II. Mạch giải mó
4. Cỏc loại RAM thường gặp
Cú hai loại RAM : RAM tĩnh và RAM động
RAM tĩnh cấu tạo bởi cỏc tế bào nhớ là cỏc FF, RAM động lợi dụng cỏc điện
dung ký sinh giữa cỏc cực của transistor MOS, trạng thỏi tớch điện hay khụng của tụ tương ứng với hai bit 1 và 0. Do RAM động cú mật độ tớch hợp cao, dung lượng bộ nhớ thường rất lớn nờn để định vị cỏc phần tử nhớ người ta dựng phương phỏp đa hợp địa chỉ, mỗi từ nhớ được chọn khi cú đủ hai địa chỉ hàng và cột được lần lượt tỏc động. Phương phỏp này cho phộp n đường địa chỉ truy xuất được 22n vị trớ nhớ.
a. .Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiờn RAM tĩnh
Cấu trỳc tổng quỏt của RAM tĩnh: RAM được tổ chức dưới dạng ma trận cỏc ụ nhớ. Mỗi ụ nhớ là một trigơ RST hoặc trigơ D. Để cú thể ghi lưu trữ và đọc
thụng tin được dễ dàng, cỏc ụ nhớ được sắp xếp và định vị theo hàng và cột. Việc truy cập vào từng ụ nhớ để đọc hoặc ghi thụng tin được giải quyết nhờ khối giải mó địa chỉ hàng và giải mó địa chỉ cột. Theo nguyờn tắc tổ chức nờu trờn, người ta chế tạo cỏc RAM tĩnh cú (2n x b)bit. RAM cú cỏc lối vào địa chỉ (Address), cỏc lối vào dữ liệu (Data), cỏc lối vào điều khiển (Control) và cỏc lối ra dữ liệu. Cỏc RAM tĩnh dựng trong mỏy tớnh cỏc đường dữ liệu vào ra thường kết hợp làm một nhờ dựng cỏc cửa 3 trạng thỏi.
Sơ đồ khối mụ tả cấu trỳc của RAM tĩnh 6164: Cấu trỳc của RAM gồm: ma trận cỏc ụ nhớ, khối giải mó địa chỉ và điều khiển đọc, viết, vào, ra dữ liệu. Vi mạch RAM 6164 cú 13 đường địa chỉ là: A0, .., A12, 4 đường điều khiển và 8 đường dữ liệu vào ra chung nhau là : D0, .., D7 Đầu vào điều khiển:
CS: Chip Selection: chip chọn; OE: Output Enable: đầu vào điều khiển cho
phộp ra
WE: Write Enable: Đầu điều khiển cho phộp ghi.
b. Cỏc bộ nhớ RAM động
Nguyờn tắc nhớ của cỏc ụ nhớ động là thụng tin được lưu trữ điện tớch của một tụ điện C, nếu tụ C được nạp điện ta cú thụng tin bằng 1, cũn tụ khụng được nạp điện ta cú thụng tin bằng 0. Vỡ điện tớch trong tụ điện sẽ giảm dần theo thời gian do trở dũ của mạch điện nờn để duy trỡ được thụng tin, sau một thời gian nhất định (2ms) người ta phải nạp lại thụng tin tớch điện lại cho tụ. Quỏ trỡnh này gọi là làm tươi bộ nhớ (refresh). Để làm tươi bộ nhớ người ta phải đọc thụng tin trong bộ nhớ ra đem nạp vào bộ nhớ đệm rồi từ bộ nhớ đệm lại tiến hành cỏc thao tỏc ghi lại thụng tin vào bộ nhớ RAM động.
Cấu tạo một ụ nhớ của RAM động dựng MOSFET
Mạch cú 3 MOSFET, T1, T3 hoạt động như cỏc khoỏ điện tử, cỏc khoỏ này được điều khiển bằng cỏc xung lệnh truyền qua đường điều khiển đọc, đường điều khiển ghi. T2 cựng T3 tạo thành một mạch đảo. Cực cửa của T2 tạo thành một tụ điện C. Dữ liệu nạp vào ụ nhớ được lưu trữ dưới dạng điện tớch nạp ở tụ điện này.
ễ nhớ cú 4 đường:
-Đường điều khiển đọc và điều khiển ghi thuộc về một từ (word)
-Đường “ghi” để ghi dữ liệu vào, đường “đọc” để lấy dữ liệu ra.
Thao tỏc ghi dữ liệu vào RAM: Giả sử T1, T2, T3 đều là cỏc tranzito MOS kờnh
P.
- Cho xung õm vào đường “điều khiển ghi”, T1 dẫn. Nếu đường “ghi” ở 0V tụ C khụng tớch điện: ghi bit “0”.
- Nếu đường “ghi” ở (-U), tụ C cú điện tớch: ghi bit “1”.
Thao tỏc đọc:
- Cho xung õm vào đường “điều khiển đọc”.
- Nếu tụ C khụng cú điện tớch (bit “0”) thỡ T2 cấm lỡm T3 cũng cấm, đường “đọc” khụng cú dũng điện ra: đọc “0”.
- Nếu tụ C cú điện tớch (bit “1”) thỡ T2 dẫn làm T3 cũng dẫn đường
“đọc” cú xung dũng điện” đọc “1”. Vỡ mạch luụn mất dần điện tớch trờn tụ điện C (do hiện tượng dũ) nờn dữ liệu khụng lưu trữ được vĩnh viễn. Do đú mạch cần được “viết” lại liờn tục, chu kỳ làm tươi bộ nhớ cỡ 2ms, chớnh vỡ vậy tốc độ của RAM động chậm hơn so với RAM tĩnh.