§:

iTyrnb программирующего

I : I

IICt

&7

Яй«о5 2

Рис. 3-34. Структурная схема ПЗУПП 32X8

управление передачей 8-битного слова с выхода мультиплексоров на выходы кристалла ПЗУ Do-D7.

ПЗУ, программируемые пользователем (ПЗУПП). Наибольшее распространение получили биполярные ПЗУПП с плавкими нихромовыми или титано-вольфрамовыми перемычками. В последнее время появились сообщения о производстве ПЗУПП, выполненных по комплементарной МОП-технологии. В матрице ПЗУПП содержатся все элементы связи мел<ду словарными и разрядными линиями, последовательно с каждым элементом связи включается тонкая проводящая перемычка. В процессе программирования в цепи перемычки действует импульс тока, и металлическая перемычка расплавляется. После размыкания связи импульс продолжается еще некоторое время, чтобы предотвратить отверждение металлизации и восстановление расплавленной связи.

На рис. 3-34 приведена структурная схема ПЗУПП с организацией 32X8. Для хранения одного 8-битного слова используется многоэмиттерный транзистор, в каждой эмиттерной цепи которого находится плавкая перемычка. При выборке дешифратором слова на соответствующей разрядной линии при наличии перемычки устанавливается высокий уровень и выходной транзистор Т2 включается (логический 0). Если перемычка расплавлена, то соответствующая разрядная линия оказывается «плавающей» и выходной транзистор Т2 выключен (логическая 1).

Для программирования некоторого разряда на шины подаются сигналы для выборки требуемого адреса, и на

базе выбранного многоэмиттерного транзистора появляется сигнал высокого уровня. Внешней схемой на выходе программируемого разряда устанавливается напряжение около 8 В. Этого напряжения достаточно для включения стабилитрона Ст (с напряжением стабилизации около 7 В), что приводит к включению транзистора Т1 и заземлению правого вывода плавкой перемычки. Напряжение питания многоэмиттерных транзисторов увеличивается до 12 В, и между выводами перемычки оказывается приложенным напряжение около 5 В. Если перемычка имеет сопротивление 100 Ом, то через нее проходит ток 50 мА, что вызывает расплавление перемычки. В том случае, когда состояние некоторого разряда программировать не нужно, на выход его 8 В не подается, транзистор Т1 выключен, ток в цепи перемычки ограничивается резистором и ее разрушения не происходит.

Характерным типом отказа в данном ПЗУПП является повторное замыкание разрушенной перемычки. Исследования показали, что чем продолжительнее программирующий импульс, тем выше вероятность повторного замыкания. Под воздействием протекающего тока нихром переходит в жидкое состояние и образует очень узкий зазор. Фотографии показывают, что в зазоре видны дендриты («усы»), которые могут в дальнейшем привести к повторному замыканию из-за явления роста кристаллов.

Самые простые программаторы рассчитаны на програм-мирование ПЗУПП одного типа. Обычно они имеют шестнадцатиричную клавиатуру для установки адресов и данных, а также схему управления и формирования необходимой последовательности сигналов. Имеются более универсальные программаторы, на которых с помощью съемных плат Или изменений в программе встроенной машины можно программировать разнотипные ПЗУ. Почти во всех современных программаторах предусматривается буферное ЗУПВ, в которое загружаются, например с перфоленты, данные, подлежащие записи в ПЗУПП. Наличие встроенного ЗУПВ позволяет реализовать в программаторе режим редактирования и режим контроля программирования. Наиболее сложными являются так называемые оперативные программаторы, которые подключаются к терминалу большой ЭВМ. В таких программаторах выполняются следующие функции: загрузка данных в буферное ЗУПВ с терминала; проверка того, что До программирования все биты ПЗУ находятся в незапрограммированном состоянии; программирование: данные из буферного ЗУПВ записыва-

ются в кристалл ПЗУ с соблюдением необходимой последовательности программирующих сигналов; контроль программирования.

Программаторы, подключаемые к терминалу, выполняют указанные функции автоматически после загрузки данных в буферное ЗУПВ. Громоздкая процедура программирования оправдана только на первых этапах проектирования опытного образца или при короткой предпроизводст-венной проверке работы.

Перепрограммируемые ПЗУ относятся к классу стираемых программируемых ПЗУ (СППЗУ), так как после стирания хранимой в ПЗУ информации возможно занесение новых данных в тот же накопитель.

Стирание очень удобно при проектировании экспериментальных программных ПЗУ, поскольку ошибка в программном ПЗУ не разрушает устройства, а приводит к его стиранию и перепрограммированию.

СППЗУ можно выполнить в виде МОП-матриц двух типов или в виде полупроводникового ПЗУ в корпусе со стеклянной прозрачной крышкой. В СППЗУ второго типа стирание информации осуществляется ультрафиолетовым облучением кристалла.

СППЗУ первого типа по МОП-технологии изготавливается как обычная МОП-матрица, но между металлическим затвором и слоем изолирующего оксида осаждается тонкий слой нитрида кремния. Слой нитрида кремния имеет свойство сохранять электрический заряд (положительный или отрицательный в зависимости от материала МОП-матрицы), когда на затвор транзистора подается высоковольтный программирующий импульс. Амплитуда этого импульса в несколько раз превышает обычный для памяти уровень напряжения. При отсутствии дополнительных сигналов программирования или выключений питания заряд в слое нитрида кремния будет сохраняться весьма долго. Гарантированное время сохранения информации для ряда приборов составляет 10 лет.

Такие БИС программируются подачей соответствующих сигналов на внешние контакты их корпусов, а стирание их содержимого осуществляется подачей на те же контакты стирающего сигнала.

Программирующий импульс на затворе программируемого транзистора заставит обычно не проводящий транзистор включиться, что приведет к появлению на выходе нулевого бита. Транзистор, который не программировался, будет иметь в слое нитрида кремния нулевой заряд и оста-