หน่�วยความจำ�า ( Memory )

หน่�วยความจำ�าหลั ก (Main memory)

หน่�วยความจำ�าชั่ �วคราว (RAM : Random Access Memory) ใชั่�เก�บข้�อม�ลัที่��ผู้��ใชั่�ป้�อน่ค�า

สั่ �งข้องโป้รแกรมแลัะข้�อม�ลัเพื่%�อให�ซี�พื่�ย�ที่�างาน่ตามต�องการ ข้�อม�ลัจำะหายไป้เม%�อไม�ม�การจำ�ายไฟเลั�*ยง หน่�วยความจำ�าถาวร (ROM : Read Only Memory) ใชั่�เก�บค�าสั่ �งข้องโป้รแกรมป้ฏิ-บ ต-การเบ%*องต�น่ อ�าน่ข้�อม�ลัได้�อย�างเด้�ยว ข้�อม�ลัไม�หาย

เม%�อไม�ม�การจำ�ายไฟเลั�*ยง

หน่�วยความจำ�าชั่ �วคราว (RAM)

แบ�งออกเป้/น่ 2 ป้ระเภที่ 1 . หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)2. หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ตเป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��สั่ามารถเก�บข้�อม�ลัได้�ตลัอด้เวลัาใน่ข้ณะที่��ม�กระแสั่

ไฟฟ�าเลั�*ยงอย�� โครงสั่ร�างภายใน่ใชั่�วงจำรฟลั-ป้ฟลัอป้ที่�า

หน่�าที่��เก�บข้�อม�ลั หลั กการเบ%*องต�น่จำะเป้/น่ด้ งร�ป้ ที่��ใชั่�วงจำรที่ราน่ซี-สั่เตอร2 2 ต วต�อไบแอสั่ให�ที่�างาน่

สั่ลั บก น่

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

ไอซี�ข้องหน่�วยความจำ�าสั่ถ-ตจำะสั่ร�างจำากวงจำร D – Flipflop ม�จำ�าน่วน่เที่�าก บจำ�าน่วน่

ต�าแหน่�งที่��ใชั่�เก�บข้�อม�ลั โด้ยวงจำร D – Flipflop 1 วงจำร เก�บข้�อม�ลัได้� 1 บ-ต

Address bus

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

โครงสั่ร�างข้องการจำ ด้เก�บข้�อม�ลัภายใน่ไอซี�จำะแบ�งออกเป้/น่สั่�วน่ย�อยๆ แต�ลัะบ-ตหร%อเซีลัลั2

(Cell) จำะถ�กเชั่%�อมโยงด้�วยสั่ายสั่ ญญาณก�าหน่ด้ต�าแหน่�งหน่�วยความจำ�าที่างแน่วน่อน่ (row) แลัะแน่วต *ง (Column ) ผู้�าน่วงจำร

ถอด้รห สั่โด้ยตรง

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

หน่�วยความจำ�าสั่ถ-ต (Static RAM)

การค�าน่วณหาค�าความจำ5ข้องหน่�วยความจำ�าจำะด้�จำากจำ�าน่วน่ข้อง Address bus เชั่�น่ ม�

Address bus 14 ข้า (A13-A0) สั่ามารถเก�บข้�อม�ลัได้�เที่�าก บ 214 =

16384, ต�าแหน่�ง แลัะหากม� Data bus เที่�าก บ 8 bit แสั่ด้งว�าสั่ามารถเก�บได้�

เที่�าก บ 131072 bit

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ตเป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��เก�บข้�อม�ลัโด้ยใชั่�หลั กการเก�บป้ระจำ5ไฟฟ�า ม�หลั กการด้ งร�ป้

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

ใน่กรณ�ที่��ใชั่�มอสั่เฟต (MOSFET) เป้/น่สั่ว-ตซี2ต ด้ต�อการเข้�าถ6งข้�อม�ลัที่��เก�บไว�ใน่ต วเก�บป้ระจำ5

(Capacitor) ถ�าม�ป้ระจำ5ไฟฟ�าเก�บอย�� ข้�อม�ลัจำะม�สั่ถาน่ะเป้/น่ 1

ถ�าไม�ม�ป้ระจำ5ไฟฟ�าเก�บอย��จำะม�ค�าเป้/น่ 0ข้�อม�ลัจำะต�องม�การเพื่-�มป้ระจำ5ใหม� (Recharged)

อย��ตลัอด้เวลัา เร�ยกว�าการร�เฟรซี (Refresh) เพื่%�อร กษาสั่ภาพื่ข้องป้ระจำ5ไฟฟ�า ด้ งน่ *น่การต�อใชั่�งาน่ต�อง

เพื่-�มวงจำรเพื่-�มป้ระจำ5ไฟฟ�า

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

การต-ด้ต�อข้�อม�ลัภายใน่หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ตม�ความแตกต�างจำากหน่�วยความจำ�าแบบสั่ถ-ต ค%อ สั่ามารถต�อข้าได้�ที่ *งแบบแถว (row)

แลัะแบบแน่วต *ง (Column) ที่��ต�าแหน่�งเด้�ยวก น่ เน่%�องจำากพื่%*น่ที่��ใน่การต�อข้าก�าหน่ด้

ต�าแหน่�งหน่�วยความจำ�าม�จำ�าก ด้ด้ งร�ป้

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

หน่�วยความจำ�าพื่ลัว ต (Dynamic RAM)

การเข้�าถ6งหน่�วยความจำ�าจำะใชั่�ระบบการสั่�งข้�อม�ลัหลัายสั่ ญญาณใน่ชั่�องที่างเด้�ยวก น่ (Multiplex) เชั่�น่ใน่การสั่�งข้�อม�ลัต�าแหน่�งคร *งแรกจำะสั่�งต�าแหน่�ง (A5-A0) แลัะคร *งที่��สั่องสั่�งต�าแหน่�ง (A11-A6)

การค�าน่วณหาค�าความจำ5ที่�าได้�โด้ย27 (A6-A0) x 27 (A13-A7) =

16,384 (16kb)211 (A10-A0) x 211 (A21-A11) =

4,194,304 (4Mb)

ข้�อแตกต�างระหว�าง SRAM แลัะ DRAM

SRAM DRAM

ความเร�วใน่การที่�างาน่สั่�ง ที่�างาน่ได้�ชั่�าใชั่�พื่ลั งงาน่สั่�ง ใชั่�พื่ลั งงาน่ต��าข้�อม�ลัคงอย��ตลัอด้ที่��จำ�ายกระแสั่ไฟฟ�า

ม�การ recharge เป้/น่ระยะ

ข้น่าด้ใหญ� ข้น่าด้เลั�กความจำ5ข้�อม�ลั (bit) ต�อพื่%*น่ที่��น่�อย

ความจำ5ข้�อม�ลั (bit) ต�อพื่%*น่ที่��มาก

ต�อใชั่�งาน่ง�าย การต�อใชั่�งาน่ม�ความซี บซี�อน่

หน่�วยความจำ�าถาวร (Read Only Memory - Rom)

เป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��ม�ข้�อม�ลัตลัอด้เวลัาแม�ไม�ม�กระแสั่ไฟฟ�า

ใน่ระบบคอมพื่-วเตอร2 หน่�วยความจำ�าถาวรใชั่�เก�บข้�อม�ลัโป้รแกรมข้ณะเร-�มต�น่การที่�างาน่ข้อง

ซี�พื่�ย�ที่5กคร *งที่��เป้8ด้เคร%�อง หร%อเร�ยกอ�กอย�างว�าเป้/น่ ระบบป้ฏิ-บ ต-การเบ%*องต�น่ข้องคอมพื่-วเตอร2 (Basic Input/Output System = BIOS) ที่�าให� CPU ร� �หน่�าที่��หลั กใน่การป้ฏิ-บ ต-งาน่ แลัะเชั่%�อมต�อก บระบบ

ได้�

หน่�วยความจำ�าถาวร (Read Only Memory - Rom)

ROM ( Read Only Memory )

เป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��เก�บข้�อม�ลัโด้ยข้�อม�ลัไม�หายเม%�อไม�ม�กระแสั่ไฟฟ�า อ�าน่ได้�อย�างเด้�ยว

แลัะโป้รแกรมได้�คร *งเด้�ยว โด้ยข้�อม�ลัจำะถ�กก�าหน่ด้มาจำากการผู้ลั-ต โด้ยการที่�าให�สั่ารก6�ง

ต วน่�าม�การน่�ากระแสั่ไฟฟ�าแลัะเป้ลั��ยน่จำากสั่ภาวะลัอจำ-ก 1 เป้/น่ 0 (Mask – programmed ROM ) ด้ งร�ป้

ROM ( Read Only Memory )

PROM ( Programmable Read Only Memory )

เป้/น่หน่�วยความจำ�าถาวรที่��สั่ามารถโป้รแกรมได้� โครงสั่ร�างภายใน่ที่��ใชั่�เก�บข้�อม�ลั

เป้/น่สั่ารก6�งต วน่�า เชั่�น่ ได้โอด้ หร%อที่ราน่ซี-สั่เตอร2ที่��เชั่%�อมต�อก บฟ8วสั่2 ก�อน่การโป้รแกรมแต�ลัะบ-ตจำะม�สั่ถาน่ะเป้/น่ลัอจำ-ก 1 เม%�อโป้รแกรมจำะที่�าให�ฟ8วสั่2หลัอมลัะลัาย (fusible link) แลัะเป้ลั��ยน่

สั่ถาน่ะเป้/น่ 0 โป้รแกรมได้�คร *งเด้�ยว ไม�สั่ามารถแก�ไข้ได้�ภายหลั ง ด้ งร�ป้

PROM ( Programmable Read Only Memory )

EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )

เป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��สั่ามารถโป้รแกรมแลัะลับได้�หลัายคร *ง การโป้รแกรมข้�อม�ลัลังใน่ EPROM จำะต�องลับข้�อม�ลับน่ไอซี�ก�อน่โด้ยใชั่�แสั่งอ ลัตราไวโอเลัต โด้ยม�หลั กการที่�างาน่ด้ ง

ร�ป้

EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )

EPROM ( Erasable Programmable Read Only Memory )

กรณ�โครงสั่ร�างเป้/น่มอสั่เฟต จำะม�มอสั่เฟต 2ชั่น่-ด้ ค%อ T1 ที่��เป้/น่ชั่น่-ด้ N-Type แลัะ T2 ชั่น่-ด้ P-

Type โด้ย T2 จำะน่�ากระแสั่ตลัอด้เวลัาถ�าข้าเกตที่��ป้ลั�อยลัอยไว�ม�อ-เลั�กตรอน่ค�างอย�� ข้�อม�ลัที่��สั่ายข้�อม�ลัจำะเป้/น่ลัอจำ-ก 0 แต�ถ�าไม�ม�อ-เลั�กตรอน่อย�� ที่��สั่ายข้�อม�ลัจำะเป้/น่ลัอ

จำ-ก 1ถ�าต�องการโป้รแกรมให�ป้�อน่แรงด้ น่กลั บ

(Revert bias) ป้ระมาณ - 1225 โวลัต2 ระหว�างข้าเด้รน่แลัะข้าซีอร2สั่

ถ�าต�องการลับข้�อม�ลัให�ฉายแสั่งอ ลัตราไวโอเลัตเพื่%�อให�อ-เลั�กตรอน่ที่��ค�างอย��บน่ข้าเกตหลั5ด้ออก

EEPROM ( Electrical Erasable PROM ) หร%อ EAPROM ( Electrical Alterable PROM )

เป้/น่หน่�วยความจำ�าที่��ใชั่�กระแสั่ไฟฟ�าใน่การบ น่ที่6กแลัะลับข้�อม�ลัภายใน่ PROM

หน่�วยความจำ�าแฟลัซี (Flash ROM หร%อ Flash Memory)

พื่ ฒน่ามาจำาก EEROM ใชั่�เวลัาใน่การโป้รแกรมน่�อยกว�า ข้น่าด้ความจำ5มากกว�า

สั่ามารถอ�าน่แลัะเข้�ยน่ได้�มากกว�า 1000000 คร *ง ป้<จำจำ5บ น่ถ�กน่�าไป้

รวมเข้�าก บไมโครคอน่โที่รเลัอร2ชั่น่-ด้ต�างๆ เชั่�น่ PIC แลัะ AT89XXX

องค2ป้ระกอบข้องหน่�วยความจำ�า

Block Diagram

Address Decode

MemoryCell

Data Buffer

AC Read Waveforms

AC Write Waveforms

CPU

Data bus (D7-D0)

EPROM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

Address busA12 - A0

วงจรถอดรหัส

A13A14

MREQ

EN

Y1 Y2 Y3

ด้�ตารางหน่�า 76 ป้ระกอบ

EN EN ENWE WE WE

Y0

CPU

Data bus (D7-D0)

EPROM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

Address busA12 - A0

วงจรถอดรหัส

A13A14

MREQ

EN

Y1 Y2 Y3

EN EN ENWE WE WE

Y00

0

CPU

Data bus (D7-D0)

EPROM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

Address busA12 - A0

วงจรถอดรหัส

A13A14

MREQ

EN

Y1 Y2 Y3

EN EN ENWE WE WE

Y01

0

CPU

Data bus (D7-D0)

EPROM8 kb

SRAM8 kb

SRAM8 kb

Address busA12 - A0

วงจรถอดรหัส

A13A14

MREQ

EN

Y1 Y2 Y3

EN EN ENWE WE WE

Y00

1

SRAM8 kb

CPU

Data bus (D7-D0)

EPROM8 kb

SRAM8 kb

Address busA12 - A0

วงจรถอดรหัส

A13A14

MREQ

EN

Y1 Y2 Y3

EN EN ENWE WE WE

Y01

1

SRAM8 kb

SRAM8 kb

ออกแบบวงจำรถอด้รห สั่