فهرس |
فيما يلي سوف نتحدث بشئ من التفصيل عن طريقة توسيع الذاكرة. ولكن قبل ذلك لا بد أن نتذكر كيف تتم عملية تنظيم الذاكرة .
يبين الشكل 8.54 طريقة تنظيم خلايا الذاكرة وذلك من أجل تخزين M كلمة وكل كلمة مؤلفة من ثلاث خانات ،تخزن الخلية (1,1 ) الخانة الاولى للكلمة ،وتخزن الخلية (1,2 ) الخانة الثانية للكلمة الأولى 0000 وهكذا تعنون خانات تخزين هذه الكلمة بواسطة رفع مستوى جهد الخط Z1 ،واذا كان المطلوب من الذاكرة أن تخزن M كلمة وجب عندها عنونة M خط Z1,Z2,……ZM .
يتواجد موقع تخزين الذاكرة على خرج فاك التشفير والذي دخله λ خانة عنونة, A0,A1,λA حيث(λ^2=M)
يفعل جهاز فاك التشفير خطا واحدا فقط من خطوط العنونة وفقا لكلمة الدخل . ليست جميع الذاكرات المتوفرة تجاريا مزودة بمفكك التشفير ، وفي مثل هذه الحالات يجب أن يركب من قبل المستخدم ، وعندما يكون مفكك التشفير موجودا كجزء من الشركة أو المصنع للذاكرة يصف ذاكرته بأنها ذاكرة مشفر (decoded) أن الخلايا C1.1,C2.1,…..CM.1 معينة لتخزين الخانات الأولى للكلمات ، لذلك تتصل بزوج مشترك لخطوط المعطيات ، وهكذا بالنسبة لخلايا الخانة الثانية والثالثة و.......
يمثل الصندوق المشار إليه I\O (input/output) دارات الدخل والخرج ، حيث تكتب خانات الدخل bi1,bi2,bi3 عندما ينتقل الخط read/write (RW ) إلى الجهد العالي 1 منطقي (logic) ،وتقرأ خانات الخرج b01,b02,b03 من الذاكرة عندما RW=0 .
وإذا كانت خلية الذاكرة تحوي مدخلين للعنونة فإننا نجري الترتيب بحيث نجعل كل خلية للذاكرة تعالج بشكل منفصل عن الأخرى . تحوي الذاكرة في مثل هذه الحالة M خلية لتخزين M معلومة وكل تملك كل معلومة خانة واحدة فقط . يبين الشكل 8.55 طريقة التنظيم المستخدمة في مثل هذه الحالة ، والتي تتطلب فاكين للتشفير وفي أي لحظة زمنية يفعل مخرج وحيد لفاك التشفير X ومخرج وحيد لفاك التشفير Y وبالتالي يمكن اختبار خلية واحدة فقط في أي لحظة زمنية.
تربط خطوط المعطيات لجميع الخلايا المكونة للذاكرة مع بعضها البعض على التفرع وتتطلب معالجة خانة واحدة للمعلومة المتواجدة مرحلة واحدة فقط للدخل والخرج . وإذا كنا نريد على سبيل المثال ذاكرة تتألف من
(2^8)=256 معلومة وكل واحدة منها تملك خانة واحدة ،فإننا نحتاج إلى فاك تشفير ذي 256 خط في الخرج وذلك إذا استخدمنا عنونة مفردة للخلايا وأما إذا كانت خلية تحوي مدخلين للعنونة فنحتاج إلى فاكين للتشفير ولكن لكل منهما 4 خطوط دخل و16 خط خرج فقط .
وإذا كانت خلايا ذاكرة RAM المبينة في الشكل 8.55 ديناميكية وجب عندئذ أن يملك كل عمود دارة خاصة للإنعاش .
يعبر عدد خانات الكلمة الواحدة في شريحة الذاكرة عن عدد الخلايا التي تملك نفس العنوان ،بينما يعبر عن العدد الكلي لخلايا الذاكرة بعدد الكلمات التي تعنون بشكل منفصل عن بعضها البعض. يحدد المنتجون كلمة WORD للدلالة على عدد الخانات في الكلمة المخزنة أثناء تنظيم الذاكرة . تملك الذاكرات الصغيرة 64 خانة منظمة ب16 كلمة وكل منها ذات 4 خانات .
يمكن زيادة سعة التخزين للذاكرة عن طريق ربط شرائح الدارة المتكاملة للذاكرات على التفرع كما هو مبين في الشكل 8.56 يؤدي هذا الربط إلى زيادة عدد الخانات لكل كلمة بينما يبقى عدد الكلمات ثابتا . الشريحتان المتكاملتان للذاكرتين في الشكل 8.56 متشابهتين تماما ولكل منهما سعة تخزين 48 BITS منتظمة على شكل 16 كلمة وكل كلمة 3 خانات . تعنون الكلمة بترميز مكون من 4 خانات A3 A2 A1 A0 .
تتصل خطوط العنونة للشريحتين على التوازي مع بعضها البعض ، كذلك خط دخل القراءة والكتابة لكل شريحة ، وتكون خطوط الخرج والدخل للشريحتين ستة خطوط معطيات خرج B06,B05,B04,B03,B02,B01 وستة خطوط معطيات دخل BI6,BI5,BI4,BI3,BI2,BI1 للذاكرة الكلية . ويكمن ربط شرائح أكثر على التفرع لزيادة عدد الخانات في الكلمة الواحدة.
عندما تربط شرائح الذاكرة ذات الكلمة بطول خانة واحدة الشكل 8.55 مع بعضها على التفرع كما في الشكل 8.57 فان عدد خانات كلمة الخرج للذاكرة الناتجة يساوي عدد الخلايا الموصولة على التفرع وتوصل خانات دخل المشفر X لكل شريحة مع بعضها البعض على التوازي ، وكذلك بالنسبة لخانات دخل المشفر Y .
تم في الشكل 8.57 رسم جميع خطوط العناوين A كخط وحيد مفرد وكذلك بالنسبة لخطوط العناوينB وذلك لتبسيط الشكل.
لنعتبر أنه لدينا شرائح ذاكرة متكاملة ، وكل واحدة منها مكون من M خانة (M BITS) وكل خانة تعنون بشكل منفصل عن الأخرى . رأينا في الفقرة السابقة الشكل 8.57 بأن N شريحة متكاملة تملك M كلمة وكل كلمة تحوي N خانة ، وإذا افترضنا بأننا نريد توسيع الذاكرة بحيث تحوي L*M كلمة ،فان هذا يتم بواسطة ربط تفرعي لكل مجموعة وكل مجموعة مكونة من N شريحة ذاكرة كما هو مبين في الشكل 8.58 تخزن شرائح السطر الأول العلوي M كلمة وكذلك بالنسبة لشرائح السطر الثاني وهكذا حتى المجموعة L التي توجد في السطر العلوي .
يضع المصنعون خط عنونة إضافي يسمى خط اختيار الشريحة CHIP SELECTلاختيار أي كلمة في أي سطر ، فعندما يكون خط اختيار الشريحة CS=0 فان فاك التشفير في حال عدم التفعيل ولا توجد أي عنونة ، أما في حال تفعيل خط الاختيار CS=1 فان فاك التشفير يفعل الكلمة بالصورة الاعتيادية .
تمثل الاسطرالمشار إليها في الشكل 8.58 بA في كل شريحة جميع خطوط الدخل والتي يمكن بواسطتها عنونة خانة وحيدة للشريحة . يحدد عنوان الدخل للذاكرة الكلية عن طريق خطوط العنونة A مع خط اختيار الشريحة CS . يقوم الخط CS باختيار الشريحة ويتم اختيار الكلمة بحسب عنوان السطر المقابل لها ،مثل القراءة من الكتاب حيث يختار CS رقم الصفحة بينما يختار العنوان A الكلمةفي الصفحة .
توصل خطوط خرج الخانة للشرائح المختلفة على التوازي أثناء ربط الشرائح المخصص لزيادة عدد الكلمات ،أي أن الخانة الأولى لكل كلمة في الشريحة الأولى تتصل مع الخانة الأولى لكل كلمة في الشريحة الثانية وهكذا بالنسبة لبقية الخانات CL1,……..C21,C11 ومن الضروري أن يتوفر في الذاكرة مرحلة خرج تعزل المستوي المنطقي للشريحة المختارة عن وصلات الخرج للشرائح غير المختارة ،ومن أجل ذلك نستخدم الدارة ثلاثية الحالة.
http://www.PARALLENG+++OF+SEMICONDUCTOR+MEMORY+INTEGRATED+CIRCUIT+CHI.com
http://www.EXPANSION+OF1-BIT+PER+WORD+MEMORY+CHIPS.com
http://www.ORGANIZATION+OF+A+RAM.com
كتاب الدارات المتكاملة للدكتور أحمد حاج علي
محاضرات بنية حاسب (2)لكلية الهندسة الكهربائية والالكترونية
كتاب تقنية الدارات المتكاملة 1996 للدكتور خلف العبدالله