Τι σημαίνει μνήμη εγγραφής; Διαδοχικές λειτουργικές μονάδες. Καταχωρεί και καταχωρεί τη μνήμη. Μνήμη FLASH

Σχόλιο: Εξετάζεται η αρχή λειτουργίας των καταχωρητών ως στοιχείων ηλεκτρονικής μνήμης.

Ο καταχωρητής είναι ένα IC με μεσαίο βαθμό ολοκλήρωσης, σχεδιασμένο να θυμάται και να αποθηκεύει μια λέξη πολλών bit.

Μητρώο κλειδώματος

απλούστερο κανω ΕΓΓΡΑΦΗείναι μια παράλληλη σύνδεση πολλών σκανδαλών (Εικ. 8.1α). Το UGO του καταχωρητή μανδάλου φαίνεται στο Σχ. 8.1, β. Αν κανω ΕΓΓΡΑΦΗχτισμένο σε σκανδάλες μανδάλωσης, ονομάζεται κανω ΕΓΓΡΑΦΗ-"μάνταλο". Συνήθως, το IC καταχωρητή περιλαμβάνει ενισχυτές buffer και στοιχεία ελέγχου, όπως αυτά που φαίνονται στο Σχ. 8.2, α. Εδώ φαίνεται το λειτουργικό διάγραμμα ενός 8-bit ρε- καταχωρητής μάνταλου KR580IR82 με τρεις καταστάσεις εξόδου. Το UGO του φαίνεται στο Σχ. 8.2, β.

Ρύζι. 8.1.Καταχωρητής ασφάλισης τεσσάρων bit με άμεσες εξόδους: α - λειτουργικό διάγραμμα. β - UGO

Τρίτη κατάσταση(τα δύο πρώτα είναι λογικά 0 και λογικά 1) είναι η κατάσταση των εξόδων IC στην οποία αποσυνδέονται τόσο από την πηγή ισχύος όσο και από το κοινό σημείο. Άλλα ονόματα για αυτήν την κατάσταση είναι υψηλή αντίσταση, κατάσταση υψηλής σύνθετης αντίστασης, κατάσταση Z[ , Με. 61 - 63; , Με. 68 - 70].

Αυτό επιτυγχάνεται τρίτη κατάστασηειδική λύση κυκλώματος [, σελ. 117 - 118] στο τμήμα εξόδου των λογικών στοιχείων, όταν τα τρανζίστορ εξόδου των λογικών στοιχείων είναι κλειδωμένα και δεν παρέχουν ούτε τάση τροφοδοσίας ούτε δυναμικό γείωσης (όχι 0 και όχι 1) στην έξοδο.

Κανω ΕΓΓΡΑΦΗΤο KR580IR82 αποτελείται από 8 λειτουργικά μπλοκ (Εικ. 8.2,α). Κάθε ένα από αυτά περιλαμβάνει ρε-Μανδαλωτή σκανδάλη με καταγραφή πτώσης ακμής και ισχυρή βαλβίδα εξόδου 3 καταστάσεων. STB- είσοδος στροβοσκοπίου, - άδεια μετάδοσης - σήμα που ελέγχει την τρίτη κατάσταση: εάν , τότε οι πληροφορίες μεταφέρονται από τις εισόδους στις αντίστοιχες εξόδους, εάν , όλες οι έξοδοι μεταφέρονται στην τρίτη κατάσταση. Όταν και, το IC λειτουργεί σε λειτουργία οδήγησης διαύλου - οι πληροφορίες από τις εισόδους μεταδίδονται στις εξόδους αμετάβλητες.

Όταν κάνετε αίτηση για πίσω άκρη του σήματοςοι μεταδιδόμενες πληροφορίες «μανδαλώνονται» στις σκανδάλες, δηλαδή, ό,τι υπήρχε τη στιγμή της υποβολής θυμάται εκεί . Αντίο, buffer κανω ΕΓΓΡΑΦΗθα αποθηκεύσει αυτές τις πληροφορίες, ανεξάρτητα από τις πληροφορίες στο ρε-εισόδους. Όταν εφαρμόζεται ένα πρόσθιο άκρο κατά την αποθήκευση, η κατάσταση των εξόδων θα αλλάξει ανάλογα με την αλλαγή στις αντίστοιχες εισόδους. Εάν , τότε όλοι οι ενισχυτές εξόδου μεταφέρονται στην τρίτη κατάσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, ανεξάρτητα από την κατάσταση των εισόδων, όλες οι έξοδοι κανω ΕΓΓΡΑΦΗμεταφέρονται στην τρίτη κατάσταση.

Όλες οι ακίδες καταχωρητή μπορούν να έχουν ενεργό μηδενικό επίπεδο, το οποίο εμφανίζεται στο UGO με τη μορφή αντίστροφων σημάτων και ονομασιών ακίδων.

Υπάρχουν πολλές ποικιλίες μητρώα, για παράδειγμα, καταχωρητές shift [, Κεφάλαιο 8], στους οποίους τα flip-flop διασυνδέονται με τέτοιο τρόπο ώστε να μεταδίδουν πληροφορίες διαδοχικά από το ένα flip-flop στο άλλο [, σελ. 109 - 122], αλλά εδώ θα εστιάσουμε το μητρώο μανδάλωσης και η εφαρμογή του.

Καταχώρηση μνήμης

Η μνήμη εγγραφής - αρχείο καταχωρητή - είναι μια μνήμη υπερτυχαίας πρόσβασης (SRAM) - ένα κύκλωμα πολλών καταχωρητών που έχουν σχεδιαστεί για την αποθήκευση πολλών λέξεων πολλών bit.

Στο Σχ. Το 8.3 δείχνει ένα παράδειγμα υλοποίησης SRAM, που αποτελείται από τέσσερα 8-bit μητρώα(η σύνδεση των RG2 και RG3 δεν εμφανίζεται, πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο). Αυτό SRAMέχει όγκο πληροφοριών 4x8 bit - 4 λέξεις των 8 bit ή 4 byte. Εδώ DI - εισαγωγή δεδομένων- Δίαυλος δεδομένων εισόδου, DO - έξοδος δεδομένων- Δίαυλος δεδομένων εξόδου, WR- εγγραφή σήματος στη SRAM, R.D.- σήμα για ανάγνωση πληροφοριών από SRAM, VSD - εσωτερικός δίαυλος δεδομένων.

Κάθε κανω ΕΓΓΡΑΦΗέχει μια διεύθυνση δύο bit, η οποία παρέχεται στις εισόδους του αποκωδικοποιητή. Για παράδειγμα, το πιο αριστερό στο Σχ. 8.3 κανω ΕΓΓΡΑΦΗΤο RG1 έχει τη διεύθυνση , επόμενο - (δεν φαίνεται στο σχήμα), επόμενο - (δεν φαίνεται) και αυτή στην άκρη δεξιά κανω ΕΓΓΡΑΦΗΤο RG4 έχει τη διεύθυνση .

Εάν υπάρχει ενεργό σήμα εγγραφής, ο αποκωδικοποιητής, σύμφωνα με τον κωδικό διεύθυνσης, εκδίδει ένα από αυτά μητρώαενεργό σήμα, το οποίο μεταφέρει πληροφορίες από το δίαυλο δεδομένων εισόδου D.I.καταγράφεται στο επιλεγμένο κανω ΕΓΓΡΑΦΗ. Πληροφορίες σχετικά με την τελευταία άκρη σε αυτό κανω ΕΓΓΡΑΦΗ"κουμπώνει"

Αν, για παράδειγμα, στις D.I.παρεχόμενες πληροφορίες και διεύθυνση κανω ΕΓΓΡΑΦΗισούται με , τότε το ενεργό σήμα στην έξοδο «3» του αποκωδικοποιητή θα εφαρμοστεί για την καταχώρηση RG4. Οι υπόλοιποι καταχωρητές θα έχουν ένα ανενεργό επίπεδο σήματος αυτή τη στιγμή, επομένως οι πληροφορίες από το δίαυλο δεδομένων εισόδου θα γραφτούν στο RG4 και οι προηγουμένως καταγεγραμμένες πληροφορίες θα αποθηκευτούν στους υπόλοιπους καταχωρητές.

Όταν το σήμα ανάγνωσης είναι ενεργό, ενεργοποιούνται και οι 8 πολυπλέκτης (το διάγραμμα δείχνει τον πρώτο, τον δεύτερο και τον όγδοο, οι υπόλοιποι συνδέονται παρόμοια), αφού στις εισόδους ενεργοποίησής τους εφαρμόζεται ενεργό σήμα. Σύμφωνα με την κατάθεση στις αποκωδικοποιητής διευθύνσεων, οι πολυπλέκτης αλλάζουν πληροφορίες από τον επιλεγμένο καταχωρητή στο δίαυλο δεδομένων εξόδου. Για παράδειγμα, η διεύθυνση μητρώου είναι . Στη συνέχεια, σε όλους τους πολυπλέκτης θα είναι, όλοι αρχίζουν να επιλέγουν πληροφορίες σύμφωνα με τη διεύθυνση. Επομένως, στο δίαυλο εξόδου ΚΑΝΩ bits του εσωτερικού διαύλου με αριθμούς 25 θα παρέχονται από τον πρώτο πολυπλέκτη, 26 από τον δεύτερο, 27 από τον τρίτο, 28 από τον τέταρτο, 29 από τον πέμπτο, 30 από τον έκτο, 31 από τον έβδομο και 32 από τον όγδοο πολυπλέκτης. Έτσι, πληροφορίες που είναι αντίγραφο του περιεχομένου κανω ΕΓΓΡΑΦΗ RG 4 με τη διεύθυνση μεταδίδεται στο δίαυλο δεδομένων εξόδου DO - αμετάβλητη κατάσταση της εξόδου του πολυπλέκτη.

Όλο και περισσότεροι άνθρωποι αντιμετωπίζουν το πρόβλημα της ασυμβατότητας της μνήμης RAM με τον υπολογιστή τους. Εγκαθιστούν τη μνήμη, αλλά δεν λειτουργεί και ο υπολογιστής δεν ανάβει. Πολλοί χρήστες απλά δεν γνωρίζουν ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι μνήμης και ποιος τύπος είναι κατάλληλος για τον υπολογιστή τους και ποιος όχι. Σε αυτόν τον οδηγό, θα μιλήσω εν συντομία από προσωπική εμπειρία για τη μνήμη RAM και πού χρησιμοποιείται η καθεμία.

Δεν ξέρεις τι σημαίνει Uστη σήμανση RAM, που σημαίνει μι, Τι σημαίνει Rή φά? Αυτά τα γράμματα υποδεικνύουν τον τύπο της μνήμης - U(Χωρίς buffer, χωρίς buffer) μι(μνήμη διόρθωσης σφαλμάτων, ECC), R(μνήμη μητρώου, Εγγεγραμμένο), φά(FB-DIMM, Fully Buffered DIMM - fully buffered DIMM). Τώρα ας δούμε όλους αυτούς τους τύπους με περισσότερες λεπτομέρειες.

Τύποι μνήμης που χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές:

1. Μη προσωρινή μνήμη . Τακτική μνήμη για κανονικούς επιτραπέζιους υπολογιστές, ονομάζεται επίσης UDIMM. Ένα memory stick έχει συνήθως 2, 4, 8 ή 16 τσιπ μνήμης στη μία ή και στις δύο πλευρές. Για τέτοια μνήμη, η σήμανση συνήθως τελειώνει με το γράμμα U (Μη προσωρινή μνήμη) ή χωρίς καθόλου γράμμα, για παράδειγμα DDR2 PC-6400, DDR2 PC-6400U, DDR3 PC-8500U ή DDR3 PC-10600. Και για τη μνήμη φορητού υπολογιστή, η σήμανση τελειώνει με το γράμμα S, προφανώς αυτή είναι μια συντομογραφία του SO-DIMM, για παράδειγμα DDR2 PC-6400S. Παρακάτω μπορείτε να δείτε μια φωτογραφία της μη προσωρινής μνήμης.

2. Σφάλμα Διόρθωσης Μνήμης (Μνήμη ECC). Κανονική μνήμη χωρίς buffer με διόρθωση σφαλμάτων. Τέτοια μνήμη εγκαθίσταται συνήθως σε επώνυμους υπολογιστές που πωλούνται στην Ευρώπη (ΟΧΙ SERVERS), το πλεονέκτημα αυτής της μνήμης είναι η μεγαλύτερη αξιοπιστία της κατά τη λειτουργία. Τα περισσότερα σφάλματα μνήμης μπορούν να διορθωθούν κατά τη λειτουργία, ακόμη και αν εμφανιστούν, χωρίς απώλεια δεδομένων. Συνήθως, κάθε μοχλός τέτοιας μνήμης έχει 9 ή 18 μάρκες μνήμης που προστίθενται. Οι περισσότεροι κανονικοί υπολογιστές (όχι διακομιστές) και μητρικές πλακέτες μπορούν να χειριστούν τη μνήμη ECC. Για τέτοια μνήμη, η σήμανση συνήθως τελειώνει με το γράμμα E (ECC), για παράδειγμα DDR2 PC-4200E, DDR2 PC-6400E, DDR3 PC-8500E ή DDR3 PC-10600E. Μια φωτογραφία της μη προσωρινής μνήμης ECC μπορεί να δει παρακάτω.

Η διαφορά μεταξύ μνήμης με ECC και μνήμης χωρίς ECC φαίνεται στη φωτογραφία:

Παρόλο που οι περισσότερες πλακέτες που πωλούνται υποστηρίζουν αυτήν τη μνήμη, είναι προτιμότερο να μάθετε τη συμβατότητα με μια συγκεκριμένη πλακέτα και επεξεργαστή εκ των προτέρων πριν από την αγορά. Από προσωπική εμπειρία, το 90-95% των μητρικών και των επεξεργαστών μπορεί να χειριστεί τη μνήμη ECC. Μεταξύ αυτών που δεν μπορούν να λειτουργήσουν: πλακέτες βασισμένες σε chipset Intel G31, Intel G33, Intel G41, Intel G43, Intel 865PE. Όλες οι μητρικές πλακέτες και οι επεξεργαστές ξεκινώντας από την πρώτη γενιά Intel Core μπορούν να λειτουργήσουν με μνήμη ECC και αυτό δεν εξαρτάται από τη μητρική πλακέτα. Για τους επεξεργαστές AMD, γενικά, σχεδόν όλες οι μητρικές μπορούν να λειτουργήσουν με μνήμη ECC, εκτός από περιπτώσεις ατομικής ασυμβατότητας (αυτό συμβαίνει στις πιο σπάνιες περιπτώσεις).

3. Καταχώρηση μνήμης (Εγγεγραμμένος). Τύπος μνήμης SERVER. Συνήθως αυτός κυκλοφορεί πάντα με ECC(διόρθωση σφαλμάτων) και με ένα τσιπ "Buffer".. Το τσιπ "buffer" σάς επιτρέπει να αυξήσετε τον μέγιστο αριθμό των memory sticks που μπορούν να συνδεθούν στο δίαυλο χωρίς να τον υπερφορτώσετε, αλλά αυτά είναι περιττά δεδομένα, δεν θα εμβαθύνουμε στη θεωρία. Πρόσφατα, οι έννοιες buffered και registered σχεδόν δεν διακρίνονται. Για υπερβολή: εγγραφή μνήμης = buffered. Αυτή η ανάμνηση λειτουργεί ΜΟΝΟ σε μητρικές πλακέτες διακομιστώνμπορεί να λειτουργεί με τη μνήμη χρησιμοποιώντας ένα τσιπ "buffer".

Συνήθως, οι ταινίες εγγραφής μνήμης με ECC έχουν 9, 18 ή 36 τσιπ μνήμης και άλλα 1, 2 ή 4 τσιπ "buffer" (συνήθως βρίσκονται στο κέντρο και διαφέρουν σε μέγεθος από τα τσιπ μνήμης). Για τέτοια μνήμη, η σήμανση συνήθως τελειώνει με το γράμμα R (Registered), για παράδειγμα DDR2 PC-4200R, DDR2 PC-6400R, DDR3 PC-8500R ή DDR3 PC-10600R. Επίσης στη σήμανση της μνήμης καταχωρητή (διακομιστής) (buffered) υπάρχει συνήθως μια συντομογραφία για τη λέξη Registered - REG. Μια φωτογραφία της προσωρινής μνήμης (εγγεγραμμένη) με ECC μπορεί να δει παρακάτω.

Θυμάμαι! Η καταχωρημένη μνήμη με ECC είναι 100% πιθανό να ΜΗΝ λειτουργεί σε κανονικές μητρικές. Λειτουργεί μόνο σε διακομιστές!

4. FB-DIMM Πλήρως προσωρινή μνήμη DIMMΤο (Fully Buffered DIMM) είναι ένα πρότυπο μνήμης υπολογιστή που χρησιμοποιείται για τη βελτίωση της αξιοπιστίας, της ταχύτητας και της πυκνότητας του υποσυστήματος μνήμης. Στα παραδοσιακά πρότυπα μνήμης, οι γραμμές δεδομένων συνδέονται από τον ελεγκτή μνήμης απευθείας στις γραμμές δεδομένων κάθε μονάδας DRAM (μερικές φορές μέσω καταχωρητών buffer, ένα τσιπ καταχωρητή ανά 1-2 τσιπ μνήμης). Καθώς το πλάτος του καναλιού ή ο ρυθμός μεταφοράς δεδομένων αυξάνεται, η ποιότητα του σήματος στο δίαυλο χειροτερεύει και η διάταξη του διαύλου γίνεται πιο περίπλοκη. Αυτό περιορίζει την ταχύτητα και την πυκνότητα της μνήμης. Το FB-DIMM ακολουθεί μια διαφορετική προσέγγιση για την επίλυση αυτών των προβλημάτων. Αυτή είναι μια περαιτέρω ανάπτυξη της ιδέας των καταχωρημένων μονάδων - Το Advanced Memory Buffer αποθηκεύει όχι μόνο σήματα διευθύνσεων, αλλά και δεδομένα, και χρησιμοποιεί έναν σειριακό δίαυλο προς τον ελεγκτή μνήμης αντί για έναν παράλληλο.

Το FB-DIMM έχει 240 ακίδες και έχει το ίδιο μήκος με άλλα DDR DIMM, αλλά έχει διαφορετικά σχήματα καρτελών. Κατάλληλο μόνο για πλατφόρμες διακομιστών.

Οι προδιαγραφές FB-DIMM, όπως και άλλα πρότυπα μνήμης, δημοσιεύονται από την JEDEC.

Η Intel χρησιμοποίησε μνήμη FB-DIMM σε συστήματα με επεξεργαστές της σειράς Xeon 5000 και 5100 και αργότερα (2006-2008). Η μνήμη FB-DIMM υποστηρίζεται από chipset server 5000, 5100, 5400, 7300. μόνο με επεξεργαστές Xeon που βασίζονται στη μικροαρχιτεκτονική Core (υποδοχή LGA771).

Τον Σεπτέμβριο του 2006, η AMD εγκατέλειψε επίσης τα σχέδια χρήσης της μνήμης FB-DIMM.

Εάν δυσκολεύεστε να επιλέξετε μνήμη για τον υπολογιστή σας, επικοινωνήστε με τον πωλητή και πείτε του το μοντέλο της μητρικής πλακέτας και το μοντέλο του επεξεργαστή.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.:Πρόσφατα, εμφανίστηκε ένας άλλος φθηνός και ενδιαφέρον τύπος μνήμης - το ονομάζω "Κινεζική Πλαστό". Για όσους δεν το έχουν συναντήσει ακόμα, θα σας πω. Αυτό είναι το είδος της μνήμης που μπορεί πάντα να αναγνωριστεί από τις επαφές της, συνήθως οξειδώνονται, και ακόμη κι αν καθαριστούν, μέσα σε ένα ή δύο μήνες οξειδώνονται ξανά, γίνονται θολά, βρώμικα και η μνήμη μπορεί να δυσλειτουργεί ή να μην λειτουργεί. όλα. Δεν υπάρχει καν μυρωδιά χρυσού στις επαφές αυτής της μνήμης. Μια άλλη διαφορά μεταξύ αυτής της μνήμης και της αρχικής είναι ότι λειτουργεί σε ορισμένες μητρικές πλακέτες ή επεξεργαστές, για παράδειγμα ΜΟΝΟ σε AMD, ή μόνο αυστηρά σε ορισμένα chipset. Επιπλέον, η λίστα με αυτά τα chipsets είναι πολύ μικρή. Ποιο είναι το μυστικό αυτής της "μνήμης" δεν είναι ακόμα σαφές για μένα, αλλά πολλοί την αγοράζουν - τελικά, είναι 40-50% φθηνότερη από μια παρόμοια. Και αυτό που προκαλεί έκπληξη είναι ότι το νέο "Chinese Counterfeit" κοστίζει συνήθως λιγότερο από την αρχική χρησιμοποιημένη μνήμη :) Δεν θα μιλήσω για την αξιοπιστία και την ανθεκτικότητα της εργασίας, όλα είναι ξεκάθαρα εδώ.

Μπορείτε να επιλέξετε τρίαΟι κύριοι τύποι μνήμης που χρησιμοποιούνται στους μικροελεγκτές:

● μνήμη προγράμματα,η οποία είναι μια μόνιμη μνήμη σχεδιασμένη να αποθηκεύει κώδικα προγράμματος και σταθερές. Αυτή η μνήμη δεν αλλάζει τα περιεχόμενά της κατά την εκτέλεση του προγράμματος.

● μνήμη δεδομένα,προορίζεται για την αποθήκευση μεταβλητών (αποτελεσμάτων) κατά την εκτέλεση του προγράμματος.

● κανω ΕΓΓΡΑΦΗμνήμη που αποτελείται από εσωτερικούς καταχωρητές του μικροελεγκτή. Ας εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά καθενός από τους αναφερόμενους τύπους μνήμης.

Μνήμη προγράμματος.

Η ανάγκη για τέτοια μνήμη οφείλεται στο γεγονός ότι ο μικροελεγκτής δεν περιέχει συσκευές μνήμης όπως σκληρό δίσκο στον υπολογιστή από τον οποίο φορτώνεται το εκτελέσιμο πρόγραμμα. Επομένως, ο κωδικός προγράμματος πρέπει να είναι μόνιμα αποθηκευμένος στον μικροελεγκτή.

Όλοι οι τύποι μνήμης προγραμμάτων είναι σε μη πτητικέςμνήμη ή μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM), τα περιεχόμενα της οποίας διατηρούνται μετά την απενεργοποίηση του μικροελεγκτή.

Κατά την εκτέλεση, το πρόγραμμα διαβάζεται από αυτή τη μνήμη και η μονάδα ελέγχου (αποκωδικοποιητής εντολών) διασφαλίζει την αποκωδικοποίηση και την εκτέλεση των απαραίτητων λειτουργιών. Τα περιεχόμενα της μνήμης του προγράμματος δεν μπορούν να αλλάξουν (επαναπρογραμματιστούν) ενώ το πρόγραμμα εκτελείται. Επομένως, η λειτουργία του μικροελεγκτή δεν μπορεί να αλλάξει μέχρι να διαγραφούν τα περιεχόμενα της μνήμης του προγράμματος (αν είναι δυνατόν) και να επαναπρογραμματιστούν (γεμιστούν με νέες οδηγίες).

Λάβετε υπόψη ότι το πλάτος του μικροελεγκτή (8, 16 ή 32 bit) υποδεικνύεται σύμφωνα με το πλάτος του διαύλου δεδομένων του.

Όταν μια συσκευή λέγεται ότι είναι 8-bit, σημαίνει την ποσότητα δεδομένων που μπορεί να χειριστεί ο μικροελεγκτής.

Στην αρχιτεκτονική του Χάρβαρντ, οι οδηγίες μπορεί να είναι μεγαλύτερες από τα δεδομένα για να επιτρέψουν την ανάγνωση μιας ολόκληρης εντολής σε έναν κύκλο ρολογιού. Για παράδειγμα, οι μικροελεγκτές PIC χρησιμοποιούν οδηγίες 12-, 14- ή 16-bit, ανάλογα με το μοντέλο. Στους μικροελεγκτές AVR, η εντολή έχει πάντα πλάτος 16 bit. Ωστόσο, όλοι αυτοί οι μικροελεγκτές διαθέτουν δίαυλο δεδομένων 8-bit.

Στις συσκευές αρχιτεκτονικής Princeton, το πλάτος δεδομένων συνήθως καθορίζει το πλάτος (αριθμός γραμμών) του διαύλου που χρησιμοποιείται. Στους μικροελεγκτές Motorola 68HC05, μια εντολή 24-bit βρίσκεται σε τρία κελιά μνήμης προγράμματος 8-bit. Για να ανακτήσετε πλήρως μια τέτοια εντολή, είναι απαραίτητο να εκτελέσετε τρεις κύκλους ανάγνωσης αυτής της μνήμης.

Ας επιλέξουμε και ας εξετάσουμε πέντε τύπουςμη πτητική μόνιμη μνήμη ή μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM), που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προγραμμάτων.

Μνήμη μάσκας.

Τα Mask ROM (Mask-ROM ή απλά ROM) κατασκευάζονται στο στάδιο παραγωγής μικροελεγκτή για ένα πρόγραμμα πλήρως αποσφαλμάτωσης. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα, δημιουργείται ένα μοτίβο μάσκας σε μια γυάλινη φωτομάσκα. Η προκύπτουσα φωτομάσκα με μάσκα χρησιμοποιείται για να σχηματίσει συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων που απαρτίζουν τη μνήμη του προγράμματος.

Οι πρώτες καλυμμένες ROM εμφανίστηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1960 και χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα χάρη σε αυτές πλεονεκτήματαόπως χαμηλό κόστος για μαζική παραγωγή προϊόντων και υψηλή αξιοπιστία αποθήκευσης προγραμμάτων.

Ελαττώματα mask ROM - οποιαδήποτε αλλαγή στο πρόγραμμα εφαρμογής συνδέεται με σημαντική επένδυση χρημάτων και χρόνου για τη δημιουργία ενός νέου συνόλου φωτογραφικών μασκών και την εφαρμογή τους στην παραγωγή.

Προγραμματιζόμενη μνήμη μίας χρήσης.

Αυτή η μνήμη (One–Time Programmable ROM - OTPROM) είναι προγραμματιζόμενη από το χρήστη και στην αρχική της κατάσταση περιέχει κελιά με ένα bit. Μόνο εκείνα τα κελιά μνήμης των οποίων το περιεχόμενο θα πρέπει να λάβει την τιμή 0 μπορούν να προγραμματιστούν Για να γίνει αυτό, εφαρμόζεται μια ακολουθία παλμών υψηλής τάσης στο κελί μνήμης.

Το επίπεδο τάσης, ο αριθμός των παλμών και οι παράμετροι χρονισμού τους πρέπει να συμμορφώνονται αυστηρά με τις τεχνικές προδιαγραφές. Μόλις γραφτεί ένα μηδέν, είναι αδύνατο να επαναφέρετε τη μοναδική τιμή. Για το λόγο αυτό ονομάζεται μνήμη μόλις προγραμματιστεί ROM. Ωστόσο, πρέπει να επισημανθεί ότι πρόσθετος προγραμματισμός(άθικτα) κελιά με ένα bits.

Οι μικροελεγκτές με μία μόνο προγραμματιζόμενη ROM χρησιμοποιούνται σε προϊόντα που παράγονται σε μικρές ποσότητες.

Επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη με υπεριώδες σβήσιμο.

Η κυψέλη μνήμης Erasable Programmable ROM (EPROM) είναι ένα τρανζίστορ αιωρούμενης πύλης με έγχυση χιονοστιβάδας. Στην αρχική κατάσταση (πριν γράψετε), κατά την πρόσβαση σε ένα κελί, διαβάζεται ένα λογικό. Ο προγραμματισμός της μνήμης καταλήγει στην εγγραφή λογικών μηδενικών στα αντίστοιχα κελιά. Η μνήμη EP ROM μπορεί να προγραμματιστεί επανειλημμένα, η τεχνολογία της οποίας είναι παρόμοια με αυτή της μίας προγραμματιζόμενης ROM.

Πριν από κάθε συνεδρία προγραμματισμού, εκτελέστε λειτουργία διαγραφήςγια να επαναφέρετε την αρχική κατάσταση των κυττάρων μνήμης. Για το σκοπό αυτό, παρέχεται ειδικό παράθυρο στο περίβλημα του μικροελεγκτή, το οποίο ακτινοβολείται με υπεριώδεις ακτίνες. Ο αριθμός των περιόδων διαγραφής/προγραμματισμού ROM είναι 25–100 φορές, ανάλογα με την τεχνολογία προγραμματισμού (καθορισμένες τιμές τάσης τροφοδοσίας, αριθμός και διάρκεια παλμών) και η τεχνολογία διαγραφής (εύρος κυμάτων της πηγής υπεριώδους ακτινοβολίας).

Οι μικροελεγκτές με μνήμη EPROM χρησιμοποιούνται σε πρωτότυπα αναπτυγμένων εφαρμογών λόγω του υψηλού κόστους τους.

Για μείωση της τιμής, τα τσιπ EPROM περικλείονται σε θήκη χωρίς παράθυρο (έκδοση EPROM με προγραμματισμό μίας χρήσης). Λόγω του χαμηλότερου κόστους, οι εκδόσεις EPROM χρησιμοποιούνται συχνά αντί για προγραμματιζόμενες με μάσκα ROM.

Ηλεκτρικά διαγραφόμενη επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη.

Ένα τρανζίστορ με δομή MNOS (Metal, Silicon Nitride, Silicon Oxide, Semiconductor) χρησιμοποιείται ως ηλεκτρικά διαγράψιμο στοιχείο μνήμης (Electrically Erasable Pro grammable ROM - EEPROM ή E2 PROM), λόγω του οποίου η ROM έχει σχετικά χαμηλό κόστος (σχετικό έως EPROM) και επιτρέπει μέγιστο αριθμό κύκλων διαγραφής/προγραμματισμού 10 4 – 10 6 . Επιπλέον, η τεχνολογία προγραμματισμού μνήμης EEPROM σας επιτρέπει να εφαρμόσετε byte διαγραφήΚαι προγραμματισμός byte,χωρίς να αφαιρέσετε τον ελεγκτή από την πλακέτα, κάτι που σας επιτρέπει να ενημερώνετε περιοδικά το λογισμικό του.

Παρά αυτά τα πλεονεκτήματα, αυτός ο τύπος μνήμης δεν χρησιμοποιείται ευρέως για την αποθήκευση προγραμμάτων για δύο λόγους:

● Οι ROM τύπου EEPROM έχουν περιορισμένη χωρητικότητα.

● Έχουν εμφανιστεί ROM τύπου FLASH, που έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά χρήστη, αλλά χαμηλότερο κόστος.

Τύπος μνήμης FLASH.

Ηλεκτρικά προγραμματιζόμενη και ηλεκτρικά διαγραφόμενη μνήμη FLASH (FLASH ROM) δημιουργήθηκε ως εναλλακτική λύση μεταξύ φθηνών ROM με δυνατότητα προγραμματισμού μιας φοράς και ακριβών ROM EEPROM χαμηλής χωρητικότητας. Η μνήμη FLASH (όπως η EEPROM) διατηρεί τη δυνατότητα να διαγράφεται και να προγραμματίζεται πολλές φορές.

Το τρανζίστορ διευθυνσιοδότησης για κάθε κελί αφαιρέθηκε από το κύκλωμα ROM, γεγονός που, αφενός, καθιστούσε αδύνατο τον προγραμματισμό κάθε bit μνήμης ξεχωριστά και, αφετέρου, κατέστησε δυνατή την αύξηση της χωρητικότητας της μνήμης. Επομένως, η μνήμη τύπου FLASH διαγράφεται και προγραμματίζεται σελίδες ή μπλοκ.

Έτσι, λειτουργικά, η μνήμη FLASH διαφέρει ελάχιστα από την EEPROM. Η κύρια διαφορά είναι στη μέθοδο διαγραφής των εγγεγραμμένων πληροφοριών: εάν στη μνήμη EEPROM η διαγραφή εκτελείται ξεχωριστά για κάθε κελί, τότε στη μνήμη FLASH γίνεται σε ολόκληρα μπλοκ. Σε μικροελεγκτές με μνήμη EEPROM, είναι απαραίτητο να αλλάξετε μεμονωμένα τμήματα του προγράμματος χωρίς να χρειάζεται να επαναπρογραμματιστεί ολόκληρη η συσκευή.

Επί του παρόντος, τα MCU με FLASH αρχίζουν να αντικαθιστούν τα MCU με μία προγραμματιζόμενη (και ακόμη και καλυμμένη) ROM.

Προγραμματισμός ROM.

Σημειώστε ότι η μνήμη ROM Mask προγραμματίζεται μόνο στο εργοστάσιο κατά την κατασκευή του MK. Η μνήμη των τύπων OTPROM και EPROM παρέχει στον προγραμματιστή δυνατότητες προγραμματισμού χρησιμοποιώντας έναν προγραμματιστή και μια πηγή αυξημένης τάσης, τα οποία συνδέονται με τις αντίστοιχες ακίδες του MK.

Η μνήμη EEPROM και FLASH ταξινομείται ως πολυπρογραμματιζόμενη ή επαναπρογραμματιζόμενος,μνήμη. Η αυξημένη ισχύς που απαιτείται για τη διαγραφή/προγραμματισμό δημιουργείται στις μονάδες μνήμης EEPROM και FLASH των σύγχρονων ελεγκτών χρησιμοποιώντας ενσωματωμένα κυκλώματα ενίσχυσης τάσης που ονομάζονται γεννήτριες αντλιών.Χάρη στην εφαρμογή ελέγχου λογισμικού για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της γεννήτριας αντλίας, κατέστη δυνατός κατ' αρχήν ο προγραμματισμός ή η διαγραφή κυψελών μνήμης FLASH και EEPROM ως μέρος του συστήματος που αναπτύσσεται. Αυτή η τεχνολογία προγραμματισμού ονομάζεται προγραμματισμού στο σύστημα(Σε Προγραμματισμό Συστήματος - ISP).

Δεν απαιτεί ειδικό εξοπλισμό (προγραμματιστές), μειώνοντας έτσι το κόστος προγραμματισμού. Οι μικροελεγκτές με μνήμη ISP μπορούν να προγραμματιστούν αφού εγκατασταθούν στην πλακέτα του τελικού προϊόντος.

Ας εξετάσουμε πώς υλοποιείται (και χρησιμοποιείται) η δυνατότητα προγραμματισμού της μνήμης EEPROM υπό τον έλεγχο ενός προγράμματος εφαρμογής. Εάν το πρόγραμμα με τον αλγόριθμο προγραμματισμού είναι αποθηκευμένο σε ξεχωριστή μονάδα μνήμης με ονομαστική τάση τροφοδοσίας και η μνήμη EEPROM είναι εξοπλισμένη με γεννήτριες αντλιών, τότε μπορεί να πραγματοποιηθεί προγραμματισμός ISP της μνήμης EEPROM. Αυτή η περίσταση καθιστά τη μνήμη EEPROM μια ιδανική μη πτητική συσκευή αποθήκευσης για την αποθήκευση των ρυθμίσεων χρήστη που αλλάζουν κατά τη λειτουργία του προϊόντος. Ένα παράδειγμα είναι μια σύγχρονη τηλεόραση, οι ρυθμίσεις καναλιών της οποίας αποθηκεύονται όταν απενεργοποιείται η τροφοδοσία.

Επομένως, μία από τις τάσεις στη βελτίωση της μόνιμης μνήμης των 8-bit MK ήταν η ενσωμάτωση δύο μη πτητικές μονάδες μνήμης στο τσιπ MK: FLASH (ή OTP) για την αποθήκευση προγραμμάτων και EEPROM για αποθήκευση επαναπρογραμματιζόμενων σταθερών.

Ας εξετάσουμε την τεχνολογία του (επανα)προγραμματισμού της μνήμης FLASH με μια ενσωματωμένη γεννήτρια αντλίας υπό τον έλεγχο ενός προγράμματος εφαρμογής. Αρχικά, ας σημειώσουμε δύο πράγματα:

● εάν το MC διαθέτει ενσωματωμένη μνήμη EEPROM για την αποθήκευση επαναπρογραμματιζόμενων σταθερών, τότε ο προγραμματισμός πολλών bit μνήμης FLASH κατά τη λειτουργία του τελικού προϊόντος δεν έχει νόημα. Εάν είναι απαραίτητο, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε αμέσως τη λειτουργία επαναπρογραμματισμού.

● το πρόγραμμα προγραμματισμού μνήμης FLASH δεν θα πρέπει να αποθηκεύεται στην ίδια τη μνήμη FLASH, καθώς η μετάβαση στη λειτουργία προγραμματισμού θα καταστήσει αδύνατη την περαιτέρω ανάγνωσή του. Το πρόγραμμα προγραμματισμού πρέπει να βρίσκεται σε διαφορετική μονάδα μνήμης.

Για την εφαρμογή της τεχνολογίας προγραμματισμού στο σύστημα, επιλέγεται μία από τις σειριακές θύρες του MK, η οποία εξυπηρετείται από ειδικό πρόγραμμα παρακολούθησης επικοινωνίας,που βρίσκεται στη μάσκα κατοίκου ROM του ΜΚ. Μέσω της σειριακής θύρας, ο προσωπικός υπολογιστής φορτώνει το πρόγραμμα στη μνήμη RAM MK προγραμματισμόςΚαι εφαρμοσμένοςπρόγραμμα, το οποίο στη συνέχεια αποθηκεύεται στη μνήμη FLASH. Δεδομένου ότι η μόνιμη RAM του MK έχει μικρό όγκο, το πρόγραμμα εφαρμογής φορτώνεται σε ξεχωριστά μπλοκ (τμήματα). Εάν μια μονάδα μνήμης μάσκας με πρόγραμμα προγραμματισμού είναι εγκατεστημένη στο MK, μόνο το πρόγραμμα εφαρμογής φορτώνεται στη μνήμη RAM.

Οι μικροελεγκτές που εφαρμόζουν την τεχνολογία προγραμματισμού στο σύστημα συχνά περιλαμβάνουν τέσσεριςτύπος μνήμης:

FLASH – μνήμη προγράμματος, Mask ROM – μνήμη παρακολούθησης επικοινωνίας, EEPROM – μνήμη αποθήκευσης μεταβλητών σταθερών και ενδιάμεσων δεδομένων RAM.

Η τεχνολογία προγραμματισμού συστημάτων χρησιμοποιείται τώρα όλο και περισσότερο για την ενσωμάτωση προγραμμάτων εφαρμογών σε μικροελεγκτές που βρίσκονται στην πλακέτα του τελικού προϊόντος. Αυτήν αξιοπρέπεια- απουσία προγραμματιστή και υψηλή αξιοπιστία προγραμματισμού λόγω της σταθερότητας των καθορισμένων εσωτερικών τρόπων λειτουργίας του MK.

Ως παράδειγμα, δίνουμε τους δείκτες της μόνιμης μνήμης FLASH της οικογένειας HC08 MK από τη Motorola:

● εγγυημένος αριθμός κύκλων διαγραφής/προγραμματισμού - 10 5;

● ο εγγυημένος χρόνος αποθήκευσης των καταγεγραμμένων πληροφοριών είναι 10 χρόνια, που είναι πρακτικά ο κύκλος ζωής του προϊόντος. Οι μονάδες μνήμης FLASH λειτουργούν και προγραμματίζονται σε τάση τροφοδοσίας MK από 1,8 έως 2,7 V.

● Ο ισοδύναμος χρόνος προγραμματισμού για 1 byte μνήμης είναι 60 μs.

Μνήμη δεδομένων.

Χρησιμοποιείται ως μόνιμη μνήμη δεδομένων στατικόςμνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM), η οποία σας επιτρέπει να μειώσετε τη συχνότητα του ρολογιού σε αυθαίρετα μικρές τιμές. Τα περιεχόμενα των κυψελών RAM (σε αντίθεση με τη δυναμική μνήμη) διατηρούνται σε μηδενική συχνότητα. Ένα άλλο χαρακτηριστικό της στατικής μνήμης RAM είναι η δυνατότητα μείωσης της τάσης τροφοδοσίας σε ένα ορισμένο ελάχιστο αποδεκτό επίπεδο, στο οποίο δεν εκτελείται το πρόγραμμα ελέγχου του μικροελεγκτή, αλλά διατηρούνται τα περιεχόμενα στη μνήμη RAM.

Το επίπεδο αποθήκευσης έχει τιμή της τάξης του ενός βολτ, γεγονός που καθιστά δυνατή την αποθήκευση δεδομένων, εάν είναι απαραίτητο, με εναλλαγή του MK στην τροφοδοσία από μια αυτόνομη πηγή (μπαταρία ή συσσωρευτής). Ορισμένες μονάδες MCU (για παράδειγμα, το DS5000 της Dallas Semiconductor) διαθέτουν αυτόνομη παροχή ρεύματος στη θήκη, η οποία εγγυάται αποθήκευση δεδομένων στη μνήμη RAM για 10 χρόνια.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα των μικροελεγκτών είναι η σχετικά μικρή ποσότητα (εκατοντάδες byte) μνήμης τυχαίας πρόσβασης (RAM) που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση μεταβλητών. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από διάφορους παράγοντες:

● η επιθυμία να απλοποιηθεί το υλικό MK.

● χρήση ορισμένων κανόνων κατά τη σύνταξη προγραμμάτων που στοχεύουν στη μείωση της ποσότητας της μνήμης RAM (για παράδειγμα, οι σταθερές δεν αποθηκεύονται ως μεταβλητές).

● κατανομή των πόρων μνήμης με τέτοιο τρόπο ώστε, αντί να τοποθετούνται δεδομένα στη μνήμη RAM, η μέγιστη χρήση του υλικού (χρονομετρητές, καταχωρητές ευρετηρίου κ.λπ.).

● προσανατολισμός των προγραμμάτων εφαρμογών στη λειτουργία χωρίς χρήση μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων.

Χαρακτηριστικά της στοίβας.

Στους μικροελεγκτές, για να οργανώσετε την κλήση υπορουτίνων και να χειριστείτε διακοπές, ένα μέρος της μνήμης RAM καλείται σωρός.Κατά τη διάρκεια αυτών των λειτουργιών, τα περιεχόμενα του μετρητή προγράμματος και των κύριων καταχωρητών (συσσωρευτής, καταχωρητής κατάστασης, ευρετήριο και άλλοι καταχωρητές) αποθηκεύονται και κατά την επιστροφή στο κύριο πρόγραμμα επαναφέρονται. Ας σας υπενθυμίσουμε ότι η στοίβα λειτουργεί σύμφωνα με την αρχή: τελευταίος μέσα - πρώτος έξω(Last In, First Out-LIFO).

Η αρχιτεκτονική του Princeton χρησιμοποιεί τη μνήμη RAM για την υλοποίηση πολλών λειτουργιών υλικού, συμπεριλαμβανομένων των συναρτήσεων στοίβας. Στο χώρο διευθύνσεων μνήμης, εκχωρούνται ξεχωριστές περιοχές για οδηγίες, καταχωρητές γενικού σκοπού, καταχωρητές ειδικών συναρτήσεων, κ.λπ. Αυτό μειώνει την απόδοση του ελεγκτή, καθώς η πρόσβαση σε διαφορετικές περιοχές μνήμης δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί ταυτόχρονα.

Οι μικροεπεξεργαστές με την αρχιτεκτονική του Χάρβαρντ μπορούν να αντιμετωπίσουν τη μνήμη προγράμματος, τη μνήμη δεδομένων (συμπεριλαμβανομένου του χώρου εισόδου/εξόδου) και τη στοίβα παράλληλα (ταυτόχρονα).

Για παράδειγμα, όταν ενεργοποιείται η εντολή υπορουτίνας ΚΛΗΣΗ, εκτελούνται πολλές ενέργειες ταυτόχρονα.

Στην αρχιτεκτονική του Princeton, όταν εκτελείται μια εντολή CALL, η επόμενη εντολή λαμβάνεται μόνο αφού τα περιεχόμενα του μετρητή προγράμματος έχουν ωθηθεί στη στοίβα.

Λόγω της μικρής χωρητικότητας RAM στους μικροελεγκτές και των δύο αρχιτεκτονικών, ενδέχεται να προκύψουν προβλήματα κατά την εκτέλεση του προγράμματος:

● εάν εκχωρηθεί μια ξεχωριστή στοίβα, τότε μετά την πλήρωσή της, τα περιεχόμενα του δείκτη στοίβας αλλάζουν κυκλικά, με αποτέλεσμα ο δείκτης στοίβας να αρχίζει να αναφέρεται σε ένα κελί στοίβας που είχε συμπληρωθεί προηγουμένως. Επομένως, μετά από πάρα πολλές οδηγίες CALL, θα υπάρχει μια εσφαλμένη διεύθυνση επιστροφής στη στοίβα που γράφτηκε αντί για τη σωστή διεύθυνση.

● εάν ο μικροεπεξεργαστής χρησιμοποιεί μια κοινή περιοχή μνήμης για να φιλοξενήσει δεδομένα και τη στοίβα, τότε εάν η στοίβα υπερχειλίσει, τα δεδομένα θα αντικατασταθούν. Ας δούμε τις δυνατότητες αποθήκευσης περιεχομένων καταχωρητή στη στοίβα λόγω της απουσίας φόρτωσης στη στοίβα (PUSH) και εμφάνισης από τις εντολές στοίβας (POP). Σε τέτοιους μικροελεγκτές, αντί για τις εντολές PUSH και POP, χρησιμοποιούνται δύο εντολές και ένας καταχωρητής ευρετηρίου που δείχνει ρητά στην περιοχή στοίβας. Η σειρά των εντολών πρέπει να είναι τέτοια ώστε η διακοπή μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης εντολής να μην έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια δεδομένων. Ακολουθεί μια προσομοίωση των εντολών PUSH και POP λαμβάνοντας υπόψη την καθορισμένη απαίτηση.

ΩΘΗΣΗ ; Φόρτωση δεδομένων στον δείκτη μείωσης στοίβας. Μετακίνηση στο επόμενο κελί στοίβας μετακίνηση [ευρετήριο], άσος. Αποθηκεύστε τα περιεχόμενα του συσσωρευτή σε μια στοίβα POP. Pop δεδομένα από το stack move ace, ; Τοποθετήστε την τιμή στοίβας στον δείκτη αύξησης του συσσωρευτή. Μετακίνηση στο προηγούμενο κελί στοίβας

Εάν το πρόγραμμα διακοπεί μετά την πρώτη εντολή, τότε τα περιεχόμενα της στοίβας δεν θα χαθούν μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας διακοπής.

Καταχώρηση μνήμης.

Οι μικροελεγκτές (όπως τα συστήματα υπολογιστών) έχουν πολλούς καταχωρητές που χρησιμοποιούνται Για οδήγησηδιάφορα εσωτερικά εξαρτήματα και εξωτερικές συσκευές. Αυτά περιλαμβάνουν:

● μητρώα πυρήνα επεξεργαστή(συσσωρευτής, καταχωρητές κατάστασης, καταχωρητές ευρετηρίου).

● μητρώα διαχείριση(μητρώοι ελέγχου διακοπής, καταχωρητές ελέγχου χρονοδιακόπτη).

● καταχωρητές εισόδου/εξόδου δεδομένων (καταχωρητές δεδομένων και παράλληλοι, σειριακός ή αναλογικοί καταχωρητές ελέγχου εισόδου/εξόδου).

Σύμφωνα με τη μέθοδο τοποθέτησης καταχωρητών στο χώρο διευθύνσεων, μπορούμε να διακρίνουμε:

● μικροελεγκτές, στους οποίους βρίσκονται όλοι οι καταχωρητές και η μνήμη δεδομένων έναςχώρος διευθύνσεων, δηλαδή οι καταχωρητές συνδυάζονται με τη μνήμη δεδομένων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι συσκευές I/O αντιστοιχίζονται στη μνήμη.

● μικροελεγκτές στους οποίους συσκευές εισόδου/εξόδου σε διαστασηαπό το συνολικό χώρο διευθύνσεων μνήμης. Το κύριο πλεονέκτημα της μεθόδου τοποθέτησης καταχωρητών εισόδου/εξόδου σε ξεχωριστό χώρο διευθύνσεων είναι ότι απλοποιεί το σχήμα για τη σύνδεση της μνήμης προγράμματος και δεδομένων σε έναν κοινό δίαυλο. Ο ξεχωριστός χώρος εισόδου/εξόδου παρέχει ένα πρόσθετο πλεονέκτημα στους επεξεργαστές αρχιτεκτονικής του Χάρβαρντ, παρέχοντας τη δυνατότητα ανάγνωσης μιας εντολής ενώ γίνεται πρόσβαση σε έναν καταχωρητή εισόδου/εξόδου.

Ο τρόπος πρόσβασης στα μητρώα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοσή τους. Σε επεξεργαστές με αρχιτεκτονική RISC, όλοι οι καταχωρητές (συχνά συμπεριλαμβανομένου του συσσωρευτή) βρίσκονται σε ρητά καθορισμένες διευθύνσεις, γεγονός που παρέχει μεγαλύτερη ευελιξία στην οργάνωση της λειτουργίας του επεξεργαστή.

Σχετικά με την εξωτερική μνήμη.

Σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει αρκετή μόνιμη μνήμη προγράμματος και μνήμη δεδομένων για τις εφαρμογές που αναπτύσσονται, συνδέεται πρόσθετη εξωτερική μνήμη στον μικροελεγκτή. Γνωστός δύοκύριες μέθοδοι:

● σύνδεση εξωτερικής μνήμης με χρήση διασύνδεσης διαύλου (όπως στα συστήματα μικροεπεξεργαστών). Πολλοί μικροελεγκτές διαθέτουν ειδικό υλικό για αυτή τη σύνδεση.

● σύνδεση της μνήμης σε συσκευές I/O Σε αυτήν την περίπτωση, η πρόσβαση στη μνήμη γίνεται μέσω αυτών των συσκευών μέσω λογισμικού. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει τη χρήση απλών συσκευών I/O χωρίς την υλοποίηση σύνθετων διεπαφών διαύλου. Η επιλογή της μεθόδου εξαρτάται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Μεταξύ των τσιπ μνήμης και του ελεγκτή μνήμης συστήματος. Η παρουσία καταχωρητών μειώνει το ηλεκτρικό φορτίο στον ελεγκτή και σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε περισσότερες μονάδες μνήμης σε ένα κανάλι. Η μνήμη εγγραφής είναι πιο ακριβή λόγω του χαμηλότερου όγκου παραγωγής και της παρουσίας πρόσθετων τσιπ. Συνήθως χρησιμοποιείται σε συστήματα που απαιτούν επεκτασιμότητα και ανοχή σφαλμάτων σε βάρος του χαμηλού κόστους (για παράδειγμα, σε διακομιστές). Παρόλο που οι περισσότερες μονάδες μνήμης για διακομιστές είναι καταχωρημένες και χρησιμοποιούν ECC, υπάρχουν και οι δύο μονάδες εγγραφής χωρίς ECC και οι μονάδες με ECC αλλά χωρίς καταχωρητές (UDIMM ECC).

Η χρήση καταχωρητών εισάγει πρόσθετο λανθάνοντα χρόνο κατά την πρόσβαση στη μνήμη. Κάθε ανάγνωση και εγγραφή αποθηκεύεται στην προσωρινή μνήμη στον καταχωρητή για έναν κύκλο ρολογιού πριν φτάσει στο τσιπ DRAM από το δίαυλο μνήμης, επομένως η καταχωρημένη μνήμη θεωρείται κατά έναν κύκλο ρολογιού πιο αργή από τη μνήμη μη εγγραφής ( UDIMM,μη καταχωρημένη DRAM). Για τη μνήμη SDRAM, αυτή η καθυστέρηση είναι σημαντική μόνο για τον πρώτο κύκλο μιας σειράς αιτημάτων (burst).

Μόνο τα σήματα ελέγχου και διεύθυνσης αποθηκεύονται στη μνήμη καταχωρητών.

Προσωρινή μνήμη ( Μνήμη προσωρινής αποθήκευσης) είναι ένας παλαιότερος όρος για τη μνήμη καταχωρητή.

Ορισμένα νεότερα συστήματα χρησιμοποιούν πλήρως ενσωματωμένη μνήμη FB-DIMM, η οποία αποθηκεύει προσωρινά όχι μόνο τις γραμμές ελέγχου, αλλά και τις γραμμές δεδομένων χρησιμοποιώντας έναν ειδικό ελεγκτή AMB που βρίσκεται σε κάθε μονάδα μνήμης.

Η τεχνική καταχωρημένης μνήμης μπορεί να εφαρμοστεί σε διαφορετικές γενιές μνήμης, για παράδειγμα: DDR DIMM, DDR2 DIMM, DDR3 DIMM

Σημειώσεις

Βιβλιογραφία

Συστήματα μνήμης: cache, DRAM, δίσκος; Ενότητα 10.3.3 Μονάδα καταχωρημένης μνήμης (DIMM)

Συνδέσεις

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

Δείτε τι είναι η "Εγγραφή μνήμης" σε άλλα λεξικά:

εγγραφή μνήμης- προσωρινή μνήμη (απαρχαιωμένη) [Πρόθεση] Η καταχωρημένη μνήμη, που ονομάζεται επίσης προσωρινή μνήμη, είναι πιο σταθερή από την μη προσωρινή μνήμη. Θέματα τεχνολογία πληροφοριών γενικά Συνώνυμα buffered memory (απαρχαιωμένο) EN buffered memoryregister... ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

Σκληρός δίσκος 45 MB, που κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1980 και του 2000, μονάδα RAM τοποθετημένη στη μητρική κάρτα Μνήμη υπολογιστή (συσκευή αποθήκευσης πληροφοριών, συσκευή αποθήκευσης) μέρος ενός υπολογιστή, φυσική ... ... Wikipedia

Ένας σκληρός δίσκος 44 MB από τη δεκαετία του 1980 και ένας 2 GB CompactFlash από τη δεκαετία του 2000... Wikipedia

Η περιοχή της μητρικής πλακέτας μεταξύ του ελεγκτή μνήμης (στα δεξιά κάτω από την ψύκτρα) και των υποδοχών FBDIMM (στα αριστερά). Υπάρχουν εγκατεστημένες 2 μονάδες, στο κέντρο κάθε ενότητας στη δεξιά πλευρά μπορείτε να δείτε ένα μεγάλο τσιπ AMB. Ζεύγη αγωγών στο κέντρο ... ... Wikipedia

Διευθυνσιοδότηση είναι η υλοποίηση μιας σύνδεσης (πρόσβασης) σε μια συσκευή ή στοιχείο δεδομένων από τη διεύθυνσή της. δημιουργία αντιστοιχίας μεταξύ ενός συνόλου αντικειμένων του ίδιου τύπου και ενός συνόλου των διευθύνσεών τους· μέθοδος αναγνώρισης της θέσης ενός αντικειμένου. Περιεχόμενα... Wikipedia

Οι μέθοδοι διευθυνσιοδότησης στην τεχνολογία υπολογιστών είναι τρόποι κατάδειξης ενός συγκεκριμένου στοιχείου(ων) μνήμης υπολογιστή στον επεξεργαστή με σκοπό την εγγραφή, την ανάγνωση δεδομένων ή τη μεταφορά ελέγχου. Περιεχόμενα 1 Εργασία διεύθυνσης 2 Μέθοδοι διεύθυνσης ... Wikipedia

Πολύ συχνά, όταν επιλέγουμε εξαρτήματα, συναντάμε διάφορους ακατανόητους όρους και έννοιες. Όταν επιλέγετε RAM, μπορεί να είναι DDR, DDR2, DDR3, DDR4, RDRAM, RIMM κ.λπ. Εάν όλα είναι λίγο πολύ ξεκάθαρα με τους κύριους τύπους RAM και η υποστήριξη για κάθε τύπο υποδεικνύεται στην περιγραφή της μητρικής πλακέτας, τότε μια τέτοια παράμετρος όπως το ECC εγείρει ορισμένα ερωτήματα για πολλούς. Τι είναι η μνήμη ECC; Είναι δυνατή η χρήση ECC RAM σε έναν οικιακό υπολογιστή και ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ECC RAM και RAM μη ECC;

Τι είναι η μνήμη ECC;

Αυτός είναι ένας ειδικός τύπος μνήμης RAM με ενσωματωμένο υλικό διόρθωσης σφαλμάτων. Τέτοιες μονάδες μνήμης αναπτύχθηκαν ειδικά για διακομιστές, όπου οι απαιτήσεις για την ορθότητα των δεδομένων και την αξιοπιστία της επεξεργασίας τους είναι πολύ υψηλότερες από ό,τι σε προσωπικούς υπολογιστές.

Το ECC-Ram αναγνωρίζει αυτόματα τις αυθόρμητες αλλαγές δεδομένων σε μπλοκ αποθήκευσης, δηλαδή σφάλματα που έχουν προκύψει. Η κανονική μνήμη επιφάνειας εργασίας χωρίς υποστήριξη για μηχανισμούς διόρθωσης ονομάζεται μη ECC.

Τι είναι ικανή η μνήμη ECC και πώς λειτουργεί;

Η μνήμη διόρθωσης σφαλμάτων μπορεί να εντοπίσει και να διορθώσει 1 bit αλλαγμένων δεδομένων σε κάθε λέξη του μηχανήματος. Τι σημαίνει? Εάν τα δεδομένα μεταξύ γραφής και ανάγνωσης άλλαξαν για κάποιο λόγο (δηλαδή, παρουσιάστηκε σφάλμα), τότε η RAM ECC θα διορθώσει την τιμή στη σωστή. Αυτή η λειτουργικότητα απαιτεί υποστήριξη από τον ελεγκτή RAM. Αυτή η υποστήριξη μπορεί να οργανωθεί από το chipset της μητρικής πλακέτας και τον ενσωματωμένο ελεγκτή RAM σε σύγχρονους επεξεργαστές.

Ο αλγόριθμος διόρθωσης σφαλμάτων βασίζεται στον κώδικα Hamming, αλλά άλλοι αλγόριθμοι χρησιμοποιούνται για τη διόρθωση περισσότερων από ένα σφαλμάτων. Στην πράξη, χρησιμοποιούνται μονάδες μνήμης, όπου για κάθε 8 τσιπ μνήμης προστίθεται ένα άλλο τσιπ που αποθηκεύει κωδικούς ECC (8 bit για κάθε 64 bit της κύριας μνήμης).

Γιατί παραμορφώνεται η τιμή στα κελιά μνήμης RAM;

Ένας από τους κύριους λόγους για την παραμόρφωση των δεδομένων είναι οι κοσμικές ακτίνες. Αν και βρισκόμαστε στη Γη υπό την προστασία της ατμόσφαιρας, οι κοσμικές ακτίνες φέρουν μαζί τους ορισμένα στοιχειώδη σωματίδια που μπορούν να επηρεάσουν τα ηλεκτρονικά, συμπεριλαμβανομένης της μνήμης του υπολογιστή. Υπό την επίδραση της ενέργειας αυτών των σωματιδίων, είναι δυνατή η αλλαγή της κατάστασης της κυψέλης μνήμης, η οποία οδηγεί σε παραμόρφωση δεδομένων και σφάλματα. Είναι ενδιαφέρον ότι η έκθεση στις κοσμικές ακτίνες αυξάνεται με το υψόμετρο, επομένως τα συστήματα υπολογιστών που βρίσκονται σε μεγάλα υψόμετρα απαιτούν καλύτερη προστασία.

Πώς λειτουργεί η μνήμη με δυνατότητα ECC

Ένας από τους μηχανισμούς ελέγχου σφαλμάτων στη μνήμη RAM είναι η χρήση της τεχνολογίας ισοτιμίας, η οποία σας επιτρέπει να καταγράψετε το γεγονός ότι παρουσιάστηκε σφάλμα στα δεδομένα, αλλά δεν σας επιτρέπει να διορθώσετε τα δεδομένα.

Για τη διόρθωση ECC, χρησιμοποιείται ο κωδικός Hamming. Το ECC προστατεύει τα συστήματα υπολογιστών από εσφαλμένη λειτουργία λόγω καταστροφής της μνήμης και μειώνει την πιθανότητα κρίσιμης βλάβης του συστήματος. Η μνήμη με δυνατότητα ECC λειτουργεί 2-3% πιο αργά από τη μνήμη χωρίς ECC, ανάλογα με την εφαρμογή.

Λόγοι χρήσης της μνήμης ECC

Δεν υπάρχουν αντικειμενικοί λόγοι για χρήση μνήμης RAM με δυνατότητα ECC σε επιτραπέζιους υπολογιστές. Δεδομένου ότι η πιθανότητα εμφάνισης σφαλμάτων δεδομένων είναι εξαιρετικά χαμηλή, σε κανονικά σενάρια χρήσης υπολογιστή είναι εξαιρετικά απίθανο η εμφάνιση ενός σφάλματος να οδηγήσει σε προβλήματα ή κρίσιμες αστοχίες στη λειτουργία του υπολογιστή. Το χειρότερο σενάριο είναι η εμφάνιση μιας μπλε οθόνης θανάτου BSOD. Επιπλέον, η χρήση της ECC RAM περιπλέκεται από το γεγονός ότι οι περισσότεροι επιτραπέζιοι επεξεργαστές και μητρικές κάρτες δεν υποστηρίζουν αυτόν τον τύπο μνήμης RAM.

Η χρήση της μνήμης RAM με διόρθωση σφαλμάτων ECC είναι σχετική για τον διακομιστή και το εταιρικό τμήμα, όπου οι απαιτήσεις για ανοχή και αξιοπιστία σφαλμάτων είναι πολύ υψηλές και η ορθότητα των δεδομένων μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα των υπολογισμών και τη λειτουργία του συστήματος συνολικά .

Πως σας φαίνεται αυτό? -