V souÄasnĂŠ dobÄ se pĹevĂĄĹžnÄ u mikropoÄĂtaÄovĂ˝ch systĂŠmĹŻ pouĹžĂvajĂ polovodiÄovĂŠ pamÄti. PolovodiÄovĂŠ pamÄti mĹŻĹžeme zhruba rozdÄlit do dvou skupin:
a) PamÄti, kde do libovolnĂŠho mĂsta urÄenĂŠho adresou mĹŻĹžeme buÄ zapsat data v binĂĄrnĂ formÄ nebo v pamÄti uloĹženĂĄ data pĹeÄĂst. Tyto pamÄti oznaÄujeme obvykle zkratkou RAM, coĹž je zkratka anglickĂŠho nĂĄzvu "Random Access Memory".
b) PamÄĹĽ s nemÄnnĂ˝m zĂĄpisem dat neboli pamÄti konstant. Z tÄchto pamÄtĂ bÄhem Äinnosti mikropoÄĂtaÄe je moĹžno pouze ÄĂst binĂĄrnĂ data. OznaÄujeme je obvykle zkratkou ROM, coĹž je zkratka anglickĂŠho nĂĄzvu "Read Only Memory".
Z hlediska zĂĄvislosti uchovĂĄnĂ informace na napĂĄjecĂm napÄtĂ se u pamÄti typu RAM informace odpojenĂm napĂĄjecĂho napÄtĂ ztrĂĄcĂ, zatĂm co u pamÄtĂ typu ROM zĹŻstane zachovĂĄna.
PamÄti typu ROM jsou pamÄti konstant u kterĂ˝ch jsou data trvale uloĹžena. Data jsou v nich uloĹžena buÄ pĹĂmo vĂ˝robcem nebo u pamÄti typu PROM (Programable Read Only Memory) je moĹžnĂŠ napĹĂklad pomocĂ tavnĂ˝ch spojek podle poĹžadavkĹŻ uĹživatele do jednotlivĂ˝ch mĂst pamÄti data v binĂĄrnĂ formÄ jednou pro vĹždy zapsat. V souÄasnĂŠ dobÄ existujĂ pamÄti oznaÄovanĂŠ zkrĂĄcenÄ EPROM, u kterĂ˝ch je moĹžno speciĂĄlnĂm technologickĂ˝m postupem zapsanĂĄ data vymazat a zapsat novĂĄ. Rychle se tĂŠĹž zaÄĂnajĂ uplatĹovat tzv. EEPROM (E2PROM, Flash), tj. pamÄti, do nichĹž lze zapsat i vymazat data elektrickou cestou a pĹesto zĹŻstanou zachovĂĄna po vypnutĂ napĂĄjenĂ. ZnĂĄmĂŠ aplikace jsou napĹĂklad Flash BIOS u zĂĄkladnĂch desek osobnĂch poÄĂtaÄĹŻ, rozĹĄiĹujĂcĂ karty do notebookĹŻ nahrazujĂcĂ diskovou pamÄĹĽ apod.
PamÄti typu ROM jsou obvykle uspoĹĂĄdĂĄny v maticovĂŠm tvaru s organizacĂ obvykle oznaÄovanou jako poÄet slov (bytĹŻ) x poÄet bitĹŻ ve slovÄ. PrincipielnĂ zapojenĂ je na obr. 9.2. VstupnĂ slovo dekodĂŠru typu 1/n tvoĹĂ adresu, pomocĂ kterĂŠ se urÄuje aktivnĂ adresovĂ˝ vodiÄ na kterĂŠm je pĹi ÄtenĂ napÄĹĽovĂĄ ĂşroveĹ log 1 .PomocĂ diod v mĂstÄ kĹiĹžovĂĄnĂ adresovĂ˝ch vodiÄĹŻ s bitovĂ˝mi vodiÄi se ĂşroveĹ log 1 pĹenese na bitovĂŠ vodiÄe. Kde nenĂ v mĂstÄ kĹiĹžovĂĄnĂ vodiÄĹŻ dioda, je na pĹĂsluĹĄnĂŠm bitovĂŠm vodiÄi napÄtĂ log 0. Na pĹĂklad pĹi aktivaci adresovĂŠho vodiÄe A je na bitovĂ˝ch vodiÄĂch pamÄti uvedenĂŠ na obr. 9.2 binĂĄrnĂ slovo (010110101010). Jako pĹĂklad programovatelnĂŠ pamÄti PROM uvedeme pamÄĹĽ s vĂceemitorovĂ˝mi bipolĂĄrnĂmi tranzistory. Je znĂĄzornÄna na obr. 9.3. VĂ˝robce dodĂĄvĂĄ uĹživateli pamÄĹĽ, kde vĂ˝stupnĂ slovo je vytvoĹeno ze samĂ˝ch logickĂ˝ch jedniÄek. PĹetavenĂm tavnĂŠ spojky pomocĂ proudovĂŠho impulsu mĹŻĹže uĹživatel dosĂĄhnout na poĹžadovanĂŠm bitu logickou nulu. Na vĂ˝stupech pamÄti jsou zesilovaÄe umoĹžĹujĂcĂ zĂskat potĹebnĂ˝ logickĂ˝ zisk.
PĹĂkladem elektricky programovatelnĂŠ pamÄti s bipolĂĄrnĂmi tranzistory je napĹ.typ MH 74 188 s organizacĂ 32x8 bitĹŻ.
PamÄti typu RAM jsou pamÄti, kdy do libovolnĂŠho mĂsta mĹŻĹžeme buÄ data v binĂĄrnĂ formÄ zapisovat nebo uloĹženĂĄ data pĹeÄĂst. Do pamÄti RAM mĹŻĹžeme zapisovat program,vstupnĂ data, mezivĂ˝sledky apod.
PĹĂklad blokovĂŠho schĂŠmatu pamÄti typu RAM je na obr. 9.4. JednotlivĂŠ pamÄĹĽovĂŠ buĹky jsou obvykle uspoĹĂĄdĂĄny maticovÄ, napĹ. v organizaci N x M. BuĹku, do kterĂŠ chceme provĂŠst zĂĄpis nebo ÄtenĂ jejĂho obsahu, aktivujeme pomocĂ ĹĂĄdkovĂ˝ch a sloupcovĂ˝ch adresovĂ˝ch vodiÄĹŻ buzenĂ˝ch dekodĂŠry 1/N a 1/M. VstupnĂ slova dekodĂŠrĹŻ pak tvoĹĂ adresu buĹky. Vstupy a vĂ˝stupy pamÄĹĽovĂ˝ch bunÄk jsou vedeny ke ÄtecĂm a zapisovacĂm zesilovaÄĹŻm. Pro zĂĄpis nebo ÄtenĂ celĂŠho slova najednou se musĂ pouĹžĂt pro kaĹždĂ˝ bit samostatnĂŠ ÄtecĂ a zapisovacĂ zesilovaÄe. ÄtenĂ a zĂĄpis je ĹĂzen logickĂ˝m obvodem ovlĂĄdanĂ˝m povely z ĹadiÄe.
Jako pamÄĹĽovĂĄ buĹka by mohl bĂ˝t pouĹžit klopnĂ˝ obvod (sekvenÄnĂ) typu D .Z dĹŻvodĹŻ dosaĹženĂ velkĂŠ integrace obvodĹŻ na jednom polovodiÄovĂŠm Äipu se zapojenĂ v buĹce zjednoduĹĄuje, pĹiÄemĹž se pouĹžĂvajĂ jak tranzistory unipolĂĄrnĂ tak bipolĂĄrnĂ. Pro pamÄĹĽovĂŠ buĹky byla vyvinuta celĂĄ Ĺada zapojenĂ a pro detailnĂ studium jejich zapojenĂ odkazujeme ÄtenĂĄĹe na doplĹkovou literaturu. Zde si pouze uvedeme jako pĹĂklad zapojenĂ 8tranzistorovĂŠ pamÄĹĽovĂŠ buĹky s tranzistory MOS s kanĂĄlem P uvedenĂŠ na obr. 9.5.
PamÄĹĽovou buĹku tvoĹĂ bistabilnĂ klopnĂ˝ obvod tvoĹenĂ˝ ÄtyĹmi tranzistory. NapÄĹĽovou ĂşroveĹ log 1 pro zapojenĂ na obr. 9.5 pĹedpoklĂĄdejme (~Â +16Â V) a pro log 0 (~Â 0Â V). PĹedpoklĂĄdejme, Ĺže tranzistor T1 je otevĹen a tranzistor T2 zavĹen. Pak na kolektoru tranzistoru T1 je napÄĹĽovĂĄ ĂşroveĹ log 1 (~Â +16Â V) a na kolektoru tranzistoru T2 je ĂşroveĹ log 0 (~Â 0Â V). Tyto napÄĹĽovĂŠ ĂşrovnÄ se pĹenesou na hradla (ĹĂdĂcĂ elektrody) obou tranzistorĹŻ a stav zĹŻstane zachovĂĄn
pokud na kolektory
tranzistorĹŻ T1 a T2 se nepĹevede zvenÄĂ
opaÄnĂŠ napÄtĂ. BuĹka je pĹes adresovacĂ tranzistory T5
aĹž T8 pĹipojena na datovou sbÄrnici (D a ).
AdresovacĂ
tranzistory aktivujeme ustavenĂm ĹĂĄdkovĂŠho AN a
sloupcovĂŠho BM na napÄĹĽovou ĂşroveĹ log 0 (~Â 0Â V). V pĹĂpadÄ, Ĺže adresovacĂ
tranzistory jsou otevĹeny a na sbÄrnici D pĹivedeme ĂşroveĹ
log 0 a na ĂşroveĹ log 1, klopnĂ˝ obvod se pĹeklopĂ.
PrincipielnĂ zapojenĂ ÄtecĂho a zapisovacĂho obvodu pro uvedenou pamÄĹĽovou buĹku je uveden na obr. 9.6.
ÄtenĂ se provĂĄdĂ pomocĂ diferenciĂĄlnĂho zesilovaÄe a zĂĄpis pomocĂ dvojice zesilovaÄĹŻ s bipolĂĄrnĂmi tranzistory, jejichĹž vstupy jsou ovlĂĄdĂĄny povelem pro zĂĄpis (W). Je-li W na Ăşrovni log 1 je vstup otevĹen pro zĂĄpis dat. V opaÄnĂŠm pĹĂpadÄ je vstup blokovĂĄn a data uloĹženĂĄ v buĹce se mohou pomocĂ diferenciĂĄlnĂho zesilovaÄe pouze ÄĂst.
Snaha o zvýťenĂ stupnÄ integrace vedla vĂ˝vojĂĄĹe ke snaze o snĂĹženĂ poÄtu tranzistorĹŻ nutnĂ˝ch k vytvoĹenĂ jednĂŠ buĹky a k jejĂ adresaci. PodstatnĂŠho snĂĹženĂ poÄtu tranzistorĹŻ na buĹku bylo dosaĹženo v tak zvanĂ˝ch dynamickĂ˝ch pamÄtech, kde nositelem informace je parazitnĂ kapacita mezi hradlem a emiterem unipolĂĄrnĂho tranzistoru. Vlivem svodu se napÄtĂ na tĂŠto kapacitÄ sniĹžuje a je nutnĂŠ je vĹždy po urÄitĂŠ dobÄ (napĹ. po 2 msec) obnovovat. Je vĹĄak nutnĂŠ mĂt na zĹeteli, Ĺže rychlost dneĹĄnĂch mikropoÄĂtaÄĹŻ je takovĂĄ, Ĺže mohou vykonat ĹĂĄdovÄ desĂtky aĹž stovky operacĂ mezi dvÄma obnovovacĂmi cykly. PĹĂklad pamÄĹĽovĂŠ buĹky dynamickĂŠ pamÄti je uveden na obr. 9.7. Na obr. 9.7 je naznaÄen jeden sloupec pamÄti. Nositelem informace je kapacita mezi hradlem a emitorem tranzistoru T1 .Tranzistory T2 a T3 slouŞà k pĹipojenĂ buĹky ke ÄtecĂmu a zĂĄpisovĂŠmu datovĂŠmu vodiÄi. Postup obnovenĂ informacĂ v buĹkĂĄch pamÄti si vysvÄtlĂme pomocĂ ÄtecĂho a zapisovacĂho obvodu uvedenĂŠho rovnÄĹž na obr. 9.7. VĹĄechny datovĂŠ vodiÄe pamÄĹĽovĂ˝ch bunÄk ve sloupci jsou propojeny paralelnÄ a pĹipojeny k jednomu obvodu.
PĹi ÄtenĂ se nejdĹĂve aktivujĂ datovĂŠ vodiÄe pĹes tranzistory T6 a T7 signĂĄlu log 1 na vodiÄ pĹednastavenĂ. ZĂĄroveĹ se aktivuje ĹĂĄdkovĂ˝ adresovĂ˝ vodiÄ ÄtenĂ, ÄĂmĹž se otevĹe tranzistor T2 .Je-li v buĹce zapsanĂĄ informace (bit) za Ăşrovni log 1 je ÄtecĂ datovĂ˝ vodiÄ pĹes tranzistory T1 a T2 uzemnÄn a je za nÄm ĂşroveĹ log 0. V opaÄnĂŠm pĹĂpadÄ, kdy informace je na Ăşrovni log 0 je na ÄtecĂm datovĂŠm vodiÄi ĂşroveĹ log 1. Informace na ÄtecĂm vodiÄi je tedy negovĂĄna vzhledem k informaci zapsanĂŠ v buĹce.
PĹivedeme-li na vodiÄ obnovenĂ log 1 otevĹe se tranzistor T5 a informace se pĹepĂĹĄe na zĂĄpisovĂ˝ datovĂ˝ vodiÄ negovanÄ, tj. na zĂĄpisovĂŠm vodiÄi je informace stejnĂĄ jako v buĹce. JestliĹže souÄasnÄ aktivujeme i ĹĂĄdkovĂ˝ zapisovacĂ adresovĂ˝ vodiÄ buĹky a otevĹeme tranzistor T3, obnovĂme informaci zapsanou v buĹce. V zapojenĂ uvedenĂŠm na obr. 9.6 se souÄasnÄ obnovuje informace zapsanĂĄ v buĹkĂĄch v celĂŠ ĹĂĄdce. Je tĹeba podotknout, Ĺže ÄtenĂ informace je nedestruktivnĂ, tj. Ĺže se pĹi ÄtenĂ informace v buĹce zachovĂĄvĂĄ.
Vedle uvedenĂ˝ch dynamickĂ˝ch pamÄtĂ se pouĹžĂvajĂ pamÄti s postupnĂ˝m vĂ˝bÄrem, kterĂŠ vyuĹžĂvajĂ dynamickĂŠ posuvnĂŠ registry. Nositelem informace u dynamickĂŠho posuvnĂŠho registru je opÄt parazitnĂ kapacita mezi hradlem a emiterem unipolĂĄrnĂho tranzistoru. PrincipielnĂ schĂŠma je na obr. 9.8. Posuv informace je ĹĂzen zpravidla dvoufĂĄzovĂ˝mi hodinovĂ˝mi impulsy F1, F2 a  kterĂŠ se nepĹekrĂ˝vajĂ. Tzv. statickĂŠ posuvnĂŠ registry majĂ v buĹce jeĹĄtÄ dalĹĄĂ tranzistor, kterĂ˝ je ĹĂzen impulsy F3. TĂmto zpĹŻsobem je zajiĹĄtÄna obnova informace i v pĹĂpadÄ, Ĺže neprobĂhĂĄ posuv.