Лекции по Синтезу цифрового коммутационного модуля   

4. Синтез цифрового модуля временной коммутации каналов

4.3.2. Организация памяти

На этом этапе решается задача построения ОЗУ БВК заданного объема на основе стандартных полупроводниковых ЗУ, выпускаемых промышленностью. В цифровых системах коммутации находят применение полупроводниковые ЗУ с произвольной выборкой различной емкости, начиная с ЗУ на элементах средней степени интеграции типа K-I55 РУ-2 16x4 до ЗУ на БИС-одно-и  многокристальных. В системах используются как статические, так и динамические ЗУ. В статических ЗУ в качестве элементов памяти используются триггерные схемы различных типов, объединяемые в некоторую регулярную структуру, управляемую сигналом записи/считывания (3/С) и сигналом выбора кристалла (ВК). Чтение и запись информации происходит по адресу, поступающему в ЗУ по адресным шинам. Расшифровка адреса выполняется в дешифраторе, который обычно реализуется в том же кристалле, что и ЗУ. В современных динамических ЗУ в качестве элемента памяти используется емкость затвор-канал МОП-транзистора, которая при записи информации заряжается. Однако время хранения заряда невелико (порядка 10-3 ), поэтому требуется периодический ее подзаряд, т.е. регенерация записанной информации. Этот процесс выполняется под действием внешних тактовых импульсов, причем схемы регенерации могут быть как вынесенными, так и совмещенными на одном кристалле с матрицей памяти. При пропадании тактовых импульсов информация в ЗУ разрушается. Как известно, реализация элемента памяти в статическом ЗУ обходится вдвое дороже по количеству транзисторов, чем динамические ЗУ, которые к тому же обладают более высоким быстродействием и меньшей потребляемой мощностью (всего несколько мкВт/бит). Однако необходимость реализации схем регенерации в динамических ОЗУ обычно ограничивает эффективность использования их только для ЗУ большой емкости. Поэтому для ЗУ малой и средней емкости обычно используются статические ЗУ.Однако оба типа ЗУ обладают общим существенным недостатком - разрушением информации при отключении источников питания.

Каждое ЗУ имеет адресные шины ША, по которым поступает адрес ячейки памяти; входные информационные шины ШИ, по которым поступает информация для записи в память; выходные ШИ, по которым информация выдается из памяти, и сигналы управления: сигнал запись/считиваяие (3/С), определяющий режим работы ЗУ; сигнал выбора кристалла (ВК), используемый при организации нескольких блоков ЗУ, связанных общей выходной шиной; и предназначенный для отключения в случае необходимости данного субблока ЗУ от общей шины. В динамическом ЗУ, кроме того, имеется управляющий сигнал синхронизации "СИНХ", который используется, во-первых, для заряда выходных емкостей перед чтением информации и, во-вторых, для синхронизации сигнала ВК.


В общем случае ЗУ может иметь несколько управляющих сигналов ВК, но при наличии одного ВК обращение к ЗУ происходит, если ВК = 1, и заблокировано, если ВК = 0. Сигнал 3/С - дуальный: если он присутствует, т.е. 3/С = 0, то ЗУ находится в режиме записи; если нет, т.е. 3/С =1, то ЗУ находится в режиме считывания (хранения). В обоих режимах (записи и считывания) адресные сигналы подаются до поступления управляющих сигналов ВК и 3/С. В табл. 4 приведены характеристики некоторых типов ОЗУ. Как видно, на одном БИС ЗУ реализуется некоторое конечное число однобитовых слов (от 0,25 к до 16 к), т.е. память имеет структуру Nxl) бит. Поэтому для образования требуемой длины слова хранения необходимо выбрать число БИС, равное числу разрядов слова. На рис. 9 приведен пример организации памяти для случая хранения k -разрядного слова и общей емкости (Nk) бит. Совокупность k одноразрядных выходных шин данных всех БИС ЗУ образует k-разрядную шину данных системы памяти. Для реализации одновременного обращения ко всем k БИС ОЗУ и ША. и ШУ всех БИС запараллеливаются.

При построении БВК цифровых систем коммутации может возникнуть необходимость в построении ЗУ с числом слов, большим N. В этом случае используется страничная организация памяти. Каждый субблок системы NK образует "страницу" памяти, к которой адресуются по шине ШA, по которой поступает адрес страницы-субблока. Выборка требуемого слова памяти производится по адресу, поступающему на шины адреса ША каждого субблока. Для того, чтобы отключить от общей шины ШИ невыбранные субблоки, используется сигнал выбор кристалла (ВК), который управляет трехстабильной схемой ввода/вы- вода на каждом кристалле ЗУ, переводя ее в третье состояние, называемое состоянием разомкнутой цепи или высокого сопротивления.

Таблица 4

Тип микро-схемы п/п 0ЗУ

Технология

Информа

ционная емкость, слов х разрядов

Длина адрес-ного слова, бит

Время обра-щения,нс

Напряже-ние пи-тания, В

Потребляе-мая мощ-ность, мВт

КI55РУ5

ТТЛ

2561

8

60

5

700

КI88РУ2А

ТТЛ

2561

8

500

5

стат:250

дин:500

КI76РУ2

К-МОП

2561

8

550

   

К500РУ410

ЭСЛ

2561

8

25

-5, 2

750

К500РУ415

ЭСЛ

10241

10

30

-5, 2

730

КР565РУ2А

п-МОП

10241

10

400

12;5;-5

300

КI55РУ1А

ТТЛ

20481

11

400

5

 

КР565РУ1А

п-МОП

40961

12

200

12;5;-5

3;0,25;0,125

КI55РУ1Б

ТТЛ

40961

12

400

5

 

КР541РУ31

ЭСЛ

81921

13

150

5

550

КР541РУ3

ЭСЛ

163841

14

150

5

550



*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.