Sərbəst iş №1 Elektron qurğuların təsnifatı. Elektronikanın inkişaf mərhələləri, siqnallar və onların təsnifatı

Sərbəst iş №7
Yarımkeçirici yaddaş elementləri, statik və
dinamik yaddaş qurğuları
MPE-nə üçüncü şini olan – idarəetmə şini daxildir. MPE-dən bilavasitə çıxışları ilə təşkil olunan ünvanlar və məlumatlar şinlərindən fərqli olaraq idarəetmə şini MPE-nin BİS-nə nisbətən xüsusi quruluşla formalaşır.
Hər maşın siklinin əvvəlində mərkəzi prosessor SİNX siqnalı ilə eyni vaxtda məlumat şininə həmin maşın siklində onun vəziyyəti haqda siqnal verir. Məlumçatlar şininə bu zaman ayrı-ayrı bitləri aşağıdakı mənanı daşıyır:
- İNTA, İnterrupt Acknowledge, yəni əsas proqramın kəsilməsinə razılıq; bu siqnal proqramın kəsilməsinə əmrin sifarişini verən xarici quruluşdan məlumat şininə daxil olunması üçün istifadə olunur; RST əmri məlumatlar şininə o zaman daxil edilir ki, axırıncı informasiyanın DBİN (Data bus in) qəbulu və ya OX vəziyyətinə keçir;
- ? Write or Output – invers siqnal olmaqla, cari maşın siklinin yadaşa yazma və ya xarici quruluşa məlumatın ötürülməsinin əmələ gəlməsini göstərir, əks halda (bu siqnalın invers səviyyəsi olmadıqda) – yaddaşdan məlumatın oxunması və ya giriş quruluşundan informasiyanın qəbulu;
STACK – bu siqnal əsas yaddaşda məlumat ünvanın stek göstəricisindən alınanı ünvan şinində saxlayır;
– HLTA, Halt instruction Acknowtion, SAXLA əmrinin yerinə yetirilməsinə razılıq verilir;
- OUT – ünvan şini çıxış quruluşunun ünvanını verir, və məlumat şini prosessor məlumatların verilmə vəziyyətinə keçən andan buna təyin olunmuş quruluşun informasiyasını özündə saxlayacaq;
- M1 – Memory – MPE - in yaddaşından əmrin birinci baytının seçmə siklində olacaqdır;
– İNT, İNPUT – ünvan şini giriş məlumat quruluşun ünvanını saaxlayır, və ona giriş məlumatlar prosessor məlumatların qəbulu vəziyyətinə (oxuma) keşən andan məlumat şininə verilməlidir;
– MEMR, Memory – verilmiş maşın siklində məlumatlar şini yaddaş quruluşunfan informasiyanın oxunması üçün istifadə olunacaq.
Bu suqnallar mərkəzi prosessor tərəfindən hasil edilir və maşın siklinin əvvəlində məlumatlar şininə çox kiçik period ərzində - bir maşın taktı ərzində verilir, Bu siqnalların saxlanması üçün səviyyələrin qeyd olunması tələb olunur, odur ki, sistemin tərkibinə vəziyyətin kodu xüsusi qeydedici və ya əsistem kontrolleri dazildir. Bu məqsədələ ÇBR-i istifadə olunur.
Məlumatlar şininə vəziyyət sözü verildikdə mərkəzi prosessor SİNX siqnalının məntiqi 1 vəziyyətinə mevirməklə sistemi bu haqda informasiya edir. Bu siqnal impulsları məlumat şinindən qeydediciyə buraxaraq strob – impuls kimi isitfadə edilir.
S istem kontrollerin bir çox siqnalları informasiyalı olmaqla, sistemin daxilində məlumatların ötürülməsinin idarə olunması üçün də istifadə olunur. İlk növbədə bu İNTA, İNP, MEMR və OUT siqnallarına aiddir. Bu siqnallar mərkəzi prosesaorun DBİN (məlumatın qəbulu) və ( ) siqnallar; ilə birləşir və beliliklə, idarə-etmə şinini formalaıdırırlar. İdarəetmə şininin YQ OX (yaddaş quruluşun oxuması), YQ YAZ (yaddaş quruluşa yazma), GÇ OX (giriş-çıxış oxuma) və GÇ YAZ (giriş-çıxış yazması) bir-birinə əks olduğundan, idarəetmə şininin istifadəsi MPE-nin xarici quruluşla qarşılıqlı işini asanlaşdırır.
Sistemin realizə edilməsi və sadələşdirilməsi üçün sistem kontrollerin və şin formalaşdırıcısı funksiyasını birləşdirən mikrosxem istifadə olunur (şəkil 2).
Yaddaş sistemi daimi yaddaş quruluşu (DYQ), oprativ yaddaş quruluşundan (OYQ) ibarətdir. DYQ ona yazılan informasiyanın ancaq oxunması yol verilir. OYQ-da isə cari məlumat əvvəl yazılır, sonra isə oxunur.
D YQ-nun tərkibinə ünvanların dekodlaşdırılması quruluşu, çıxış beferləri və proqramlaşan məntiqi matris (PMM) daxildir. PMM informasiyanın saxlanma yeridir (şəkil 3). Sadə matris şaquli (informasiya) və horizontal (ünvan) kəsişən şin (keçirici) cərgələridir. Verilən matrisdə saxlanan, həmin proqramla təyin edilən nöqtələrdə, şinlər bir – biri ilə diodlar vasitəsi ilə birləşirlər. Diodların isitfadəsi cərəyanın bir istiqamətli axmasını təmin edir və şinlərin bir – birinə mümkün təsirini aradan götürür.
Diodun müvafiq informasiya şininə qoşulması vahidin yazılmasına ekvivalentdir, şinlər birləşmiş olmadıqda isə bu 0 yazılmasına müvafiqdir. Beləliklə, diodların matrisdə yerləşdirilməsi DYQ-da bir maşın sözünün saxlanmasını təyin edir (şəkil 3). Diodlu matris VƏ-YA elementar məntiqi sxemin inkişafıdır, çünki hər bir çıxış şinində siqnal onun ünvan şini aktivləşəndə əmələ gəlir.Ünvanlar şini xətti ilə yaddaş quruluşun girişinə yaddaş özəyinin ünvanı daxil edilir, ondan da orada saxlanan maşın sözünün oxunması əmələ gəlir. Bu ünvan dekodlaşmalıdır, yəni elə ünvan şinini ayrılır ki, o ünvan şinin verilmiş 0 və 1 kombinasiyasına müvafiq olsun. Ünvanın dekodlaşması üçün yenədə diod matrisindən istifadə etmək olar. Konstruksiyasına görə o VƏ-YA matrisinə bənzərdir, lakin ondan fərqli cəhəti diodların qoşulma istiqamətindədir. Deşiffratorun girişinə cütləşmiş kod verilməlidir, çünki həm düz, həm də invers girişlər istifadə olunur, odur ki, giriş (horizontal) şinlərin sayı ünvanın ikiqat dərəcələrinin sayına bərabərdir. Hər kod kombinasiyasını dekodlaşdıran matrisin girişinə ancaq bir, tam təyin edilmiş şaquli şininə müvagiq siqnaldır. Şaquli (çıxış) şininin sayı -ə bərabərdir, burada n-girişin mərtəbələrinin sayıdır.
Y addaşın özəyinin ünvanı yaddaş quruluşunun girişindəki registrə yazılır. Registr kodun mərtəbə sayı qədər triggerlərdir. Həm düz, həm də invers girişlər istifadə olunduğundan, horizontal şinlərin sayı ünvanın dərəcələrinin sayından iki dəfə çoxdur. Triggerlərin çıxışındakı müsbət gərginliklər matrisin diodlarını bağlayır. Əgər hər hansı bir triggerin çıxışında aşağı səviyyə olarsa, onda həmin triggerlər vasitəsi ilə müvafiq şaquli şinlərin gövdəyə qapanması baş verir, odur ki, mənbənin gəeginliyi yük müqaviməti ilə qarşısı alınacaqdır.
Nəticədə çıxış gərginliyi ancaq yeganə şaquli şində olacaqdır ki, hansında bu kod kombinasiyasında sıfır potensialı olan horizontal şini ilə girişdə birləşməsi yoxdur. Məsələn, girişə 0000 siqnalı verildikdə girginlik çıxış şinində 0 olacaqdır, çünki birinci şin 5-ci diod vasitəsi ilə gövdəyə qapanmış olur, ikinci şin 10-cu diodla, üçüncü 13 və 14, və s. Kodlaşdırıcı matrisdə olduğu kimi, diodlar müxtəliif dövrələrin qarşılıqlı təsirini aradan götürmək üçün qoyulur.
Proqramın yadda saxlanması üçün daimi yaddaş quruluşu iki diod matrisi əsasında yerinə yetirilir. Onlarfdan birincisi – VƏ matrisi – ünvanın dekodlaşdırıcı quruluşudur. Bu matrisin çıxış şini matrisin girişindəki ünvana müvafiq təyin edilmiş yeganə yaddaşın özəyini göstərir. Bu çıxış (şaquli şin) ikinci matrisin (horizontal şin) girişi – VƏ-YA matrisi ilə birləşdirilir. İkinci matrisdə verilmiş horizontal şinlə şaqulinin kəsişmələrində diodların yerləşdirilməsi verilmiş ünvanda saxlanan yaddaşın konkret sözünə uyuğun olmalıdır, bu söz əmr, konstant və ya hər hansı informasiya olduğubdan asılı olmayaraq.
Bir çox real DYQ-u MOY-mikrosxemlər əsasında yerinə yetirilir. Matrisin qəfəsi MOY-tranzistorların mənsəb, mənbə, qida xətləri və torpaqlayıcı difuziya layları və perpendikulyar yerləşən layın üstündən tozlandırılmış alyuminium oksidi şini ilə təşkil olunur. Alyuminium şininin iki difeziya sahəsi ilə kəsişən hər höqtədə əmələ gələn MOY-tranzisto, diod matrisi ilə eyni funksiyaları yrinə yetirir
Proqramı təşkil edən tranzistorların yerləşdiyi yerlər qaraldılıb. Yük rezistorunun funksiyasını idarəedici elektrodda sabit cərəyan olmaqla belə növ MOY-tranzistorların özü yerinə yetirir. Burada da iki matris müvcuddur: birinci – deşifratorun ünvanı, ikinci matrisin girişi proqram daxil olmaqla birinci matrisin çıxış siqnalıdır. Tranzistorların çıxış mənsəbləri ümumi şinə qoşulub, mənbələri isə - bufer tranzistorların girişlərinə. Ümumi difuziya sahəsinin həm mənsəb, həm də mənbə kimi istifadəsi MOY-mikrosxemin tutduğu sahəni əhəmiyyətli dərəcədə yarımkeçirici kristalda azaldır, bu da kristalda elementlərin yerləşməsinin çox yüksək sıxlığını təmin edir.
Belə DYQ-nun proqramlaşdırılması ancaq istehsal olunma prosesində yaradılır, çünki proqrama görə tranzistor olan yer oksiddən təmizlənir və MOY-tranzistorun idarəedici elektrodunun izolyasiyasını əmələ gətirən nazik dielektrik lay (0,15 mkm yaxın qalınlıq) yetişdirilir. Tranzistor olmadığı yerdə oksidin qalın layı (1mkm az olmayan qalınlıq) saxlanılır.