Urządzenia techniki
Magistrala 25
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
VII. Magistrala  to zestaw linii i układów przełączających mający za zadanie
połączenie ze sobą układów systemu komputerowego: mikroprocesora, pamięci
RAM i ROM, układów I/O.
Magistrala to wspólna droga, dzięki której mogą bezkolizyjnie komunikować się
między sobą nadajnik i odbiornik informacji. Przesyłanie zachodzi zawsze
pomiędzy jednym nadajnikiem i jednym odbiornikiem, przy elektrycznym
odseparowaniu pozostałych układów od linii przesyłającej.
Odseparowanie elektryczne realizują bramki trójstanowe.
Zasada działania magistrali rys 2.36.
%
tylko NAD (nadajnik informacji)
i ODB (odbiornik informacji), np.
dysk twardy i mikroprocesor biorą
w danym momencie udział
w transmisji,
%
pozostałe układy nie biorą udziału
w transmisji, są nieaktywne
(odseparowane elektrycznie)
Urządzenia techniki
Pamięć półprzewodnikowa 26
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
9. PAMI
Ć PÓA
PRZEWODNIKOWA
To scalony układ cyfrowy przeznaczony do przechowywania dużej ilości informacji
w postaci binarnej.
Parametry pamięci:
a) pojemność pamięci to maksymalna ilość informacji jaką może przechowywać
dana pamięć, np. 512 MB
b) czas dostępu to czas jaki musi upłynąć od momentu podania poprawnego
adresu słowa w pamięci do czasu ustalenia się poprawnej wartości tego słowa na
wyjściu pamięci w przypadku operacji odczytu lub w przypadku zapisu  czas, jaki
upłynie do momentu zapisania wartości do tego słowa na wejściu pamięci, np. 5 ns
Pamięć o dostępie swobodnym to pamięć, w której czas dostępu nie zależy od
adresu słowa w pamięci (miejsca przechowywana informacji). Stosowane w
komputerach pamięci są w większości o dostępie swobodnym
c) transfer danych ang. data transfer rate (przepustowość ang. throuthput) to
maksymalna ilość danych, jaką możemy odczytać z pamięci lub zapisać do pamięci
w jednostce czasu. Podawana w MB/s lub MT/s (liczba transferów lub częstotliwość
zegara taktującego transfer na sekundę). Liczba przesyłanych bitów w jednym
transferze, obecnie wynosi 64 bity czyli 8 bajtów. Przykładowe wartości: liczba
transferów 10600MB/s, częstotliwość zegara 1333MT/s (10600MB/s/8B)
Urządzenia techniki
Pamięć półprzewodnikowa 27
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
Podział pamięci:
a) pamięć RAM jest pamięcią o dostępie swobodnym przeznaczoną do odczytu i
zapisu. Jest pamięcią ulotną  po wyłączeniu zasilania jest tracona
Zastosowanie: pamięć operacyjna komputera
Rodzaje pamięci RAM:
%
DRAM - pamięć dynamiczna jest wolna i tańsza od statycznej, stosowana
głównie do budowy pamięci operacyjnej komputera. A
atwo podlega scalaniu co
oznacza, że posiada większe pojemności od statycznej dla takiej samej wielkości
układu. Wadą jej jest konieczność odświeżania (co jakiś czas ponownie muszą być
zapisane informacje do komórek pamięci)
Zasada działania komórki pamięci opiera się na magazynowaniu ładunku o
niewielkiej pojemności. Nie naładowana pojemność to zero logiczne, a naładowana
to jedynka. Niestety istnieje potrzeba cyklicznego doładowywania pojemności.
%
SRAM - pamięć statyczna jest szybka i droga, stosowana głównie do budowy
pamięci podręcznej (cache) komputera
b) pamięć ROM jest pamięcią o dostępie swobodnym przeznaczoną tylko do
odczytu, jest nieulotna  po wyłączaniu zasilania nie jest tracona.
Zastosowanie: przechowuje BIOS, oprogramowanie urządzeń (soft, firmware), do
budowy PenDrive i kart pamięci (pamięć typu flash)
Urządzenia techniki
Pamięć półprzewodnikowa 28
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
Budowa pamięci rys. 2.37:
%
DB lub DQ to szyna wejścia/wyjścia danych, służy
do wprowadzania i wyprowadzania informacji do
i z pamięci,
%
AB to wejście adresowe, służy do dokonywania
wyboru , na którym z wielu słów w pamięci zostanie
wykonana operacja (zapisu bądz
odczytu),
%
R/W# to wejście sterujące, informuje układ pamięci
jakiego rodzaju operacja będzie wykonywana (zapisu
bądz
odczytu),
%
CS# to wejście uaktywniające układ pamięci, służy do łączenia ze sobą dwóch
lub więcej układów scalonych pamięci.
Pojęcia związane z pamięcią:
Adres to liczba (numer) przypisana danemu miejscu (słowu) w pamięci w celu jego
identyfikacji.
Słowo to zestaw pojedynczych komórek (pojedynczych bitów) pamięci, do
którego odwołujemy się pojedynczym adresem.
Urządzenia techniki
Pamięć DRAM 29
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
9.1. Pamięć DRAM
Budowa pamięci DRAM rys. 2.42 a i b:
%
OE# (ang. Output Enable) to wejście
sterujące, zezwolenie na wprowadzanie (odczyt)
informacji
%
WE# (ang. Write Enable) to wejście
sterujące, zezwolenie na zapis informacji
%
CE# (ang. Chip Enable) to wejście
uaktywniające układ pamięci, służy do łączenia
ze sobą dwóch lub więcej układów scalonych
pamięci
%
RAS# (ang. Row Address Strobe) to wprowadzanie adresu do pamięci
%
CAS# (ang. Column Address Strobe) to wprowadzanie adresu do pamięci
Urządzenia techniki
Pamięć DRAM 30
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
Adres słowa, na którym chcemy wykonywać operacje podawany jest w dwóch
częściach zwanych:
%
adresem wiersza, związany z RAS#
%
adresem kolumny, związany z CAS#
Taka konstrukcja zmniejsza ilość wyprowadzeń szyny adresowej i upraszcza
konstrukcję dekoderów adresu.
Urządzenia techniki
Pamięć SDRAM 31
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
Oznaczenia pamięci SDRAM
%
SDR SDRAM oznaczamy jako PC xxx, np. PC 100
gdzie,
xxx  maksymalna częstotliwość zegara taktującego
%
DDR SDRAM oznaczamy jako DDR yyy, np. DDR 200
gdzie,
yyy  maksymalna podwojona częstotliwość zegara taktującego (częstotliwość
transferu danych czyli przepustowość)
%
DDR SDRAM oznaczamy również jako PC zzzz, np. PC 1600
gdzie,
zzzz  częstotliwość transferu danych (przepustowość) w MB/s
DDR 200 = PC1600
ponieważ pamięci te przesyłają w jednym transferze 8 bajtów, czyli 8 B*200 MHz =
1600 MB/s
Urządzenia techniki
Pamięć SDRAM 32
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
Przykłady oznaczeń pamięci SDRAM
Efektywna
Maksymalna
Nazwa Typ częstotliwość
przepustowość
taktowania
PC-66 SDRAM 66 MHz v 0,5 GB/s
PC-133 SDRAM 133 MHz v 1,06 GB/s
PC-2100 DDR-266 266 MHz v 2,1 GB/s
PC-2700 DDR-333 333 MHz v 2,7 GB/s
PC-4200 DDR-533 533 MHz v 4,2 GB/s
PC2-4300 DDR2-533 533 MHz v 4,3 GB/s
PC2-6400 DDR2-800 800 MHz v 6,4 GB/s
PC3-10600 DDR3-1333 1333 MHz 10,6 GB/s
PC3-12800 DDR3-1600 1600 MHz 12,8 GB/s
W DDR, DDR2, DDR3 rzeczywiste taktowanie = efektywne/2 a szerokość szyny
wynosi 64 bity czyli 8 bajty
Urządzenia techniki
Pamięć SDRAM 33
komputerowej mgr inż. Szymon Wilk
SDRAM zasilanie 3,3V, pinów 168 z dwoma przedziałami, opóz
nienie 7,5 ns,
DDR przesyła 2 bity w jednym takcie zegara DDR 266  2*133MHz, zasilanie
2,5 V, 184 piny, szerokość magistrali 64 bity, opóz
nienie ok. 4ns,
DDR2 przesyła 4 bity w jednym takcie zegara DDR2-800  4*200MHz, zasilanie
1,8 V, piny 240, opóz
nienie 5 ns
DDR3 napięcie 1,5 V, większe opóz
nienia 7-9ns, wyższa przepustowość, piny
240
DDR, DDR2 i DDR3 wykorzystuje do transmisji zarówno zbocze narastające i
opadające w przeciwieństwie do SDRAM, w którym tylko jedno