Bu sayfadaki yazılar
Sayfanın metni
Sayfa 48
bellekteki
bilginin yazılması ve silinmesi tamamiyle elektrik akımıyla ve çok süratli olarak gerçekleşen bir işlemdir.
ler voltaj değeri olarak saklanır. Bu sayede statik bellekler besleme gerilimi kesilmediği müddetçe herhangi bir ek işleme gerek kalmadan içlerindeki bilgileri saklarlar.
Dinamik bellekler ise MOS transistör kapılardan oluşurlar ve kondansatörün şarjı ilkesine göre çalışırlar.
Bir R/W belleğin daha iyi anlaşılması için şekil 1'deki 8 baytlık (8*8 bitlik ya da başka bir deyişle 64 adet bellek hücreli) teorik bir bellek diyagramı üzerinde bilginin nasıl yazıldığını ve okunduğunu açıklayalım. Teorik belleğimiz 8*8 bit matris düzenine sahip olduğundan tüm kayıt sıralarını seçmek için bize 3 adres hattı yeterlidir. Her hat 0 Volt ya da +5
Volt olarak maksimum 2 farklı değer alabileceğinden 3 adres hattı toplam 8 farklı değer alabilir (2'nin 3'üncü kuvveti 8'e eşittir). Veri hatları ise seçilmiş herhangi bir bellek hücresinin taşıdığı değerin, çevre birimlere aktarılmasını ya da çevre birimlerden gelen bilginin seçilmiş bellek hücresine aktarılmasını sağlar. Minimum donanımlı bir sistemde bilgi alışverişinin bir ahenk içinde olması için belleğimizde iki tane de kontrol hattımız vardır. Bunlar R/W (Read-Write oku-yaz) ve CS (Chip Select — çip seç) sinyalleridir. R/W sinyali yüksek iken (+5V) okuma işlemi, alçak iken (0V) yazma işlemi yapabiliriz. CS sinyali ise alçak olmadığı müddetçe bellek aktif değildir. Başka bir deyişle bellekle hiçbir bilgi alışverişi yapılamaz.
Şimdi bir bilgi yazma işleminin nasıl gerçekleştirildiğini adım adım görelim. Mikroişlemcimiz, Commodore 64'ün mikroişlemcisi olan 6510, yazacağımız bilgi de hex EA olsun. Hex EA değeri 6510'un komut kümesinde “hiçbir işlem yapma” anlamına gelen “NOP” (No Operation) komutunun kodudur. Bu kodu mikroişlemcimiz belleğimizin en son adresine (8. bayta) yazması için adres hattına ikili düzende 111 değerini yazması gerekir. Böylece A0, A1 ve A2 adres hatları +5 Volt değerini alır. Ardından D7..D0 veri hatlarına 1110 1010 (=hex EA) değeri konur ve R/W kontrol hattı 0 Volta çekilerek bilginin akış yönü tespit edilir. Bu adımların sonunda NOP komutu belleğin en son adresine yazılmış olur. Okuma işlemi ise biraz daha basittir. Mikroişlemcimiz okumak istediği adresin değerini A0, A1 ve A2 adreslerine yazması ve R/W kontrol hattını +5 Volta çekmesi bilginin D7..D0 veri hatlarında görünmesi için yeterlidir. Tabii tüm bu işlemlerin mümkün olabilmesi için belleğin aktif konumda yani CS sinyalinin alçak seviyede olması gereklidir. Şema 2'ye bakarak yazma ve okuma anında örnek belleğimizin bacaklarındaki sinyallerin konumlarını görebilirsiniz.
ADRES (917.1? 11 Va 4 10 1 g|/: A2 e - : B € Jig Al 1 1 1 1 g | BİNE ça | bişi 1 |» ö ö16 a ER g | GİRİŞ — ÇIKIŞ KONTROL | | YA A A AA ŞEKİL: 1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dİ DE
ŞEKİL: 2
DİNAMİK VE STATİK BELLEKLERİN KARŞILAŞTIRILMASI
Dinamik belleklerin, statik tiplere göre avantajı, bir bitlik bilgiyi saklamak için gereken elektronik eleman sayısının daha az olması ve bunun sonucu olarak da daha küçük alana (eşdeğer statik belleğe göre 1/5) daha fazla bilgi hücresi (memory cell) yerleştirilebilmesidir. (Şekil 3'e bakarak çeşitli belleklerde kullanılan devreleri ve eleman sayılarını karşılaştırabilirsiniz.) Dinamik belleklerin dezavantajı ise, saklama kondansatöründeki yükün kaçak akım sebebiyle azalması ve bilginin kaybolmasıdır. Çünkü lojik bilgi, kondansatörün uçlarındaki gerilimin yüksek veya alçak olmasına göre tespit edilir (Şekil 3c). Bu problemi gidermek için birkaç milisaniyede bir her bilgi hücresi tek tek okunur ve aynı bilgi tekrar yazılır. Bu metoda tazeleme (refreshing) işlemi denir ve ek lojik kontrol devreleri gerektirir.
Klavyeyle gezinmek için ← ve → tuşları.
Sayfa 49
NEC yaran
027640 xx050
Statik bir özellikleri de, dinamik belleklere oranla 20-25 kat daha fazla akım çekmeleridir. Sonuç olarak dinamik belleklerin ek kontrol devreleri gerektirmesine karşın, fiyatlarının 3-4 kat daha az olması, daha az akım çekmeleri, erişim sürelerinin (Access Time) biraz daha iyi olması sebebiyle büyük bellek gerektiren uygulamalarda dinamik bellekler, küçük bellek gerektiren uygulamalarda ise statik bellekler tercih edilir.
ROM (READ ONLY MEMORY — SADECE OKUNABİLİR BELLEK)
ROM'lar RAM'ların aksine besleme gerilimi kesildiğinde içlerindeki bilgileri unutmazlar, yani “uçucu olmayan” belleklerdir. Şekil 4'te 8 baytlık (8*8 bit ya da başka bir deyişle 64 bitlik) diyotlardan teşkil etmiş, matrix düzeninde örnek bir ROM belleğimiz görülmektedir. Yatay hatlar diyotlarla dikey hatlara bağlıdır ve yatay çizgiler adresleri, dikey çizgiler ise veri hatlarını temsil etmektedir. İkili düzende adres alanı 000'dan 111'e kadar olan yatay sekiz sıranın her biri 1 baytlık değer içerir. Bilgi, diyotların konumlarına bağlıdır. Diyot bağlı olan veri hattında değer, lojik 1 veya +5 Volt, boş olan hatta ise lojik 0 veya 0 Volttur. Bir adres seçildiğinde, seçilen yatay hat ve diyotların bağlı olduğu dikey hatlar +5 Volt değerini, boş olan dikey hatlar ise 0 Volt değerini alırlar. Örneğin adres seçicide 111 adresi seçildiğinde D7..D0 veri hatlarından okunan değer ikili düzende 01001100 ya da onaltılı düzende 4C Hex'e eşittir. Bu değer 6510 mikroişlemcinin komut kümesinde sıçra anlamına gelen “JMP” (jump) komutunun hex kar-
PROM'lar
ROM ailesi içinde en geniş kullanım alanına sahip ve bu nedenle en çok ilgi çeken bellek birimleridir.
şılığıdır. Mikroişlemcimiz bu komutu ROM'dan okuduğunda takip eden adrese sıçrayarak komutu icra eder.
Elektronik malzeme üreticileri artık ROM'larda diyot yerine daha basit ve güncel olan MOSFET bellek hücreleri kullanmaktadırlar. Halen yaygın olarak kullanılan 4 çeşit ROM tipi vardır. MASKED ROM (Maskelenmiş sadece okunabilir bellek): Bu ROM tipinde bilgiler, özel ve pahalı bir dizi işlemler sonucunda kalıcı olarak kaydedilir. İçindeki bilgiler üretim esnasında maskelendiğinden değiştirilemez. Bilgisayar üreticileri genellikle bu ROM tipini tercih ederler. Fakat pahalıya mal olduğundan binleri aşan kullanımlarda ekonomiktir. Örneğin COMMODORE 64'deki basic, kernal ve karakter ROM'lar birer MASKED ROM'dur.
PROM (Programmable Read Only Memory — Programlanabilir-okunabilir bellek): Belleğin diğer bir ismi de ONE TIME PROGRAMMABLE READ ONLY MEMORY'dir (Bir kereye mahsus programlanabilir bellek). Adından da anlaşıldığı gibi
ŞEKİL: 3
NMOS NMOS, CMOS Sınıfı RAM PROM Dinamik RAM Statik RAM NMOS PROM | İ——— Kullanılan Tipik Bellek Hücresi N f programlandıktan sonra geriye dönüş imkânı yoktur. Şekil 6'da görüldüğü gibi bu bellek tipi nicrome veya polysilicon yollardan oluşmuştur ve matrix düzenindedir. Teller titanyum-tungsten karışımı sigorta işlevli tellerle birbirlerine bağlanmıştır. Bu belleği programlamak için özel bir PROM programlayıcı cihazına ihtiyaç vardır. PROM programlayıcı, titanyum-tungsten karışımı sigortaları yakmak suretiyle istenilen bilgiyi kalıcı olarak PROM'a kaydeder. EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory- Silinebilir programlanabilir bellek): EPROM'lar ROM ailesi içinde en çok ilgi çeken ve pek çok kullanım alanı bulan bir bellek çeşididir. En önemli özelliği, bilginin kaydedilip daha sonra bellek kızıl ötesi ışığa maruz bırakılarak silinip tekrar programlanmaya hazır hale getirilebilmesidir. Programlamak için özel EPROM programlayıcı cihazına ihtiyaç vardır. Silmek için ise EPROM'un üzerindeki quartz pencereyi 10 Watlık bir ultraviole lamba altında az bir uzaklıktan ortalama 10-15 dakika tutmak yeterlidir. Üretici firmaların veri raporlarında bir EPROM'a yazıp silme işleminin 100 defaya kadar mümkün olduğunu yazarlarsa da pratik uygulamalarda bu işlem ortalama 10-15 defayla sınırlıdır. Hali hazırda 1 Kilobayttan 64 Kilobayta kadar EPROM üretilmektedir. Fakat ne yazık ki üreticilerin aralarında bir standart belirlememesi yüzünden EPROM'lar arasında küçük farklılıklar olmaktadır. Bütün bunlara rağmen EPROM'lar araştırma-geliştirme, özel projeler, program kartuşları ve daha birçok uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. İlerki sayılarda EPROM'lara daha ayrıntılı olarak değinecek ve evinizde uygulayabileceğiniz basit EPROM programlayıcı ve silici devreleri vereceğiz. EEPROM (Electrically Erasable PROM -Elektrikle silinebilir- "programlanabilir okunabilir bellek): Fonksiyon olarak EPROM'a benzemesine karşın elektrikle silinebilme avantajına sahiptir. Yani silmek için bir ultraviole ışık kaynağına tutmanız gerekmez. Buna karşın üretim işlemleri biraz komplikedir ve pahalı bir bellek çeşididir. En büyük dezavantajı ise bir baytlık bilgi yazmak için yaklaşık 10 milisaniyeye ihtiyaç duyulmasıdır. Bu nedenle yazma işlemi sıradan bir R/WM bellekten yaklaşık 50 kez daha yavaştır ve ortalama 1000 defa yazma işlemi gerçekleştirilebilir.