік әрекет, бірақ ROM-дан айырмашылығы, оны үйде де жасауға болады.
EPROM (Erasable PROM, Erasable PROM, EPROM). Тарихи түрде бұл бірінші қайта бағдарламаланатын ROM болды. Технология қалқымалы транзисторларды қолдануға негізделген. EPROM негізіндегі ROM дискілері әсер еткенде ескі конфигурацияны өшіруді талап етеді
ультракүлгін сәулелену (УК) құрылғылардан IC жоюмен және УК сәулелену әсерінен материал қасиеттерінің нашарлауына байланысты бағдарламалау циклдерінің шектеулі санына ие.
EEPROM (электрлік өшірілетін PROM, электрлік өшірілетін PROM, ES-PROM). EPROM электрлік сигналдар арқылы тазартылады. Жаңарту үшін ол чипті құрылғыдан алып тастауды қажет етпейді және өшіру циклдарының жеткілікті санына мүмкіндік береді.
FLASH (флэш-жад). Технологиялық жағынан EEPROM-ға ұқсас, бірақ ол сақталған деректерге блоктық қатынасты пайдаланады.
ROM.Көбінесе әртүрлі қолданбаларда құрылғының жұмысы кезінде өзгермейтін ақпаратты сақтау қажет. Бұл микроконтроллерлердегі бағдарламалар, компьютерлердегі жүктеушілер мен BIOS, сигнал процессорларындағы цифрлық сүзгі коэффициенттерінің кестелері сияқты ақпарат. Әрқашан дерлік бұл ақпарат бір уақытта талап етілмейді, сондықтан тұрақты ақпаратты сақтауға арналған қарапайым құрылғылар мультиплексорларға салынуы мүмкін (1-сурет).
Бұл схемада сегіз бір разрядты ұяшықтары бар тек оқуға арналған жад құрылғысы салынған. Белгілі бір разрядты бір таңбалы ұяшыққа сақтау сымды қуат көзіне дәнекерлеу (біреуін жазу) немесе сымды корпусқа тығыздау (нөлді жазу) арқылы жүзеге асырылады.
ROM жады ұяшығының сыйымдылығын арттыру үшін бұл микросұлбаларды параллель қосуға болады (шығыстар мен жазылған ақпарат, әрине, тәуелсіз болып қалады). Бір разрядты ROM-ның параллельді қосылу диаграммасы суретте көрсетілген. 2.
Нақты ROM-да ақпарат чип өндірісінің соңғы операциясы - металдандыру арқылы жазылады. Металлдандыру маска көмегімен орындалады, сондықтан мұндай ROM-тер маскалы ROM деп аталады. Нақты микросұлбалардың жоғарыда келтірілген жеңілдетілген модельден тағы бір айырмашылығы мультиплексорға қосымша демультиплексорды қолдану болып табылады. Бұл шешім бір өлшемді сақтау құрылымын көп өлшемдіге айналдыруға мүмкіндік береді және осылайша ROM тізбегінің жұмысына қажетті дешифратор тізбегінің көлемін айтарлықтай азайтады. ROM бағдарламалау өндірушінің зауытында жүзеге асырылады.
БІТІРУ КЕШІ.Бағдарламаланатын ROM-лар да әзірленді. Бұл микросхемаларда жады матрицасындағы өткізгіштердің тұрақты қосылымы поликристалды кремнийден жасалған балқыма байланыстармен ауыстырылады. Микросұлбаны жасау кезінде барлық секіргіштер жасалады, бұл барлық жады ұяшықтарына логикалық бірліктерді жазуға тең. Бағдарламалау процесі кезінде микросұлбаның қуат түйреуіштері мен шығыстарына жоғары қуат беріледі. Сонымен қатар, егер қоректендіру кернеуі (логикалық блок) микросұлбаның шығысына берілсе, онда секіргіш арқылы ток өтпейді және секіргіш өзгеріссіз қалады. Егер микросұлбаның шығысына төмен кернеу деңгейі қолданылса (корпусқа қосылған), онда секіргіш арқылы ток өтеді, ол осы секіргішті буландырады, ал ақпарат кейіннен осы ұяшықтан оқылған кезде логикалық нөл болады. оқылсын. Бағдарламалау арнайы программалаушының көмегімен жүзеге асырылады.
Сондай-ақ, секіргіш оксид-нитрид-оксид қабаттары ауыспалы үш қабатты диэлектриктен құралған кезде, PROM құрудың басқа технологиясын қолдануға болады. Бағдарламалау кернеуінің импульсі секіргіш арқылы өтіп, электродтар арасында өткізгіш арна жасайды. Бағдарламалау импульстері тудыратын ток мөлшері өткізгіш арнаның диаметріне әсер етеді, бұл өткізгіш секіргіштің параметрлерін басқаруға мүмкіндік береді.

21 сұрақ (қайта бағдарламаланатын ROM)

Қайта бағдарламаланатын ROM-да, яғни. айнымалы мазмұны бар, берілген кодты құрайтын биттер MOS транзисторлық матрицаларының қақпаларында ұзақ уақыт сақталуы мүмкін. Барлық қайта бағдарламаланатын ROM-лар MOS құрылғылары болып табылады.

Маска бағдарламаланатын ROM. ROM-ның ең қарапайым түрі - диодты ROM (3.41-сурет).

3.41-сурет – Диодты ROM тізбегі

Қажетті сөзді таңдау A i сәйкес адрестік шинасына төмен деңгейлі сигнал беру арқылы жүзеге асырылады. Бұл жағдайда разрядтық сызықтарды және таңдалған мекенжай сызығын қосатын диодтар төмен қарсылыққа ие, бұл сәйкес разрядтық желілерде төмен кернеу деңгейін тудырады. Егер қиылысу нүктесінде диод болмаса, онда R резисторы арқылы ток өтпейді және Ш j сәйкес разряд сызығының шығысында бір сигнал орнатылады. ROM (3.41-сурет) 000-нан 111-ге дейінгі сегіз екілік санға сәйкес келетін сегіз 3-разрядты кодты қамтиды.

Сонымен қатар, ROM матрицасын MOS транзисторларына да салуға болады. Металлдандыру маскасының көмегімен қажетті элементтер қосылады.

Пайдаланушы бағдарламалайтын ROM-да, маскамен бағдарламаланатын ROM-дан айырмашылығы, ақпаратты пайдаланушы арнайы бағдарламалау консолі арқылы енгізе алады. LSI ROM саны аз болса, осы түрдегі ROM-ды пайдалану ұсынылады.

ROM биполярлы диодтық матрицалардың (3.42-сурет) немесе маска-бағдарламаланатын ROM-дағы MOS транзисторларының матрицасына ұқсас биполярлы транзисторлардың матрицаларының негізінде құрастырылған. ROM екі түрінің де жұмысы биполярлы транзисторлардың базалық-эмиттерлік түйіспелерімен немесе диодтардың p-n түйіспелерімен тізбектей сақтандырғыш байланыстарды (FC) тұндыруға негізделген. PV - бұл ток импульсі әсер еткенде (әдетте 50-100 мкА және ұзақтығы 2 мс) жойылатын (балқытылған) металлизацияның шағын ауданы. Маскамен бағдарламаланатын ROM сияқты, қарастырылып отырған ROM түрін бағдарламалау кезінде жіберілген қателерді түзету мүмкін емес.

3.42-сурет - Биполярлы диодтың матрицасы

Қайта бағдарламаланатын ROM (PROM) жартылай тұрақты жад құрылғылары болып табылады, өйткені ROM-да сақталған ақпаратты өшіргеннен кейін бір сақтау құрылғысына жаңа деректерді қосуға болады. PROM екі түрі бар: MOS матрицаларына негізделген және кристалдың ультракүлгін (УК) сәулеленуімен өшірілген ақпараты бар ROM негізіндегі.

22-сұрақ (Флеш жадының мақсаты мен түрлері)

Бүгінгі күні өндірушілер флэш-жад дискілерінің бірнеше түрін шығарады: Compact Flash, SmartMedia, MultiMedia Card, SecureDigital Card, Memory Stick және

ATA Flash.Нарыққа шыққан алғашқы флэш-жад дискілері ATA Flash карталары болды. Бұл дискілер стандартты ДК карталары түрінде жасалған. Флэш-жад чиптерінен басқа, оларға ATA контроллері орнатылған және жұмыс кезінде олар әдеттегі IDE дискісін эмуляциялайды. Бұл карталардың интерфейсі параллельді. ATA Flash карталары кеңінен қолданылмайды және қазіргі уақытта өте сирек қолданылады.

Compact Flash. Compact Flash (CF) карталарын SanDisk ATA Flash карталарына кішірек, қолдануға оңай балама ретінде енгізді. Сондықтан, CF стандартын әзірлеушілер бұл карталардың PC Card құрылғылары немесе IDE құрылғылары ретінде жұмыс істеу мүмкіндігін қамтамасыз етті. Бірінші жағдайда, карталар кәдімгі PC Card құрылғылары сияқты жұмыс істейді және олардың интерфейсі PC Card шинасына «айнайды». Екіншіден, олар IDE қатты дискілеріне ұқсайды және олардың интерфейсі ATA шинасы сияқты жұмыс істейді.

CF карталары алғаш рет 1994 жылы пайда болды. Осы түрдегі барлық карталарда 50 істікшелі параллель интерфейсі бар. Айтпақшы, CF карталарының екі түрі бар - Тур I және Тур II. II типті карталар екі миллиметрге қалыңырақ және бұрын I типті карта қораптары сыйымды CF тасымалдағыштарын өндіру үшін үлкен сыйымдылықты флэш жадты орналастыруға мүмкіндік бермегендіктен ғана пайда болды. Қазіргі уақытта мұндай қажеттілік жоқ және Tour II карталары нарықтан біртіндеп кетіп жатыр. I типті карталарды II типті карталарға арналған дискілерге орнатуға болатынын ескеріңіз, ал керісінше мүмкін емес.

Флэш-карталардың арасында өнімділік бойынша сөзсіз көшбасшы Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 МБ CF картасы болды, оны заманауи флэш-дискілердің жылдамдығының эталоны деп санауға болады. Бұл флэш-картаның ретті/кездейсоқ жазу жылдамдығы 3,6/0,8 МБ/с жетеді, оқу жылдамдығы 4,0/3,7 МБ/с.

CF карталарының жылдамдығы сыйымдылығы артқан сайын баяулайды, бұл SanDisk CompactFlash 256 МБ және SanDisk CompactFlash 512 МБ флэш-карталарының мысалында анық көрінеді. Сыйымдылықтың екі есе артуы өнімділіктің 30% төмендеуіне әкеледі. кездейсоқ жазу жылдамдығын қоспағанда, ол 2,5 есе өсті - бұл өте оғаш және күтпеген көрінеді.

CF карталарының жылдамдық сипаттамалары да өндірушіге байланысты. Kingston CompactFlash 256 МБ жазу жылдамдығы төмен (тізбекті/кездейсоқ жазу – 1,4/0,3 МБ/с), бірақ оқу жылдамдығы бойынша (4,4/3,8 МБ/с) көшбасшы болды. PQI Hi-Speed ​​​​Compact Flash 256 МБ картасы екі жағдайда да орташа өнімділікті көрсетті: жазу - 2,1/0,7 МБ/с, оқу - 3,8/3,3 МБ/с. SanDisk карталары CompactFlash 256 МБ және SanDisk CompactFlash 512 МБ өте баяу жұмыс істеді: жазу - 1,1/0,2 және 0,9/0,5 МБ/с, оқу - 2,3/2,1 және 1,8/1,7 МБ/с. Және Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 МБ картасы деректерді бірдей жақсы жазды және оқиды.

Егер сіз CF карталарын дискілердің басқа түрлерімен салыстырсаңыз, флэш-жад әдетте сенетіндей баяу емес екені белгілі болды! Өнімділік тұрғысынан ең жылдам флэш-жад үлгілері (стандарт ретінде алайық Transcend картасы Ultra Performance 25x CompactFlash 256 МБ) Iomega Zip 750 МБ-пен салыстыруға болады және дәйекті жазу жылдамдығы бойынша олар тіпті бұл дискіні 1,5 еседен артық орындайды! Тізбекті жазу жылдамдығы бойынша флэш-жад CD-RW дискілерінен 2 есе, ал ретті оқу жылдамдығы бойынша - 10% жылдам! Флэш-жад MO дискілерінен дәйекті жазу жылдамдығынан - 2 есе - және кездейсоқ оқу жылдамдығынан - 10% -ға асып түседі, бірақ ретті оқу және кездейсоқ жазу жылдамдығы - 20% -ға артта қалады. Флэш-жад дәйекті жазу жылдамдығы бойынша DVD дискілерінен артта қалады (4x режимінде «жатқанда») - 1,4 есе.

Сандық камерада CF картасы пайдаланылса, ол үшін ең алдымен жылдамдық маңызды екенін ескеріңіз дәйектіжазу - ол неғұрлым жоғары болса, камера соғұрлым тезірек оралады жұмыс жағдайыкадрды «түсіруден» және оны флэш-картаға «түсіруден» кейін. Дегенмен, бұл жағдайда CF картасын оқу жылдамдығы да маңызды, бірақ соншалықты маңызды емес - деректер неғұрлым жылдам оқылса, камера ойнату режимінде соғұрлым жылдам жұмыс істейді.

SmartMedia. SmartMedia (SM) карталарының дизайны өте қарапайым. SM картасында кірістірілген интерфейс контроллері жоқ және шын мәнінде пластикалық қаптамаға «оралған» бір немесе екі флэш жад микросхемасы. SM стандартын 1995 жылы Toshiba және Samsung әзірлеген. SM карталарының интерфейсі параллельді, 22 істікшелі, бірақ деректерді беру үшін тек сегіз желі қолданылады.

Мультимедиа картасы. Мультимедиа карталарында (MMC) 20 МГц жиілікте жұмыс істей алатын 7 істікшелі сериялық интерфейс бар. Картаның пластикалық корпусының ішінде флэш-жад чипі және MMC интерфейс контроллері бар. MMC стандартын 1997 жылы Hitachi, SanDisk және Siemens ұсынған.

Қауіпсіз цифрлық карта. Secure Digital Card (SD) флэш-карталардың ең жас стандарты болып табылады: оны 2000 жылы Matsushita, SanDisk және Toshiba әзірлеген. Шын мәнінде, SD MMC стандартының одан әрі дамуы болып табылады, сондықтан MMC карталарын SD дискілеріне орнатуға болады (керісінше болмайды). SD интерфейсі 25 МГц жиілікте жұмыс істейтін 9 істікшелі, сериялық-параллельді (деректерді бір, екі немесе төрт жол бойымен бір уақытта беруге болады). SD карталары олардың мазмұнын жазудан қорғау үшін қосқышпен жабдықталған (стандарт сондай-ақ мұндай қосқышсыз модификацияны қамтамасыз етеді).

USB флэш жады. USB флэш-жады (USB жады) - бұл 2001 жылы нарықта пайда болған флэш-жадтың мүлдем жаңа түрі. USB жадының пішіні екі жартыдан тұратын ұзартылған салпыншаққа ұқсайды - қорғаныс қалпақшасы және USB-дискінің өзі (онда бір немесе екі флэш-жад микросхемасы және USB контроллері бар).

USB жадымен жұмыс істеу өте ыңғайлы - қосымша құрылғылар қажет емес. Қолда компьютер болса жеткілікті Windows басқаруосы дискінің мазмұнына бірнеше минут ішінде «алу» үшін бос USB порты арқылы. Ең нашар жағдайда сізге USB жады драйверлерін орнату керек болады, ең жақсы жағдайда жаңа USB құрылғысы және логикалық диск жүйеде автоматты түрде пайда болады; Болашақта USB жады шағын көлемдегі деректерді сақтауға және тасымалдауға арналған құрылғының негізгі түріне айналуы мүмкін.

USB флэш-жадына келетін болсақ, бұл, сөзсіз, флэш-карталарға қарағанда деректерді тасымалдауға ыңғайлы шешім - қосымша флэш-диск қажет емес. Дегенмен, осы түрдегі сыналған дискілердің өнімділігі Transcend JetFlash 256 МБ және Transcend JetFlashA 256 МБ – төмен деңгеймен шектелген өткізу қабілеті USB 1.1 интерфейсі. Сондықтан олардың жылдамдық сынақтарындағы көрсеткіштері өте қарапайым болды. Егер USB флэш-жады жылдам USB 2.0 интерфейсімен жабдықталған болса, онда «өрт жылдамдығы» бойынша бұл дискілер ең жақсы флэш-карталардан кем түспейді.

Бір қызығы, дәйекті жазу жылдамдығы бойынша флэш-жад Iomega Zip 750, CD-RW дискілері мен MO медиасынан жоғары және DVD дискілерінен кейін екінші орында тұр. Бұл флэш-жад жасаушылардың ең алдымен жылдамдықты арттыруға ұмтылғанын тағы бір рет көрсетеді дәйектіжазу, өйткені флэш-жад бастапқыда сандық камераларда пайдалануға арналған, мұнда бұл көрсеткіш бірінші кезекте маңызды.

Нәтижесінде, флэш-жад шағын және орташа сыйымдылықтағы дискілер арасында сенімділік, ұтқырлық және қуат тұтыну бойынша сөзсіз көшбасшы болып табылады деп қорытынды жасауға болады, ол да жақсы өнімділікке және жеткілікті сыйымдылыққа ие (сыйымдылығы 2 ГБ дейін флэш-карталар қазірдің өзінде бар). бүгін нарықта қол жетімді). Әрине, бұл өте перспективалы түрі, бірақ олардың кеңінен қолданылуы әлі де жоғары бағамен шектеледі.

23 сұрақ ( Бағдарламалық қамтамасыз ету IBM PC ROM. POST бағдарламалары, жүктеуші)

жүктеу құрылғылары (IBM PC)

Жүктеу құрылғысы операциялық жүйе жүктелетін құрылғы болып табылады. Қазіргі заманғы BIOS компьютерібастап жүктеуді қолдайды әртүрлі құрылғыларәдетте жергілікті қатты диск(немесе осындай дискідегі бірнеше бөлімдердің бірі), оптикалық дискілер, USB құрылғылары(флэш-диск, қатты диск, оптикалық жетекдиск және т.б.), немесе карта желілік интерфейс(PXE көмегімен). Бұрын сирек кездесетін жүктеу құрылғылары дискета дискілерін қамтыды иілгіш дискілер, SCSI құрылғылары, Zip дискілері және LS-120 дискілері.

Әдетте, BIOS пайдаланушыға конфигурациялауға мүмкіндік береді жүктеу тәртібі.Жүктеу реті алдымен DVD дискісіне, екінші рет қатты дискіге орнатылса, BIOS оны жүктеуге әрекет жасайды DVD, және бұл сәтсіз болса (мысалы, дискіде DVD жоқ болғандықтан), ол жергілікті қатты дискіден жүктеуге әрекет жасайды.

Мысалы, қатты дискіде орнатылған Windows XP жүйесі бар компьютерде пайдаланушы жүктеу ретін жоғарыда көрсетілгендей орната алады, содан кейін операциялық жүйені қатты дискіге орнатпай, Linux жүйесін пайдаланып көру үшін GNU/Linux Live ықшам дискісін енгізе алады. Бұл мысал қос жүктеу- Пайдаланушы компьютер өзін-өзі тексеруден өткеннен кейін қандай операциялық жүйені іске қосу керектігін таңдайды. Бұл қос жүктеу мысалында пайдаланушы ықшам дискіні компьютерден салу немесе шығару арқылы таңдайды, бірақ компьютердің пернетақтасы арқылы мәзірден жүктеуді таңдау арқылы қай операциялық жүйені таңдау жиі кездеседі. (Әдетте F11 немесе ESC

Іске қосылғаннан кейін, дербес компьютер"X86 процессоры BIOS жүйесінде CS:IP FFFF:0000 жадында орналасқан нұсқауды орындайды, ол 0xFFFF0 мекенжайында орналасқан. Бұл жад кеңістігі нақты режимде қол жетімді 1 МБ жүйелік жадтың соңына жақын. Әдетте оның құрамында Jump аудармаларды орнында орындайтын нұсқау BIOS іске қосу бағдарламасы Бұл бағдарлама қажетті құрылғыларды тексеру және инициализациялау үшін қосулы өзін-өзі тексеруді (POST) іске қосады, BIOS тұрақты емес сақтау құрылғыларының («Жүктеу құрылғысы») алдын ала конфигурацияланған тізімінен өтеді. Sequence») жүктелетінін анықтағанға дейін. Құрылғы оқылатын шығыс ретінде анықталады және бірінші сектордың соңғы екі байтында 0xAA55 сөздері бар (жүктеу қолтаңбасы ретінде де белгілі).

Мен оны тапқаннан кейін BIOS жүктеуол жүктейтін құрылғылар жүктеу секторыон алтылық сегментке: 0000:7 C00 немесе 07c0: 0000 мекенжайына офсет (бірдей Ultimate мекенжайы бар карталар) және орындау үшін жүктеу кодын жібереді. Қатты диск жағдайында бұл негізгі жүктеу жазбасы деп аталады. (MBR)және көбінесе нақты емес операциялық жүйе. Қалыпты MBR бөлімі кестесінің бөлімді тексеруге арналған MBR коды, ретінде орнатылады жүктеу(біреуімен жалаубелсенділік) Егер белсенді бөлім табылса, MBR коды жүктеу секторының кодын сол бөлімнен жүктейді және оны орындайды. Жүктеу секторы көбінесе операциялық жүйеге тән, бірақ көптеген операциялық жүйелерде оның негізгі функциясы іске қосу кезінде жалғасатын операциялық жүйе ядросын жүктеу және орындау болып табылады. Белсенді бөлімдер болмаса немесе белсенді бөлімнің жүктеу секторы жарамсыз болса, MBR бөлімді таңдайтын (көбінесе пайдаланушы енгізуі арқылы) және әдетте сәйкес операциялық жүйе ядроларын жүктейтін жүктеу секторын жүктейтін қосымша жүктеушіні жүктей алады.

Кейбір жүйелер (әсіресе жаңарақ Macintosh құрылғылары) Intel компаниясының меншікті EFI жүйесін пайдаланады. Сондай-ақ, Coreboot компьютерді өте күрделі микробағдарламасыз/BIOS жүйесінде жүктеуге мүмкіндік береді, мысалы, бұрынғы 16-биттік BIOS интерфейсі Windows XP , Vista және 7 сияқты. Дегенмен, көптеген жүктеушілерде осы ескі BIOS жүйелері үшін 16 биттік қолдау бар.

Ескіде Windows компьютерлері, әсіресе Windows 9x жүйесін іске қосқандар, егер BIOS чиптері бар болса, ол BIOS чипінің өндірушісінің егжей-тегжейлі экранын, авторлық құқыққа ие чип өндірушісін және іске қосу кезінде чип идентификаторын көрсетуі мүмкін немесе көрсетпеуі мүмкін. Сонымен бірге ол компьютердің қолжетімді жадын және компьютердің ақпаратты көрсету кодының басқа бөліктерін де көрсетеді.

Қайырлы күн.

Егер сіз ROM деген не туралы білімдегі олқылықты толтырғыңыз келсе, сіз дұрыс жерге келдіңіз. Біздің блогта сіз бұл туралы толық ақпаратты қарапайым пайдаланушыға қолжетімді тілде оқи аласыз.

Декодтау және түсіндіру

ROM әріптері «тек оқуға арналған жад» деген сөзбен бас әріппен жазылады. Оны «ROM» деп те атауға болады. Ағылшын аббревиатурасы Read Only Memory дегенді білдіреді және тек оқуға арналған жад деп аударылады.

Осы екі атау әңгімеміздің мәнін ашады. Бұл тек оқуға болатын тұрақты жад түрі. Ол нені білдіреді?

• Біріншіден, ол жабдықты жасау кезінде әзірлеуші ​​берген өзгермейтін деректерді, яғни онсыз оның жұмыс істеуі мүмкін емес деректерді сақтайды.
• Екіншіден, «тұрақты емес» термині жүйені қайта жүктегенде, ЖЖҚ-да болатын жағдайға қарағанда, деректер одан жоғалып кетпейтінін көрсетеді.

Ақпаратты мұндай құрылғыдан арнайы әдістерді, мысалы, ультракүлгін сәулелерді қолдану арқылы ғана өшіруге болады.

Мысалдар

Компьютердегі тек оқуға арналған жад - бұл мыналарды сақтайтын аналық платадағы белгілі бір орын:

• Компьютерді іске қосқан сайын аппараттық құралдың дұрыс жұмысын тексеретін утилиталарды тексеріңіз.
• Негізгі перифериялық құрылғыларды басқаруға арналған драйверлер (пернетақта, монитор, диск жетегі). Өз кезегінде, функциялары компьютерді қосуды қамтымайтын аналық платадағы ұяшықтар өздерінің утилиталарын ROM жадында сақтамайды. Өйткені, кеңістік шектеулі.
• Компьютер қосылған кезде операциялық жүйенің жүктеушісін іске қосатын жүктеу бағдарламасы (BIOS). Қазіргі BIOS компьютерді тек оптикалық және магниттік дискілерден ғана емес, сонымен қатар USB дискілерінен де қоса алады.

Мобильді гаджеттерде тұрақты жад стандартты қолданбаларды, тақырыптарды, суреттер мен әуендерді сақтайды. Қажет болса, қосымша мультимедиялық ақпаратқа арналған орынды қайта жазылатын SD карталары арқылы кеңейтуге болады. Дегенмен, құрылғы тек қоңыраулар үшін пайдаланылса, жадты кеңейтудің қажеті жоқ.

Жалпы, қазір ROM кез келген тұрмыстық техникада, автомобиль ойнатқыштарында және басқа да электронды құрылғыларда кездеседі.

Физикалық орындау

Тұрақты жадпен жақсырақ танысу үшін мен оның конфигурациясы мен қасиеттері туралы толығырақ айтып беремін:

• Физикалық тұрғыдан бұл, мысалы, компьютерге кіретін болса, оқу кристалы бар микросұлба. Бірақ тәуелсіз деректер массивтері де бар (CD, грампластинка, штрих-код және т.б.).
• ROM «A» және «E» екі бөліктен тұрады. Біріншісі - адрестік сымдар арқылы тігілген диод-трансформатор матрицасы. Бағдарламаларды сақтау үшін қолданылады. Екіншісі оларды шығаруға арналған.
• Схема бойынша ол бірнеше бір таңбалы ұяшықтардан тұрады. Мәліметтердің белгілі бір биті жазылғанда корпусқа (нөлге) немесе қуат көзіне (бір) мөр жасалады. IN заманауи құрылғыларұяшықтардың сыйымдылығын арттыру үшін тізбектер параллель қосылған.
• Жад сыйымдылығы қай құрылғыға қолданылатынына байланысты бірнеше килобайттан терабайтқа дейін өзгереді.

Түрлер

ROM-дың бірнеше түрі бар, бірақ уақытыңызды босқа өткізбеу үшін мен тек екі негізгі модификацияны атаймын:

• Бірінші әріп «бағдарламаланатын» сөзін қосады. Бұл дегеніміз, пайдаланушы құрылғыны өзі бір рет жыпылықтай алады.

• Алдындағы тағы екі әріп «электрлік өшірілетін» сөзін жасырады. Мұндай ROM файлдарын қалауыңызша қайта жазуға болады. Бұл түрге флэш-жад жатады.

Негізінде мен бүгін сіздерге жеткізгім келгені осы болды.

Жаңартуларға жазылсаңыз және жиі оралсаңыз, мен қуаныштымын.

Тек оқуға арналған жад (ROM)ақпаратты тұрақты, тұрақты емес сақтауға арналған.

Жазу әдісі бойынша ROMкелесідей жіктеледі:

1. бір рет өндірушіде маскамен бағдарламаланған;
2. деп аталатын арнайы құрылғылардың көмегімен пайдаланушы бағдарламалайтын рет бағдарламашылар - БІТІРУ КЕШІ ;
3. қайта бағдарламаланатын немесе қайта бағдарламаланатын ROM - RPZU.

Маска ROM

Бағдарламалау маска ROM LSI өндіріс процесінде орын алады. Әдетте жартылай өткізгіш чипте, барлығы сақтау элементтері (SE), содан кейін соңғы технологиялық операцияларда коммутация қабатының фотомаскасының көмегімен мекенжай жолдары, деректер жолдары және сақтау элементінің өзі арасында байланыстар жүзеге асырылады. Бұл шаблон (маска) тапсырыс карталарына сәйкес тапсырыс берушінің қалауына сәйкес жасалады. Тапсырыс карталарының ықтимал нұсқаларының тізімі IC техникалық сипаттамаларында келтірілген ROM. Мұндай ROMдиодтардың, биполярлы немесе MOS транзисторларының матрицаларының негізінде жасалады.

Диодтық матрица негізіндегі маска ROM

Мұндай схема ROMсуретте көрсетілген. 12.1. Мұндағы көлденең жолдар мекенжай жолдары, ал тік сызықтар деректер сызықтары болып табылады, олардан бұл жағдайда 8-биттік екілік сандар жойылады. Бұл схемада GE мекенжай жолы мен деректер жолының шартты қиылысуы болып табылады. Мекенжай жолына логикалық нөл қолданылғанда бүкіл SE жолы таңдалады LA i c сәйкес декодер шығысының. Таңдалған GE-ге логикалық 0 жазылады, егер сызық қиылысында диод болса Dмен және LAмен, өйткені бұл жағдайда тізбек жабылады: + 5 В, диод, мекенжай жолында жерге тұйықталған. Иә, осында ROM 11 2 мекенжайы қолданылғанда мекенжай жолында белсенді нөлдік сигнал пайда болады LA 3, деректер шинасында оның логикалық деңгейі 0 болады D 7 D 0 ақпарат шығады 01100011 2 .

MOS транзисторларының матрицасына негізделген маска ROM

Бұл ROM сұлбасының мысалы суретте көрсетілген. 12.2. Ақпарат LSI сәйкес нүктелерінде MOS транзисторын қосу немесе қосу арқылы жазылады. Сәйкес мекенжай жолында нақты мекенжайды таңдаған кезде LA i белсенді логикалық 1 сигналы пайда болады, яғни. қуат көзінің потенциалына жақын потенциал + 5 В. Бұл логикалық 1 қатардағы барлық транзисторлардың қақпаларына қолданылады және оларды ашады. Егер транзистордың ағызу металдандырылған болса, сәйкес деректер желісінде D i 0,2 0,3 В ретті потенциал пайда болады, яғни. логикалық деңгей 0. Егер транзистордың ағызу металдандырылмаса, көрсетілген схема орындалмаса, R i кедергісінде кернеудің төмендеуі болмайды, яғни. нүктесінде Dменде +5 В потенциалы болады, яғни. логикалық деңгей 1. Мысалы, егер суретте көрсетілген болса. 12.2 ROM мекенжайына жіберіңіз, мекенжай жолында 01 2 кодын жіберіңіз LA 1 белсенді 1 деңгей және деректер шинасында болады D 3 D 0 0010 2 коды болады.

Биполярлы транзисторлар матрицасына негізделген маска ROM

Бұған мысал диаграммасы ROMсуретте көрсетілген. 12.3. Ақпарат сонымен қатар база мен мекенжай сызығы арасындағы аумақты металдану немесе металданбау арқылы жазылады. Әр мекенжай жолына GE жолын таңдау үшін LA i, логикалық 1 беріледі, металлизация кезінде ол транзистордың негізіне беріледі, ол эмитент (жер) мен негіз (шамамен + 5 В) арасындағы потенциалдар айырмашылығына байланысты ашылады. Бұл тізбекті жабады: + 5 В; қарсылық Рмен; ашық транзистор, транзистордың эмитентіндегі жерге тұйықтау. Нүктеде D i бұл жағдайда ашық транзистордағы кернеудің төмендеуіне сәйкес келетін потенциал болады - шамамен 0,4 В, яғни. логикалық 0. Осылайша, SE-де нөл жазылады. Мекенжай сызығы мен транзистордың негізі арасындағы қима металдандырылмаса, көрсетілген электр тізбегі орындалмаса, кедергідегі кернеудің төмендеуі Р i жоқ, сондықтан сәйкес деректер жолында Dменде +5 В потенциалы болады, яғни. логикалық 1. Қолдану кезінде, мысалы, 00 2 мекенжайы суретте көрсетілген. 12.3 ROM SD дискісінде 10 2 коды пайда болады.

Мысалдар маска ROMсуретте көрсетілген. 12.4 және кестеде. 12.1 – олардың параметрлері.

12.1-кесте.

ROM параметрлерін бүркемелеу	BIS белгілеу	Өндіріс технологиясы	Ақпарат сыйымдылығы, бит
Сынама алу уақыты, нс	505PE3	pMOS	1500
512x8	K555PE4	TTLSH	800
2Kx8	K568PE1	TTLSH	120
nMOS	K596RE1	TTL	350

8Kx8

Бағдарламаланатын ROM (БІТІРУ КЕШІБағдарламаланатын ROM БІТІРУ КЕШІ) диод немесе транзисторлық матрицалар маска ROM-мен бірдей, бірақ электронды құрылғының басқа дизайнымен. Жад элементі LAсуретте көрсетілген. 12.5. Оған қол жеткізу мекенжай жолына логикалық 0 қолдану арқылы қамтамасыз етіледі мен. Оған жазу диодтармен, биполярлы транзисторлардың эмитенттерімен және MOS транзисторларының дренаждарымен тізбектей қосылған PV сақтандырғыш буындарының тұндыру (балқу) нәтижесінде жүзеге асырылады.Сақтандырғыш сілтемесі LA PV - бұл 50-100 микроампер және ұзақтығы шамамен 2 миллисекундтық ток импульстерімен бағдарламаланған кезде жойылатын (балқытылған) металлизацияның шағын аймағы. Егер кірістіру сақталса, EE-ге логикалық 0 жазылады, өйткені қуат көзі мен жердің арасындағы схема іске асырылады.