1 graduaat Elektriciteit/elektronica KHLim - dep. IWT HALFGELEIDER-GEHEUGENS HALFGELEIDER GEHEUGENS STATISCH DYNAMISCH ROM PROM EPROM EEROM

Transcriptie

1 HALFGELEIDER-GEHEUGENS HALFGELEIDER GEHEUGENS WILLEKEURIG TOEGANKELIJK SERIEEL TOEGANKELIJK RAM ROM SRG CCD MBM STATISCH DYNAMISCH ROM PROM EPROM EEROM (ALLEEN-)LEES GEHEUGEN = ROM ROM = Read Only Memory: gebruiker kan (in principe) alleen de reeds aanwezige informatie gaan uitlezen verschillende soorten:» MASKER ROM : informatie door fabrikant ingebracht tijdens productieproces» PROM : kan éénmaal door gebruiker geprogrammeerd worden» EPROM : kan gewist worden met UV-licht» EEPROM : kan elektrisch gewist worden informatie blijft vast in het geheugen, ook als de voedingsspanning wegvalt (non-volatile) is eigenlijk ook willekeurig toegankelijk (random access):» elke geheugenplaats kan aangesproken worden (geadresseerd) om er onmiddellijk uit te lezen Digitale Elektronica. ROM-

2 MASKER ROM MASKER ROM = (Standaard) ROM informatie wordt tijdens het productieproces door de fabrikant ingebracht alleen voor massaproductie, maar dan ook het goedkoopst aangebrachte informatie kan nooit meer gewijzigd worden het aanbrengen van een resp. 0 in het geheugen gebeurt door het al dan niet aanbrengen van een transistor op het kruispunt van een rij en een kolom Kolom (bit lijn) Kolom (bit lijn) Rij Rij +V DD +V DD als Rij hoog wordt gestuurd, zal Kolom hoog worden Storing a '' Storing a '0' als Rij hoog wordt gestuurd, zal Kolom laag blijven EEN EENVOUDIGE MASKER ROM Address decoder Row 0 Row Address input lines 4 Row 8 4 Row 4 5 Row 5 Een 6x8 bit ROM: 6 adressen van elk 8 bits Data output lines Digitale Elektronica. ROM-

3 INTERNE ROM ORGANISATIE ROM is intern ook meestal georganiseerd als een XY-matrix (coïncidentie-principe) Row address Column address Chip enable A A A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 E 0 E Rowdecoder (-of-3) Output buffers 3 x 3 Memory array Column decoders (four -of-8 decoders) and I/O circuits O 3 O O O 0 A A A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 E 0 E ROM 56x4 & 55 EN IECsymbool O 0 O O O 3 PROM PROM = ( time) PROGRAMMABLE ROM PROM = ROM die door gebruiker x kan geprogrammeerd worden in iedere geheugencel is nu een kleine zekering ingebouwd, die met een PROM-programmer (al dan niet - of 0) kan doorgebrand worden d.m.v. een stroompuls (bv. V, 400mA, 0µs) voordeel: tijdsbesparing, geen individueel masker Rijen +V DD Kolommen Digitale Elektronica. ROM- 3

4 EPROM EPROM = UV-erasable PROM EPROM = PROM die door gebruiker kan geprogrammeerd worden» met stroompulsen, in PROM-programmer en acheraf ook weer gewist m.b.v. UVlicht» bv. 5 min. In EPROM-eraser ceramische behuizing met typerend venstertje van kwarts-glas basiscel is een FET met een geïsoleerde floating gate beperkte levensduur: bv. maximaal 00x wissen opgepast: wordt ook gewist door langdurige blootstelling aan daglicht EPROM Digitale Elektronica. ROM- 4

5 EPROM-familie 7xx EPROM-voorbeeld Eerste: 708 = k x 8 (3 voedingsspanningen) 76 = k x 8» lezen : OE=0, CE/PGM=0» schrijven (programmeren, met programmer): V PP =+5V (ipv +5V) OE= adres aanleggen, data aanleggen op datauitgangen CE/PGM=hoge puls gedurende 0 à 50 ms» power-down mode : CE/PGM=hoog P D daalt van 55 mw tot 3 mw max. A A A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 CE/PGM OE & EPROM 048x8 047 [PD/PGM] EN 7C6 O 0 O O O 3 O 4 O 5 O 6 O 7 V CC =+5V Pin 4 V PP =+5V Pin V SS =GND Pin EPROM-familie 7Cxx type omvang type omvang type omvang a. bits 7C08 7C6 7C3 7C64 7C8 7C56 7C5 7C00 7C00 7C040 7C080 K*8 K*8 4K*8 8K*8 6K*8 3K*8 64K*8 8K*8 56K*8 5K*8 M*8 7C04 7C048 7C K*6 8K*6 56K*6 7C400 7C800 7C60 7C30 5K*8 / 56K*6 M*8 / 5K*6 M*8 / M*6 4M*8 / M*6 8K 6K 3K 64K 8K 56K 5K M M 4M 8M 6M 3M 8 bits of 6 bits data (breed) van K tot 4M geheugenwoorden (diep), dus 0 tot adreslijnen oorspronkelijke reeks in NMOS, tegenwoordig volledig CMOS verkrijgbaar in verschillende snelheden: van 55 ns tot 55 ns access time tegenwoordig ook HIGH SPEED versies : bv. 7H00 (45 ns ipv 05 ns) low-voltage reeksen: 7LV00 met V CC = 3.3 V, 7LV00B met.7v<v CC <3.6V OTP-versie : One-time programmable, heeft geen venstertje en is daarom beterkoop (maar dus niet meer wisbaar) Digitale Elektronica. ROM- 5

6 EEPROM EEPROM = electrically erasable PROM EEPROM (E PROM) = PROM die door gebruiker kan geprogrammeerd worden en acheraf ook weer gewist m.b.v. elektrische pulsen kan in de schakeling blijven zitten om gewist en opnieuw geprogrammeerd te worden: ISP (in system programmable) elke geheugenplaats kan individueel gewist worden voor programmeren volstaat +5V leescyclus bv. 00 ns (vergelijkbaar met andere PROMs) schrijfcyclus bv. 9 ms (d.i x trager!) meestal-lees geheugen niet-vluchtig bv. kanaalkiezer TV, instellingen van radio,... FLASH-EPROM Vergelijkbaar met EEPROM, maar eenvoudiger basiscel wissen gebeurt echter over het volledige IC ineens of over een bepaalde blok, maar niet per individueel adres eerste generatie had (naast +5V) ook +V nodig om te programmeren bij volgende generaties wordt deze hogere programmeerspanning op de chip zelf gegenereerd, zodat slechts één voedingsspanning moet aangesloten worden tegenwoordig ook low-voltage versies, bv. 3,3V Digitale Elektronica. ROM- 6

7 PCMCIA FLASH CARD bv. gebruikt ter vervanging van floppy of (kleine) harde schijf» PCMCIA FLASH CARD ( Mbyte tot 8 Gbyte) voor laptop geen bewegende delen schokbestendig geringe stroomopname snellere data transfer PCMCIA = Personal Computer Memory Card International Association FLASH MEMORY CARDS toepassing in bv. digitale foto-camera s, MP3-players, PDA s, verschillende types :» CF = Compact Flash» SD = Secure Digital Card» SM = SmartMedia» MS = Memory Stick (Sony)» MMC = MultiMediaCard» xd = xd-picture Card (Olympus, Fuji, Toshiba) Digitale Elektronica. ROM- 7

8 FLASH MEMORY CARDS toepassing in bv. digitale foto-camera s, MP3-players, PDA s, via card-reader aansluitbaar op PC verschillende types :» CF = Compact Flash» SM = SmartMedia» MMC = MultiMediaCard» SD = Secure Digital Card» MS = Memory Stick (Sony)» xd = xd-picture Card (Olympus, Fuji, Toshiba) USB FLASH PENDRIVE toegepast als removable memory voor PC aansluitbaar op PC via de speciale USB-connector Verkrijgbaar in verschillende groottes en prijzen: USB. grootte 3 MB 64 MB 8 MB 56 MB prijs (maart 004) prijs (maart 005) USB.0 8 MB 56 MB 5 MB GB GB Digitale Elektronica. ROM- 8

9 USB FLASH PENDRIVE toegepast als removable memory voor PC aansluitbaar op PC via de speciale USB-connector speciale uitvoeringen : met geïntegreerde MP3-speler (+ evtl. FM-ontvanger) met geïntegreerde camera met vingerafdrukherkenning Seriële E(E)PROM Combinatie van een EPROM (of EEPROM) met een ingebouwde adres-teller De teller loopt alle adressen af op het ritme van de klok en de data worden bit voor bit naar buiten gestuurd. Weinig IC pinnen nodig, vb. 8-pins DIL (OTP-EPROM) CLOCK Address counter CS OE Control logic CASC EPROM array Shift register DATA Digitale Elektronica. ROM- 9