Memory and Programmable Logic

SAM (Sequential Acess Memory)
RAM (Random Acess Memory)
Static RAM
Dynamic RAM
Volatile
Nonvolatile -> HDD, SSD
ROM (Read Only Memory)

PLD (Programmable Logic Device)
PLA (Programmable Logic Array)
PAL (Programmable Array Logic)
FPGA (Field Programmable Gate Array)

Memory

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▲ 표기하기를, 2k×n Memory라 부른다.

word는 Memory contest의 1개 묶음을 의미한다.
메모리 주소 또한 인덱싱을 해야 하기 때문에 불러줄 이름이 필요하다.
2^k 개의 주소를 불러주려면 k개의 주소 표현 bit 수가 필요하다.

Operation

Write operation

  1. 주소 접근
  2. data 대기
  3. 쓰기

Read operation

  1. 주소 접근
  2. 읽기

RAM (Random Acess Memory)

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▲ Memory Cell, 메모리의 기본 구성요소가 된다.

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▲ 보는 바와 같이 k개(k=2)의 Address input과 n개(n=4)의 word bit들로 이루어진 RAM이다. decorder를 이용해서 주소 접근을 구현하였다.

ROM (Read Only Memory)

롬은 영구적으로 데이터를 저장해 두는, 비휘발성 메모리이다.
일반적으로, 수정되어선 안되는 데이터를 저장해두는 장소라고 보면 된다.

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▲ ROM은 input data를 할 필요가 없기 때문에, 주소를 읽는 k input과 n output 만이 존재한다.

IMG_1209.jpeg▲ ROM의 세부적인 내부 구조이다. 그물망 처럼 생긴 이게 무엇인고 할 수 있는데, 여기서 필요한 점들을 골라서 퓨징fusing 하는 것이다. 즉, 필요한 부분을 이어붙이면, Input(주소의 index값)에 따라 저장된 데이터를 output한다.

또한 롬 또한 램과 마찬가지로 decoder를 통해 주소 인덱스를 구현하고 있다.

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▲ 이렇게 퓨징을 한다. 한번 퓨징하고 나면, 런타임 중에 바뀌지 않는다. 단 하나만의 State를 갖는다고 말할 수 있으며, 따라서 Combinational Logic이다.

Types of ROMs

PROM (Programmable ROM)

ROM의 가장 기본형. 한번만 프로그래밍할 수 있는 영구적 ROM으로 지금껏 본 유형.

EPROM (Erasable PROM)

자외선을 이용해서 지운후, 다시 프로그래밍 가능한 ROM.

EEPROM (Electrically EPROM)

전기 신호를 이용해서 지운후, 다시 프로그래밍 가능한 ROM.

PAL (Programmable Array Logic)

사실상 Programmable AND Logic이라 외우는게 맞다.
여기서 programmable하다는 것은, 퓨징을 통해 사용자가 직접 프로그래밍 가능하다는 뜻이다. 위에서 본 PROM의 경우 OR gates가 programmable했음을 알 수 있다. 반면, AND gates의 경우 decorder로 구현되어 있기에 고정되어있다.

그런데, PAL은 반대로 AND gates를 프로그래밍 가능하도록 해놓고, OR gates를 고정시켜놓은 것이다.

PLA (Programmable Logic Array)

이름이 존나 헷갈리니 주의. 이것은 AND와 OR가 모두 프로그래밍할 수 있다.

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▲ 지금까지의 설명을 정리한 것.