1 Kỹ Thuật Số Kỹ Thuật Số 2 Chương 7 Bộ nhớ 3  Khái niệm chung  Nguyên lý hoạt động  ROM  RAM  Mở rộng bộ nhớ 4  Bộ nhớ là một thiết bị có khả năng lưu trữ thông tin (nhị phân).  Muốn sử dụng bộ nhớ, trước tiên ta phải ghi dữ liệu và các thông tin cần thiết vào nó, sau đó lấy dữ liệu đã ghi trước đó để sử dụng.  Thủ tục ghi vào và đọc ra phải được kiểm soát chặt chẽ, tránh nhầm lẫn nhờ định vị chính xác từng vị trí ô nhớ và nội dung của bộ nhớ theo một mã địa chỉ duy nhất. 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung Khái niệm: Khái niệm: 5  Memory Cell (Ô nhớ): là linh kiện hay một mạch điện tử dùng để lưu trữ một bit đơn (0 hay 1). Ví dụ: mạch FF, tụ được tích điện, một rãnh trên băng từ hay đĩa từ.  Memory Word (Từ nhớ): là một nhóm các bit (cell) trong bộ nhớ dùng biểu diễn các lệnh hay dữ liệu dưới dạng một số nhị phân. Ví dụ một thanh ghi 8 FF là một phần tử nhớ lưu trữ từ 8 bit. Kích thước của từ nhớ có chiều dài từ 4 đến 64 bit.  Capacity (Dung lượng): chỉ số lượng bit có thể lưu trữ trong bộ nhớ. Ví dụ bộ nhớ có khả năng lưu trữ 4.096 từ nhớ 20 bit, dung lượng của nó là 4096 x 20, mỗi 1024 (=2 10 ) từ nhớ được gọi là “1K”, như vậy 4096 x 20 = 4K x 20. Ngoài ra còn dùng đơn vị 1MB=1024Kbyte=10 20 =1.048.576 byte Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung 6  Address (Địa chỉ): là số nhị phân dùng xác định vị trí của từ nhớ trong bộ nhớ. Mỗi từ nhớ được lưu trong bộ nhớ tại một địa chỉ duy nhất. Địa chỉ luôn luôn được biểu diễn bởi số nhị phân  Read Operation (Fetch Operation-Thao tác đọc): một từ nhớ tại một vị trí nào đó trong bộ nhớ được truy xuất và chuyển sang một thiết bị khác.  Write Operation (Store Operation-Thao tác ghi): một từ mới được đặt vào một vị trí trong bộ nhớ, khi một từ mới được viết vào thì từ cũ mất đi.  Access Time (Thời gian truy cập): Tốc độ làm việc của bộ nhớ, là thời gian cần thiết để hoàn thành một thao tác đọc. Ký hiệu t ACC Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung 7  Volatile Memory (Bộ nhớ bốc hơi): Bộ nhớ cần nguồn điện để lưu trữ thông tin. Khi ngắt điện, thông tin lưu trữ bị mất. Nhiều bộ nhớ bán dẫn thuộc loại này trong khi các bộ nhớ từ không thuộc loại này  Random-Access Memory (RAM-Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên): Là bộ nhớ trong đó vị trí vật lý thực của một từ nhớ không ảnh hưởng đến thời gian đọc hay ghi lên vị trí đó. Nói cách khác, thời gian truy cập là như nhau với mọi địa chỉ nhớ  Sequential-Access Memory (SAM-Bộ nhớ truy cập tuần tự):Khi cần truy xuất một địa chỉ ta phải lướt qua các địa chỉ trước nó. Như vậy thời gian đọc và viết dữ liệu ở những vị trí khác nhau thì khác nhau. Ví dụ: băng từ, đĩa từ. Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung 8  Read/Write Memory (RWM-Bộ nhớ đọc/ghi ): Bộ nhớ có thể ghi vào và đọc ra.  Read Only Memory(ROM- Bộ nhớ chỉ đọc): Là loại bộ nhớ chủ yếu xảy ra thao tác đọc. Về mặt kỹ thuật ROM chỉ được ghi một lần duy nhất. Khi mất điện ROM không mất dữ liệu  Static Memory Devices (Bộ nhớ tĩnh) : là bộ nhớ bán dẫn trong đó dữ liệu đã lưu trữ được duy trì cho đến khi nào còn nguồn nuôi.  Dynamic Memory Devices(Bộ nhớ động) : là bộ nhớ bán dẫn trong đó dữ liệu đã lưu trữ muốn tồn tại phải được ghi lại theo chu kỳ. Tác vụ ghi lại được gọi là làm tươi (refresh). Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung 9  Internal Memory (Bộ nhớ trong ) : Chỉ bộ nhớ chính của máy tính. Nó lưu trữ các lệnh và dữ liệu mà CPU dùng thường xuyên khi hoạt động.  Mass Memory (Bộ nhớ ngoài ): Còn gọi là bộ nhớ phụ, nó chứa một lượng thông tin rất lớn ở bên ngoài máy tính. Tốc độ truy xuất trên bộ nhớ này thường chậm và nó thuộc loại không bốc hơi. Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7.1 7.1 Khái niệm chung Khái niệm chung 10  Chọn địa chỉ trong bộ nhớ để truy xuất (đọc hoặc ghi)  Chọn tác vụ đọc hoặc ghi để thực hiện  Cung cấp dữ liệu để lưu vào bộ nhớ trong tác vụ ghi  Gửi dữ liệu ra từ bộ nhớ trong tác vụ đọc  Cho phép (hoặc cấm) bộ nhớ hoạt động 7.2 7.2 Nguyên lý hoạt động chung của bộ nhớ Nguyên lý hoạt động chung của bộ nhớ [...].. .7. 2 Nguyên lý hoạt động chung của bộ nhớ  Ví dụ: Một bộ nhớ có dung lượng 4Kx8 Xác định số đường dữ liệu, số đường địa chỉ và dung lượng của bộ nhớ tính theo byte - Có 8 đường dữ liệu ra và 8 đường dữ liệu vào - 4K=4*1024=4096=212 ; Có 12 đường địa chỉ - Dung lượng 4096 byte 11 7. 2 Nguyên lý hoạt động chung của bộ nhớ Giao tiếp giữa bộ nhớ và bộ xử lý trung tâm 12 7. 2 Nguyên lý hoạt... động chung của bộ nhớ Giao tiếp giữa bộ nhớ và bộ xử lý trung tâm  Thao tác ghi: - CPU cung cấp địa chỉ nhị phân của vị trí ô nhớ cần ghi dữ liệu và đặt địa chỉ này lên bus địa chỉ - CPU đặt dữ liệu cần lưu trữ lên bus dữ liệu - CPU gởi tín hiệu điều khiển tương ứng với chu trình ghi lên bus điều khiển - IC nhớ giải mã địa chỉ nhị phân xác định vị trí được chọn - Dữ liệu trên bus dữ liệu được truyền... trí nhớ 21 7. 5 Mở rộng bộ nhớ Mở rộng độ dài từ:  Đây là trường hợp số vị trí nhớ đủ cho yêu cầu nhưng dữ liệu cho mỗi vị trí nhớ thì không đủ  Ví dụ: Mở rộng bộ nhớ từ 1Kx1 lên 1Kx8 Dùng 8 IC nhớ 1Kx1, các IC nhớ này sẽ được nối chung bus địa chỉ và các đường tín hiệu điều khiển, mỗi IC quản lý một đường bit 8 IC sẽ vận hành cùng lúc để cho một từ nhớ 8 bit 22 7. 5 Mở rộng bộ nhớ Mở rộng vị trí nhớ: ... trí nhớ:  Số bit cho mỗi vị trí nhớ đủ theo yêu cầu nhưng số vị trí nhớ không đủ  Ví dụ: Có IC nhớ dung lượng 1Kx8 Mở rộng lên 4Kx8 Cần 4 IC Để chọn 1 trong 4 IC nhớ cần một mạch giải mã 2 đường sang 4 đường, ngã ra của mạch giải mã lần lượt nối vào các ngã CS của các IC nhớ IC1:000H-3FFH IC2:400H-7FFH IC3: 800H-BFFH IC4:C00H-FFFH 23 7. 5 Mở rộng bộ nhớ Mở rộng dung lượng nhớ:  Cả vị trí nhớ và độ... xác định 13 7. 2 Nguyên lý hoạt động chung của bộ nhớ Giao tiếp giữa bộ nhớ và bộ xử lý trung tâm  Thao tác đọc: - CPU cung cấp địa chỉ nhị phân của vị trí ô nhớ cần lấy dữ liệu và đặt địa chỉ này lên bus địa chỉ - CPU gởi tín hiệu điều khiển tương ứng với chu trình đọc lên bus điều khiển - IC nhớ giải mã địa chỉ nhị phân xác định vị trí được chọn - IC nhớ đặt dữ liệu cần lấy lên bus dữ liệu và truyền... lượng nhớ ta phải kết hợp cả hai cách nói trên  Ví dụ: Mở rộng bộ nhớ từ 4Kx4 lên 24Kx8 Cần 6 cặp IC mắc song song, mỗi cặp IC có chung địa chỉ và được chọn bởi một mạch giải mã 3 sang 8 đường.Ta chỉ dùng 6 ngã ra từ Y0 đến Y5 của mạch giải mã 24 7. 5 Mở rộng bộ nhớ Mở rộng dung lượng nhớ:  Địa chỉ IC (1&2): 0000H - 0FFFH, IC (3&4) : 1000H - 1FFFH, IC (5&6): 2000H - 2FFFH và IC (7& 8) : 3000H - 3FFFH... được dùng trong hệ vi xử lý như một bộ nhớ tạm thời lưu trữ các chương trình và dữ liệu RAM là loại bộ nhớ bốc hơi nên sẽ mất dữ liệu khi mất nguồn điện Một vài loại CMOS RAM chỉ chiếm một công suất tiêu tán rất nhỏ ở chế độ chờ vì vậy có thể được cấp nguồn pin nên không mất thông tin khi mất điện  Có hai loại RAM: - RAM tĩnh (Static RAM) - RAM động (Dynamic RAM) 18 7. 4 RAM bán dẫn Static RAM (RAM tĩnh):... được và là bộ nhớ không bốc hơi Ngay khi EPROM được lập trình, có thể xóa bằng cách chiếu vào một tia cực tím xuyên qua cửa sổ của EPROM, tuy nhiên tia cực tím sẽ xóa toàn bộ bộ nhớ Sau khi xóa, EPROM có thể được lập trình trở lại Electrical Erasable Programmable ROM (EEPROM) :  Đây là loại ROM lập trình được và xóa được nhờ xung điện và đặc biệt là có thể xóa để sửa trên từng byte 17 7.4 RAM bán... theo thời gian do dòng rò nên DRAM cần được làm tươi tối thiểu 2ms-10ms một lần nhằm nạp lại điện tích cho các tụ nếu không thông tin sẽ bị mất 20 7. 4 RAM bán dẫn Dynamic RAM (RAM động):  Do RAM động có mật độ tích hợp cao, dung lượng bộ nhớ thường rất lớn nên để định vị các phần tử nhớ người ta dùng phương pháp đa hợp địa chỉ, mỗi từ nhớ được chọn khi có đủ hai địa chỉ hàng và cột được lần lượt tác... bus dữ liệu và truyền về CPU 14 7. 3 ROM Mask-Programmed ROM (MROM) :  Được chế tạo trên một phiến silic theo một số bước xử lý như quang khắc và khuếch tán để tạo ra những tiếp giáp bán dẫn có tính dẫn điện theo một chiều (như diode, transistor trường) Người thiết kế định rõ chương trình muốn ghi vào ROM, thông tin này được sử dụng để điều khiển quá trình làm mặt nạ 15 7. 3 ROM Programmable ROM (PROM) . 1 Kỹ Thuật Số Kỹ Thuật Số 2 Chương 7 Bộ nhớ 3  Khái niệm chung  Nguyên lý hoạt động  ROM  RAM  Mở rộng bộ nhớ 4  Bộ nhớ là một thiết. thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: Các thuật ngữ liên quan đến bộ nhớ: 7. 1 7. 1 Khái niệm chung Khái niệm chung 7  Volatile Memory (Bộ nhớ bốc hơi): Bộ nhớ