Использование Tristates против мультиплексоров в оперативной памяти

Почему тристаты предпочтительнее мультиплексоров для выбора выхода из ОЗУ? Объяснение, о котором я слышал, заключается в том, что объем ОЗУ слишком велик для использования мультиплексора, но мне нужно больше подробностей.

Теория, которую мы придумали, заключается в том, что использование мультиплексора потребовало бы дерева OR-вентилей для выбора выхода, который значительно увеличил бы время распространения сигнала на шину, тогда как с тристатами, независимо от размера ОЗУ, задержка распространения будет постоянной.

Это верно?

Спасибо

Это проблема "разветвления" или "раздувания". Так что ваша теория более или менее точна. Однако есть дополнительное преимущество использования трехсторонних выходов, которые вы можете подключить к шине! Если вы используете мультиплексор CMOS, вы не можете совместно использовать провода, к которым подключен выход, если вы используете устройства Tri-State, вы можете совместно использовать шину с другими подключенными устройствами (например, под управлением арбитра) ... в контексте ОЗУ, подумайте «шина памяти».

Если в каждой ячейке памяти создается прямоугольный массив памяти, который читается с использованием драйвера трех состояний, то одна схема декодера может управлять всеми ячейками в ряду. Для управления им потребуется схема по периметру массива, но количество схем управления будет пропорционально sqrt (N) * lg (N). Напротив, если бы кто-то попытался подать все ячейки памяти в мультиплексор, ему потребовалось бы намного больше схем.

Подход на основе мультиплексора имеет некоторые преимущества. Если бы кто-то создавал память в одно мега-слово с использованием двусторонних мультиплексоров, каждый бит должен был бы проходить через 20 мультиплексоров, но можно было бы создать конвейерную систему памяти с очень высокой пропускной способностью, если бы каждый мультиплексор включал защелку. Для выполнения какой-либо конкретной операции чтения потребуется 20 циклов, но за 100 циклов можно начать 100 различных операций чтения. Поскольку сигнал не должен заходить слишком далеко в каждом цикле и не будет ездить на каких-либо больших автобусах, частота цикла может быть чрезвычайно высокой.

Вопрос о том, использовать ли мультиплексоры или шины, в конечном итоге несколько напоминает вопрос о том, следует ли использовать ретрансляторы данных при отправке информации на большие расстояния. С одной стороны, ретрансляторы данных добавляют задержку. С другой стороны, время, необходимое для перехода сигнала на одном конце отрезка меди, чтобы вызвать переход на другом конце, асимптотически пропорционально квадрату длины (поскольку добавление длины добавляет как сопротивление, так и емкость). Добавление повторителя в середине длинного провода может в конечном итоге улучшить скорость, так как длинный путь будет заменен двумя более короткими с примерно четвертью или половиной более длинной задержки.

Если бы удвоить ширину и длину массива памяти, не увеличивая при этом «крутизна» цепей драйвера строк и столбцов, можно было бы более чем удвоить время, необходимое для переключения строк и столбцов. В отличие от этого, если использовать четыре меньших массива памяти и мультиплексировать выходы, можно было бы добавить только постоянную времени доступа. Более быстрые воспоминания подразделяются на более мелкие массивы, соединенные мультиплексорами; более дешевые воспоминания используют меньше мультиплексоров, но не так быстро.

Трижды заявив на шине, ваша система масштабируется лучше. Вы можете просто добавить больше устройств с возможностью многократного использования, без необходимости перенастраивать старые устройства и новое устройство для совместной работы через новый и больший мультиплексор.