第4章 高速实时周边器件和存储器.ppt

第四章 高速实时周边器件和存储器 §4.1 高速实时周边器件 §4.2 双端口RAM和FIFO §4.3 高速实时数据存储 §4.1 高速实时周边器件 高速实时周边器件目前也在发生巨大的变化，传统的74LS系列芯片已不能满足系统要求，以下是多种逻辑器件的生命力、发展趋势和性能比较。 (1)生命力 传统的TTL、LS器件的生命力已经基本上消亡了。目前处于生命成熟期的器件是ALS、F、HC等系列；正在成长的器件系列是ABT、LVT等。因此，中小规模集成电路的选型也要跟上时代的潮流。 (2)发展趋势 TTL器件的低噪声、低功耗发展是AHC系列，3.3V版本是LVC、LV系列，等等。 (3)性能比较(如表4.1) 以上是多种中小规模芯片的性能比较。这是以双向总线驱动芯片245的性能进行的比较，测试温度为25°；主要指标包括制造工艺、输入／输出兼容性、驱动能力(驱动电流)、静态电流、速度(最大延迟时间)等等。 ⑷注意事项 使用时要注意电平和速度匹配。 §4.2 双端口RAM和FIFO 4.2.1 双端口RAM 对双端口RAM产品的介绍以IDT公司的为例。不同公司生产的双端口RAM产品一般是兼容的。另一主要产品为CYPRESS公司。 一、IDT7133／7143 IDT7133和IDT7143是IDT公司的2K×16位的高速双端口RAM产品。其最高速度可以达到达20ns。它具有以下特点： ①高速：军品的最快速度达到25ns；工业品的速度可以达 到55ns；商业级产品可以达到20ns。 ②低功耗：IDT7133／7143SA系列的最大功耗为而1150 mw， IDT7133／7143LA系列的最大功耗为1050mw。 当它们工作在省电模式时，功耗分别为5mw和 1mw。 ③为写操作提供多种控制方式，对每一个端口可以进行 高字节和低字节独立的写操作。 ④通过与IDT7143相连，可以方便搭成32位或更宽的总 线。 ⑤IDT7133提供忙逻辑BUSY输出标志，而IDT7143则将 其作为输入。 ⑥可以对两个端口进行完全异步的操作。 ⑦可以运行在备用电池状态，电池的最低电压为2V。 ⑧完全兼容TTL电平，单5 V电源供电。 ⑨采用68引脚PGA，Flatpack，PLCC或100引脚TQFP 封装。 二、器件简介 IDT7133／7143是IDT公司的高速2K×16位的双端口RAM。它可以作为 16位双端口RAM单独使用，也可以与IDT7143组成主从系统，将数据线扩展到32位，甚至更宽。这样组成的双端口RAM系统可以全速运行，而且无须任何额外的附加逻辑。IDT7133/7143提供了地址线、控制线以及 I／O线是完全独立的两个接口，支持对器件的任何存储空间进行完全异步的读写操作。通过CE的控制，IDT7133／7143自动工作在省电模式下。通过使用IDT公司先进的CMOS技术，在典型的工作条件下，它的功耗仅为 500 mw，而且还可以通过接电池达到数据保护的目的。在这种条件下，电池的电压仅为 2 V，而功耗仅为 200 uW。 图4.1给出了IDT7133/7143的结构原理框图；图4.2给出了采用PLCC68封装形式的器件的顶视图及其引脚说明。 三、器件使用 （1）IDT7133/7143的忙逻辑 当双端口RAM的两个接口同时对存储器的同一单元进行操作时，IDT7133／7143的忙逻辑BUSY将会有一个硬件的指示，允许其中的一个端口先进行操作，而用BUSY指示将另一个端口置于等待状态，直到另一个端口完成相应的操作。如果在接到BUSY信号时，已经进行写操作，那么IDT7133/7143的内部机制可以阻止写操作的继续进行。 并不是所有的场合都需要或者是希望使用BUSY逻辑。在一些场合，希望将所有器件的BUSY信号进行逻辑或，这样任何一个器件的BUSY都可以是作为指示非法操作的中断源。如果不希望使用BUSY的写禁止功能，那么可以使用IDT7143。 在IDT7143中BUSY引脚只作为写禁止输入来使用。在正常操作时，可以将BUSY引脚置为高。在需要时，只要将BUSY引脚置为低即可阻止不希望的写操作。IDT7133的BUSY输出为开漏输出，在使用时需要接上拉电阻。