Время доступа


Время доступа
Уже говорилось, что время доступа в микросхеме динамического ЗУПВ около 450 не. У статических микросхем обычно это время меньше (см. рис. 8.2) — от 250 до 60 не в ближайшей перспективе.
В каждом компьютере есть тактовый генератор. Тактовая частота может быть, например, 1 МГц. При такой частоте полный цикл процессора составляет 1 мке или 1000 не. На рис. 8.13 изображен цикл процессора длительностью 1000 не.

Цикл содержит один период сигнала, генерируемого тактовым генератором. Этот период состоит из нескольких участков. Начальное напряжение 0 В увеличивается до +5В и остается неизменным около 500 не и затем падает до 0 В и остается таким остальные 500 не, потом следует новый цикл. На самом деле, напряжение не может увеличиться от 0 В до + 5 В мгновенно. Для этого требуется около 25 не. Такое же время требуется для уменьшения напряжения с +5 В до 0 В.
Если на оси ординат отложить напряжение, а по оси абсцисс — время, то получится изображение импульсов прямоугольной А формы, генерируемых тактовым генератором. Различные участки импульса имеют
определенные названия. Участок длительностью. 25 не, когда напряжение увеличивается, называется фронтом импульса, а участок, когда напряжение уменьшается, называется спадом. Участок высокого напряжения — это вершина импульса, а участок низкого напряжения — Основание импульса. Процессор может использовать две последовательности импульсов. В этом случае одна используется в системе адресации и называется Фаза-1, а другая, используемая для перемещения данных, называется Фаза-2. Эти последовательности импульсов синхронизации, генерируемые тактовым генератором, управляют процессором.
Фронт сигнала Фаза-1, поступая в процессор, включает адресацию битов, и те покидают процессор через адресные выводы. Фронт также включает схему ввода-вывода. Та посылает сигнал WE. Например, чтобы установить операцию чтения, требуется установить Н-уровень на линии WE (рис. 8.14), а для установки операции записи — L-уровень. Фронт управляет и другими необходимыми сигналами.
Скажем, микросхеме 4116 нужно определить, какие адресные биты получены от мультиплексора. Сигнал, называемый RAS, сообщает своим L-уровням на вход 4116, что прибыли семь битов адреса строки. Эти биты принимаются и поступают в цепь адреса строки микросхемы.
Низкий уровень сигнала CAS сообщает входной цепи, что прибыли сумь битов адреса столбца. Микросхема выключает цепь синхронизации для строки и включает цепь синхронизации для столбца. Адрес столбца принимается и посылается в цепь адреса столбца. В конце первого участка сигнала синхронизации все микросхемы 4116 адресованы и выбранный регистр активирован. Это лервый этап доступа к памяти. Он длился примерно 200 не. Регистр с требуемым адресом готов к чтению или записи.
Если это чтение, то копия содержимого регистра будет размещена на шине данных. В случае записи процессор размещает требуемые биты на шине данных. Там они готовы к перемещению в регистр и дальнейшему хранению в нем. Каждая операция требует определенного времени.
Сигнал синхронизации Фаза-2 управляет совокупностью данных. Две системы синхронизации работают в противофазе. Когда на первой установлен Н-уровень, то на второй — L-уровень и наоборот. Фронт сигнала Фаза-2 указывает процессору начать размещение данных на шине, что требует около 100 не. Когда данные уже на шине, спад сигнала Фаза-2 включит процесс перемещения данных в процессор или в регистр памяти, в зависимости от операции, выполняемой процессором. Микросхемы типа 4116 могут иметь время доступа 300, 200 или 150 не. Когда к определенным процессору и тактовому генератору подбираются микросхемы памяти, необходимо позаботиться о том, чтобы время доступа соответствовало характеристикам процессора. Если микросхемы памяти слишком медленны для процессора, тот не будет работать должным образом.

При определении времени доступа уже было сказано, что адрес должен установиться в адресной шине, а данные — в шине данных. Совокупность битов устанавливается после промежутка времени, называемого временем установки. В специальных справочниках вы можете найти время установки адреса и время установки данных. Биты должны оставаться неизменными в ходе установки на шину, а также они должны храниться на шине короткий промежуток времени, после чего проводится адресация и данные
поступают в регистр. Этот промежуток называется временем удерживания. Время удерживания значительно больше времени установки: время удерживания может быть 300 не для адресных битов и 100 не для битов данных, а время установки — приблизительно 10 не.
В итоге процессор получает доступ к микросхеме памяти, когда значения битов шины данных и битов шины адресов остаются неизменными. Микросхемы памяти должны быть достаточно быстрыми для того, чтобы все биты успевали попасть на шину данных в процессе операции чтения, а в процессе операции записи микросхема памяти должна успевать принимать данные из процессора.
Для примера рассмотрим работу процессора 6502 с микросхемой ЗУПВ со временем доступа 300 не. Работая с частотой 1 МГц, процессор для доступа к памяти располагает 575 не. Микросхема памяти со временем доступа 300 не легко успевает послать биты данных на шину данных или получить их оттуда.

 

 Поиск и устранение неисправностей в персональных компьютерах