Тақырып 5

# Тақырып 5. Энергия жүйесіне тәуелсіз жад

Мақсат: тұрақты жад, жазу принциптары және ақпартты өшіру.

Жоспар:

1. Тұрақты ROM, PROM, EPROM.

2. Электр арқылы өшіру жады — EEPROM және флэш - жады.

3. CompactFlash және SmartMedia Card жад картасы.

1. Тұрақты ROM, PROM, EPROM.

Атына сәйкес, энергия жүйесіне тәуелсіз жад жазылған берілгендерді сақтайды және коректенуші күш болмағанда да, статикалық және динамикалық шала өткізгіштік жадтан айырмашылығы. энергия жүйесіне тәуелсіз жадтың типтерінің көп түрі бар: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory, өзінің тұтыну қасиеттермен, ескертілінген тәсілімен есте сақтайтын ұяшықтардың құру, және қолдану сфераларында ажыратылады. Энергия жүйесіне тәуелсіз жадқа ақпаратты жазу, бағдарламалаумен аталатын, қиын және уақыттың үлкен шығындарын және энергиялар талап етеді, оқумен салыстырғанда.

Бұндай жадтың негізгі жұмыс режимі берілгендерді оқу болып табылады, ал типтері бағдарламалаудан кейін оқуды рұқсат етеді, және олардың жалпы атауы ROM (Read Only Memory - тек оқуға арналған жад), ТЖҚ (тұрақты жадтайтын құрылғы). Ең бірінші тұрақты жадтайтын құрылғы магниттік өзекшелерде орындалды, оқу бағыттаушында ақпарат тігумен тозады. Бағдарламалауда ТЖҚ “ тігу ” ұғымы жатыр.

Программалауды мынадай мүмкіншілігімен ажыратады:

1. Даярлауда программаланатын микросхемалар, (ТЖҚ) - ROM.

2. Толық құрылғыға орнатуды бір рет даярлаудан кейін программаланатын микросхемалар, (ТЖҚ, арнайы программаторларда программаланады) - PROM (Programmable ROM) немесе ПТЖҚ (Программаланатын ТЖҚ).

3. Көп рет өшірілетін және программаланатын микросхемалар, РТЖҚ (репрограммаланатын ТЖҚ), EPROM (Erasable PROM – ТЖҚ өшірілетін).

Энергия жүйесіне тәуелсіз жадта есте сақтайтын ұяшықтар әдетте өз табиғатында тек қана нөлдерді жазуға рұқсат етеді (жиі – тек қана бірліктерді) алдын ала өшірілген (таза) ұяшықтар. Бір рет программаланатын микросхемалар (даярлаудан кейін) тек қана шығатын ұяшықтардың күйін өзгертуге рұқсат етеді. Ұяшықтардың өшіруі барлық микросхемалар үшін орындалады, немесе белгілі бір блок үшін орындалады, немесе бір ұяшықтарға (байт) арналған. Өшіру барлық биттерді өшірілген облысты бір күйге әкеледі (әдетте барлық бірліктерді, жиі - барлық нөлдерді). Өшіру процедурасы жазудан әдетте ұзағырақ. Өшіру тәсіліне байланысты ажыратады:

1. Ультракүлгін сәулемен өшірілетін микросхема — оларды әдетте EPROM (Erasable PROM — стираемые микросхемы) деп атайдым немесе UV-EPROM (Ultra-Violet EPROM, УФРПЗУ);

2. Электрмен өшірілетін микросхемалары (Elecrical Erasable PROM, ЭСПЗУ), соның ішінде және флэш - жады.

Жад типтерінің көбінде программалау процедурасы жоғарғы күшті программалауды (12-26 В) талап етеді, ал бір рет программалау микросхемалар үшін және арнайы басқару интерфейсі. Программалаудан кейін жазылған ақпаратты түпнұсқамен салыстыруы верификация қажет етіледі, программалауды сапасыз басқару жазылған ұяшықтардың өсуіне әкеледі, қайтадан программалауды талап етеді (сәтсіз болуы мүмкін). Кері жағдайда болуы мүмкін, қай кезде көршілес ұяшықтарды “жарып өтеді”, сол кезде қайтадан өшіру талап етіледі (сәтсіз болуы мүмкін). Микросхемаларды өшіру және программалау арнайы құрылғыда – программаторда орындалады, немесе өз толық құрылғыда, егер оған сәйкес құралдар қарастырылған болса. ДК толық құрылғыларына шығарылған микросхемаларға үшін, оларды қайта программалаудың екі әдісі мүмкін:

1. ДК өзінің меншікті процессоры PC -ISW (In - System Write) қолдану;

2. Платаға сыртқы программаторды - ОВР (On - Board Programming) қосу.

Энергия жүйесіне тәуелсіз жад негізінде өзгертілмейтін (немесе сирек өзгеретілетін) ақпаратты сақтау үшін жүйелік программалық қамтамасыз ету (BIOS) қолданылады, кестелер (мысалы, графикалық адаптерлердің генераторлары белгісі), құрылғы конфигурациясының жадтары (ESCD, EEPROM адаптерлері). Бұл ақпарат әдетте ДК жұмыс жасауына маңызды, сондықтан оның сақталуы және бекітілмеген өзгерту өте маңызды. Мазмұнын өзгерту қолайсыздығы (қате немесе вирус әрекетімен) мүмкіншілігі BIOS флэш-жадын сақтауына арналған қолдану болады, толық құрылғыда бағдарламаланады (ДК жүйелік платасында).

2. Электр арқылы өшіру жады — EEPROM және флэш - жады.

Тұрақты жад микросхемаларын өшіру электрлік тәсілменде болуы мүмкін.

Бірақ бұл процес энергия шығын талап етеді, өшіруде (10-30 В) қосымша жоғары күшті қажет етеді және өшіруде көбірек ондаған микросекунд импульс ұзақтығы қажет етеді. EEPROM дәстүрлі микросхемалардың интерфейсі жазу режимінің уақытша диаграммасын үлкен импульс ұзақтығымен иеленді, жүйелік шина жазу сигналы қолдануды рұқсат етпеді. Сонымен қатар, ұяшыққа ақпарат жазуының алдында әдетте жеткілікті ұзақ өшіру талап қойылды. Кішкене көлемді EEPROM микросхемалары әртүрлі адаптер конфигурациясында энергияға тәуелді жады ретінде кеңінен қолданылады. Қазіргі EEPROM микросхемаларында күрделі ішкі құрылысы бар болады, басқарушы автомат ретінде болады.

Флэш - жад анықтамамен EEPROM класына жатады, бірақ есте сақтайтын ұяшықтарды құру ерекше технологиясын қолданады. Флэш - жадын өшіру ұяшықтардың толық облыстары үшін лезде болады (блоктармен немесе толық барлық микросхеманың). Бұл жазу режимінде өнімділікті (бағдарламалауды) маңызды жоғарылатуға рұқсат етті. Флэш-жады жоғары тығыздықты орама үйлесімге ие болады (оның ұяшықтары DRAM ұяшықтарынан 30% аз, электрлік өшірулер және жазулар, төмен тұтынулар, жоғары сенімділікпен үлкен емес құн.

Қазіргі флэш-жады оқу кезінде 35-200 нс рұқсат уақыты болады, динамикалық жад интерфейсімен және синхронды интерфейспен нұсқалары бар болады, синхронды статикалық жадқа интерфейс еске түсіретін. Ақпаратты өшіруі (барлық микросхемада) 1-2 секунды алады. Байтты программалау (жазу) 10 мкс ретпен уақытты алады, микросхемаға айналдыру шиналық циклдары және де жазулар – нормалы процессорға арналған (EPROM және EEPROM сияқты созымағандар).

3. CompactFlash және SmartMedia Card жад картасы.

CompactFlash

CompactFlash карталары флэш - жадта берілгендерді сақтау құрылғысы (12.9. сурет). Карталар мөлшер 42,8 х 36,4 х 3,3 мм болады және 50-контакті разъем (розетка картаға, екі қатарлық штырьковты слотта разъем, тағайындау контактілері пункт.13.1.1). Өткізгіш арқылы 50-ден 68-контакті разъем карталар жасай алады РС Card Type II немесе III слотына орнатады. Қазіргі уақытта шығарылатын карталардың жад көлемі - 4-32 Мбайт, күштену қоректенудің -5 немесе 3,3. Карталар үшеу режимнің бірінде жұмыс істей алады: жад карталары PC Card енгізу/шығару карталары, таза IDE (ATA). Бірінші екі режимде карта PC Card сияқты сол интерфейстік сигналдармен жұмыс істейді. IDE режиміндегі электрлік интерфейс және командалардың жүйесі АТА спецификациясымен толық сәйкес.

2.5.1. сурет CompactFlash картасы

SmartMedia Card

SmartMedia флэш-жады карталары берілгендерді сақтау үшін арналған ең әр түрлі құрылғылар - РОЛ, фотокамераларда, музыкалық аспаптарда және т.б., олар дисктік құрылғылар ретінде ауыстырады. Карталар микросхемаларда флэш-жады есте сақтайтын NAND ұяшықтардың (ұяшықтар логикалық элемент И – НЕ құрастырады) ұйымы үшін негізделеді. Бұл типке флэш-жадқа жылдам оқу тән, жазу және кішкене блоктарды өшіру (256 немесе 512 байт), файлдарды жазулар үшін ыңғайлы. Бұл жадқа арналған өз бетімен байтты баяу оқу және байтты жазу мүмкіншілік жоқ болуы, бірақ қосымшаларға бұл карталардың сондай мүмкіншілік қажет емес, олар сондықтан блоктық айырбасқа келтірілген. Карта түрлері 12.10. суретте көрсетілген. 5В карталар көлемі 16 және 32 Мбит (2 және 4 Мбайт) шығарылады. 3,3В карталар көлемі 16,32 немесе 64 Мбит (2,4,8 Мбайт) шығарылады. SmartMedia карталар үшін PC Card Type II слотына қарапайым өтетін адаптерлер шығарылады. FlashPath ™ құрылғылары - бұл карталарды қарапайым дисководта (!)1,44 Мбайт оқу үшін пайда болды.

2.5.2 сурет. SmartMedia картасы: а – 5В қоректену , б – 3,3В қоректену.

Әдебиет: 5, бет. 12-45; 6, бет. 15- 58

Бақылау сұрақтары:

1. Электр жүйесіне тәуелсіз жадтың қандай типтері бар?

2. Программалау мүмкіншілігімен қандай типтерді ажырата алады?

3. Өшіру тәсіліне байланысты қандай типтерді ажырата алады?

4. Flash-жадта өшіру қалай өтеді?

5. CompactFlash картасы нені көрсетеді?

6. CompactFlash картасының артықшылығы неде?