Ассоциативная память. Структурная схема

Ассоциативная память – это память, где информация ищется не по адресу, а по какому либо характерному признаку в информации.

В памяти этого типа поиск информации происходит не по адресу, а по ее содержанию. Под содержанием информации в данном случае понимается не смысловая нагрузка лежащего на хранении в ячейке памяти слова, а содержание ЗЭ ячейки памяти, т.е. побитовый состав записанного двоичного слова. При этом ассоциативный запрос (признак) также представляет собой двоичный код с определенным побитовым составом. Поиск по ассоциативному признаку происходит параллельно во времени для всех ячеек ЗМ и представляет собой операцию сравнения содержимого разрядов регистра признака с содержимым соответствующих разрядов ячеек памяти. Для организации такого поиска все ЗЭ ЗМ снабжены однобитовыми процессорами, поэтому в ряде случаев память такого типа рассматривают как многопроцессорную систему.

Включает в себя:

- запоминающий массив для хранения N m-разрядных слов, в каждом из которых несколько младших разрядов занимает служебная информация;

- регистр ассоциативного признака, куда помещается код искомой информации (признак поиска). Разрядность регистра k обычно меньше длины слова m;

- схемы совпадения, используемые для параллельного сравнения каждого бита всех хранимых слов с соответствующим битом признака поиска и выработки сигналов совпадения;

- регистр совпадений, где каждой ячейке запоминающего массива соответствует один разряд, в который заносится единица, если все разряды соответствующей ячейки совпали с одноименными разрядами признака поиска;

- регистр маски, позволяющий запретить сравнение определенных битов;

- комбинационную схему, которая на основании анализа содержимого регистра совпадений формирует сигналы, характеризующие результаты поиска информации.

 

Диодное ПЗУ, схема, достоинства и недостатки

 

 

Классификация ПЗУ по способу записи информации, достоинства и недостатки

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) предназначены для постоянного, энергонезависимого хранения информации.

По способу записи ПЗУ классифицируют следующим образом:

1. однократно программируемые маской на предприятии-изготовителе;

2. однократно программируемые пользователем с помощью специальных устройств, называемых программаторами - ППЗУ;

3. перепрограммируемые, или репрограммируемые ПЗУ - РПЗУ.

Масочные ПЗУ

Программирование масочных ПЗУ происходит в процессе изготовления БИС. Обычно на кристалле полупроводника вначале создаются все запоминающие элементы (ЗЭ), а затем на заключительных технологических операциях с помощью фотошаблона слоя коммутации реализуются связи между линиями адреса, данных и собственно запоминающим элементом. Этот шаблон (маска) выполняется в соответствии с пожеланиями заказчика по картам заказа. Перечень возможных вариантов карт заказов приводится в технических условиях на ИМС ПЗУ. Такие ПЗУ изготавливаются на основе матриц диодов, биполярных или МОП-транзисторов.

Программируемые ПЗУ (ППЗУ) представляют собой такие же диодные или транзисторные матрицы, как и масочные ПЗУ, но с иным исполнением ЗЭ. Запоминающий элемент ППЗУ приведен на рис. 12.5. Доступ к нему обеспечивается подачей логического 0 на линию адреса ЛА _i. Запись в него производится в результате осаждения (расплавления) плавких вставок ПВ, включенных последовательно с диодами, эмиттерами биполярных транзисторов, стоками МОП-транзисторов. Плавкая вставка ПВ представляет собой небольшой участок металлизации, который разрушается (расплавляется) при программировании импульсами тока величиной 50 100 микроампер и длительностью порядка 2 миллисекунд. Если вставка сохранена, то в ЗЭ записан логический 0, поскольку реализована цепь между источником питания и землей на ЛА _i через диод (в транзисторных матрицах – через открытый транзистор). Если вставка разрушена, то указанной цепинет и в ЗЭ записана логическая 1.

Репрограммируемые ПЗУ (РПЗУ) делятся на два основные вида:

1. На основе МОП-матриц, в которых между металлическим затвором и слоем изолирующего оксида осаждается тонкий слой нитрида кремния. Отсюда и название технологии изготовления МНОП – металл – нитрид – оксид – полупроводник. Этот материал имеет свойство сохранять электрический заряд (положительный или отрицательный в зависимости от материала МОП-матрицы) после подачи на затвор транзистора программирующего импульса. Амплитуда этого импульса в несколько раз превышает напряжение источника питания ПЗУ в рабочем режиме (+ 5 В) и достигает 20 30 В. Длительность программирующего импульса составляет порядка десятков миллисекунд. При отсутствии дополнительных сигналов программирования или при отключении источника питания заряд в слое нитрида кремния будет сохраняться достаточно долго (гарантия порядка 10 лет).

Стирание информации в РПЗУ данного вида производится также электрическим путем. Часто допускается возможность не только общего стирания всего объема информации, но и избирательное (пословное) стирание с последующим выполнением пословной записи.

2. РПЗУ со стиранием информации ультрафиолетовым (УФ) облучением кристалла. Облучение производится в течение 10 20 минут через прозрачную кварцевую крышку на БИС РПЗУ.

 

 

50.Структурная схема блока запоминающих элементов ассоциативной памяти