На ферромагнетиках

Представляет собой матрицу из проводников, на пересечении которых находятся кольца или биаксы, изготовленные из ферромагнитных материалов.

Достоинства — устойчивость к радиации, сохранение информации при выключении питания; недостатки — малая ёмкость, большой вес, стирание информации при каждом чтении. В настоящее время в таком, собранном из дискретных компонентов виде, не применяется. Однако к 2003 году появилась магнитная память MRAM в интегральном исполнении. Сочетая скорость SRAM и возможность хранения информации при отключённом питании, MRAM является перспективной заменой используемым ныне типам ROM и RAM

(24) Структуры адресных запоминающих устройств 2D.

Тип используемых запоминающих элементов (ЗЭ) определенным образом влияет на структуру памяти, в результате чего существует большое разнообразие структур ЗУ.

Совокупность определенным образом соединенных ЗЭ образует запоминающую матрицу или запоминающий массив, где каждый ЗЭ хранит бит информации. Запоминающий элемент должен реализовать следующие режимы работы: хранение состояния, выдача сигнала состояния (считывание), запись 0 или запись 1. К ЗЭ должны поступать управляющие сигналы для задания режима работы, а также информационный сигнал при записи, а при считывании ЗЭ должен выдавать сигнал о его состоянии.

Запоминающий массив имеет систему адресных и разрядных линий (проводников). Адресные линии используются для выделения по адресу совокупности ЗЭ, которым устанавливается режим считывания или записи. Выделение отдельных разрядов осуществляется разрядными линиями, по которым передается записываемая в ЗЭ информация или информация о состоянии ЗЭ.

Запоминающие устройства строятся из специфичных ЗЭ, для которых характерно использование троичных сигналов и совмещение линий входных и выходных сигналов.

Адресные и разрядные линии носят общее название линий выборки. В зависимости от числа таких линий, соединенных с одним ЗЭ, различают двух- и трехкоординатные ЗУ и т. д., называемые ЗУ типа 2D, 3D и т. д. (от английского dimention - размерность).

D.

Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого ЗЭ ячейки памяти. Основу ЗУ составляет плоская матрица из ЗЭ, сгруппированных в 2k ячеек по n разрядов. Обращение к ячейке задается k-разрядным адресом, выделение разрядов производится разрядными линиями записи и считывания. Адрес (k-разрядный) выбираемой ячейки i поступает на схему адресного формирователя АдрФ, управляемого сигналами чтения Чт и записи Зап. Основу АдрФ составляет дешифратор с 2k выходами, который при поступлении на его входы адреса формирует сигнал для выборки линии i, при этом под воздействием сигналов Чт и Зап из АдрФ выдается сигнал, настраивающий ЗЭ i-й линии либо на считывание (выдачу сигнала состояния), либо на запись. Выделение разряда j в i-м слове производится второй координатной линией. При записи по линии j от усилителя записи УсЗап поступает сигнал, устанавливающий выбранный для записи 3Эij- в состояние 0 или 1. При считывании на усилитель считывания УсСч по линии j поступает сигнал о состоянии 3Эij.

Используемые здесь ЗЭ должны допускать объединение выходов для работы на общую линию с передачей сигналов только от выбранного ЗЭ. Такое свойство типично для современных ЗЭ и в дальнейшем всякий раз подразумевается.

Таким образом, каждая адресная линия выборки ячейки передает три значения сигнала: выборка при записи, выборка при считывании и отсутствие выборки. Каждая разрядная линия записи передает в ЗЭ записываемый бит информации, а разрядная линия считывания - считываемый из ЗЭ бит информации. Линии записи и считывания могут быть объединены в одну при использовании ЗЭ, допускающих соединение выхода со входом записи. Запоминающие устройства типа 2D являются быстродействующими и достаточно удобными для реализации. Однако ЗУ типа 2D неэкономичны по объему оборудования из-за наличия в них дешифратора с 2k выходами. В настоящее время структура типа 2D используется в основном в ЗУ небольшой емкости.

(25) Структуры адресных запоминающих устройств 2, 5D.

В ЗУ этого типа при считывании состояния j-го разряда i-й ячейки положение 3Эij в запоминающем массиве (ЗМ) определяется тремя координатами (две координаты для выборки и одна для выходного сигнала), а при записи в 3Эij - двумя координатами. Считывание при этом осуществляется так же, как и в ЗУ типа 3D, а запись сходна с записью в ЗУ типа 2D.

Запоминающий массив ЗУ типа 2, 5D можно рассматривать как состоящий из отдельных ЗМ для каждого разряда памяти: ЗМ0, ЗМ1..., ЗМj,..., ЗМn-1.

Код адреса i-й ячейки памяти разделяется на две части: i' и i", каждая из которых отдельно дешифрируется. Адресный формирователь АдрФ выдает сигнал выборки на линию i', разрядно-адресный формирователь j-гo разряда РАдрФ - на линию i". При считывании оба сигнала, являющиеся сигналами выборки для считывания, опрашивают ЗЭ, выходной сигнал которого поступает на УсСч разряда j.

При записи АдрФ выдает сигнал выборки для записи, а РАдрФ выдает по линии i" сигнал записи 0 или 1 в зависимости от назначения входного информационного сигнала j-гo разряда ВхИнФj. На остальных линиях РадрФi не появляются сигналы записи, и состояния всех ЗЭ, кроме ЗЭ, лежащего на пересечении линий i' и i", не меняются.

Наиболее экономичным по расходу оборудования ЗУ оказывается в том случае, если число выходных линий АдрФ и всех РАдрФ равно, т.е. если r = (k - r) log2 п.

Недостатком ЗУ типа 2, 5 D является то, что сигналы на линиях РАдрФ должны иметь четыре значения: чтение, запись О, запись 1 и отсутствие записи (хранение). Для ЗЭ с разрушающим считыванием сигналы чтения и записи 0 совпадают и потребуются лишь три значения сигнала. В связи с этим ЗУ типа 2, 5D используется для ЗЭ с разрушающим считыванием (со стиранием информации).

(26) Структуры адресных запоминающих устройств 3D.

Некоторые ЗЭ имеют не один, а два конъюнктивных входа выборки. В этом случае адресная выборка осуществляется только при одновременном появлении двух сигналов. Использование таких ЗЭ позволяет строить ЗУ с трехкоординатным выделением ЗЭ.

Запоминающий массив ЗУ типа 3D выполнен в виде пространственной матрицы, составленной из n плоских матриц, представляющих собой запоминающий массив (ЗМ) для отдельных разрядов ячеек памяти. Запоминающие элементы для разряда сгруппированы в квадратную матрицу из 2 k рядов по 2 k ЗЭ в каждом.

Для адресной выборки ЗЭ задаются две его координаты в 3Mj. Код адреса i -й ячейки памяти разделяется на старшую и младшую части (i' и i"), каждая из которых поступает на свой адресный формирователь. Адресный формирователь АдрФ1 выдает сигнал выборки на линию i', а АдрФ2 - на линию i”. В результате в 3Mj оказывается выбранным ЗЭ, находящийся на пересечении этих линий (двух координат), т. е. адресуемый кодом i=i'/i". Адресные формирователи управляются сигналами Чт и Зап и в зависимости от них выдают сигналы выборки для считывания или записи. При считывании сигнал о состоянии выбранного ЗЭ поступает по j-й линии считывания к УсСч (третья координата ЗЭ). При записи в выбранный ЗЭ будут занесены 0 и 1 в зависимости от сигнала записи в j -й разряд, поступающего по j -й линии от УсЗап (третья координата ЗЭ при записи). Для полупроводниковых ЗУ, как отмечалось выше, характерно объединение в одну линию разрядных линий записи и считывания.

Для построения n-разрядной памяти используется n матриц рассмотренного вида. Адресные формирователи при этом могут быть общими для всех разрядных ЗМ.

Запоминающие устройства типа 3D более экономичны, чем ЗУ типа 2D. Действительно, сложность адресного формирователя с m входами пропорциональна 2m. Поэтому сложность двух адресных формирователей ЗУ типа 3D, пропорциональная 2-2k/2, значительно меньше сложности адресного формирователя ЗУ типа 2D, пропорциональной 2k. В связи с этим структура типа 3D позволяет строить ЗУ большего объема, чем структура 2D. Однако ЗЭ с тремя входами, используемыми при записи, не всегда удается реализовать.

(27) Структуры адресных запоминающих устройств 2D-М.

Запоминающие элементы таких ЗУ имеют два входа и один выход.

При наличии хотя бы одного пустого сигнала ~ на входах ЗЭ при записи находится в режиме хранения (как в ЗУ 3D ). Сигнал чтения Чт опрашивает состояние ЗЭ(так же как и в ЗУ типа 2D ). Сигналы записи Зап. и Зап 0 устанавливают ЗЭ в состояние 0, а Зап и Зап1 - в состояние 1 (так же, как и в ЗУ типов 2Dи 2, 5D).

Обычно у запоминающих элементов ЗУ типа 2D-Mвыход объединяется с входом записи, как это показано для ЗЭ на рис.