КР580ВТ42 — мультиплексор адреса и счётчик регенерации динамического ОЗУ

Назначение

КР580ВТ42 — адресный мультиплексор и счётчик регенерации динамического ОЗУ, периферийная микросхема обвязочного комплекта КР580. Работает она не сама по себе, а строго в связке с системой на процессоре КР580ВМ80, где память набрана из динамических микросхем серии К565РУ, — и закрывает две задачи, без которых такая память попросту не заработает. Первая — мультиплексирование адреса: динамические ОЗУ той эпохи принимали адрес ячейки не целиком, а по частям — сначала адрес строки, затем адрес столбца, по одним и тем же выводам корпуса, — и именно ВТ42 переключает эти половины на нужный момент. Вторая задача — регенерация: заряд, которым в динамической памяти кодируется бит, сам по себе понемногу «утекает», и если не перечитывать ячейки достаточно часто, данные пропадают. Эту рутину ВТ42 берёт на себя через встроенный автономный счётчик, избавляя разработчика от необходимости вручную вставлять циклы обновления в программу.

Мультиплексирование адреса и регенерация DRAM

Динамическая память организована как матрица ячеек — строки и столбцы, — а число адресных выводов на её корпусе физически меньше, чем требует полный адрес: заметная экономия ножек корпуса, важная для БИС того времени. Плата за эту экономию — двухтактная подача адреса: сначала на общие адресные линии выставляется старшая часть адреса (номер строки) и защёлкивается в памяти сигналом RAS, затем на те же линии выставляется младшая часть (номер столбца) под защёлку сигналом CAS. Формировать эту последовательность из обычного линейного адреса процессора пришлось бы отдельным узлом на рассыпной логике — ВТ42 делает это одним корпусом, забирая адрес с шины КР580ВМ80 и выдавая уже готовую, правильно расфазированную пару строка/столбец.

Регенерация устроена отдельно от обычных обращений процессора к памяти. Внутри ВТ42 работает собственный счётчик адресов регенерации, который циклически перебирает номера строк динамической памяти, — и через равные промежутки времени микросхема ненадолго забирает системную шину у процессора, примерно так же, как это делает для своих целей контроллер ПДП КР580ВТ57, только здесь цель другая: не перекачать байты между устройствами, а просто «пройтись» по очередной строке памяти и продлить ей жизнь ещё на один интервал. Для программы на процессоре вся эта возня незаметна — регенерация не стоит ей ни одной команды, не считая коротких пауз на время самого цикла.

Где применяется

ВТ42 нужен не любой системе на КР580ВМ80, а именно той, где разработчик выбрал динамическую память вместо статической, — а это был прежде всего вопрос цены и плотности: динамические ОЗУ серии К565РУ давали больше бит на корпус за те же деньги, но требовали ровно той обвязки, которую и закрывает ВТ42. Многие любительские конструкции середины 1980-х шли другим путём и обходились без отдельной специализированной микросхемы вовсе: например, в компьютере «Специалист» функции синхрогенератора, счётчика регенерации ОЗУ и счётчика развёртки дисплея сознательно свели в одно самодельное устройство, чтобы не занимать в дефицитной комплектации лишний корпус БИС. ВТ42 в этом раскладе — решение для более «официальных» схем, собранных строго по документации на комплект КР580, а не для минималистичных любительских урезаний.

Частые вопросы

Почему динамической памяти вообще нужен мультиплексор адреса, а статической — нет? У статических ОЗУ на каждый разряд адреса отведён отдельный вывод корпуса. У динамической памяти той эпохи выводов физически меньше, чем требует полный адрес, поэтому адрес приходится подавать в два приёма — сначала строку, потом столбец — по одним и тем же линиям. Переключение между этими двумя половинами и берёт на себя ВТ42.

Что случится с памятью, если регенерацию отключить? Данные в динамической ячейке хранятся в виде заряда на крошечном конденсаторе, а не в виде устойчивого состояния триггера, как в статической памяти, — и этот заряд стекает сам по себе за считанные миллисекунды. Без периодического перечитывания строк содержимое памяти постепенно теряется, даже если питание при этом не снималось.

Может ли система на КР580ВМ80 работать с динамической памятью вообще без ВТ42? Да, но тогда мультиплексирование адреса и счёт регенерации нужно собрать на другой логике — либо на рассыпных счётчиках и дешифраторах, либо, как в «Специалисте», совместив с другими узлами синхронизации. ВТ42 не единственный способ это сделать, а готовое решение в одном корпусе, подобранное под комплект КР580.

Технические характеристики

См. также

КР580ВТ57 (контроллер ПДП), КР580ВМ80, КР580ВВ55.