Hier finden Sie die Lösungen der WWW-Aufgaben des 4.Übungsblatts.

Aufgabe 4.1

Schaltung 3.1 a

Aufgabe 4.5

a)

b)

c)

SRAM DRAM
ausgeschrieben static-random-access-memory dynamic-random-access-memory
Inhalt flüchtig (bei Abschaltung der Betriebsspannung) dauerhaft (wenn immer wieder aufgefrischt wird, in Abständen von einigen Millisekunden)
Eigenschaften
  • Speicherung durch Zustandsänderung bistabilen Kippstufen (ein Flipflop*1 pro Bit)
  • sehr groß (Fläche)
  • schnelles Auslesen
  • geringer Leistungsbedarf
  • heute als 6-Transistor-Zelle in CMOS*2 hergestellt
  • kleine Datenkapazität
  • mittlere Datenrate
  • geringe Größe
  • preiswerte Herstellung
  • eigenständiger Chip oder Speicherzelle eines größeren Chips
  • große Datenkapazität
Anwendung
  • als Cache in CPU's
  • lokaler Speicher auf Chips
  • in Integrierten Schaltkreisen
  • u.a. Speicherung des Bios
  • Arbeitsspeicher
  • Bild- u. Texturspeicher in Grafikkarten
  • in Netzwerkgeräten
  • in PDA's und Mobiltelefonen

*1 - Ein Flipflop […], oft auch bistabile Kippstufe oder bistabiles Kippglied genannt, ist eine elektronische Schaltung, die zwei stabile Zustände einnehmen und damit eine Datenmenge von einem Bit über eine lange Zeit speichern kann.

*2 - Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS, dt. komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter) ist eine Bezeichnung für Halbleiterbauelemente, bei denen sowohl p-Kanal- als auch n-Kanal-MOSFETs auf einem gemeinsamen Substrat verwendet werden.

SDRAM ist eine getaktete DRAM-Technologie. Der Takt wird durch den Systembus vorgegeben, ggf. auch durch einen separaten, am Systembus angeschlossenen Speicherbus. Die Taktung erfolgt über die Verwendung von Registern für Adresseingänge, Steuerinformationen sowie die Ein-/Ausgabedaten, indem Wertänderungen in den Registern nur mit den Taktflanken durchgeführt werden.

Wenn Wertänderungen sowohl bei positiven wie auch bei negativen Taktflanken möglich sind, so spricht man auch von DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

SD-RAM
PC 66 Taktfrequenz: 66 MHz
Zugriffszeit: 10-12 ns
PC 100 Taktfrequenz: 100 MHz
Zugriffszeit: 8 ns
PC 133 Taktfrequenz: 66 MHz
Zugriffszeit: 10-12 ns
PC 150 / 166 Taktfrequenz: 66 MHz
Zugriffszeit: 10-12 ns
Übertragungsrate: 1,06 Gb/s
DDR-RAM
PC 1600 (DDR-200) effek. Taktfrequenz: 200 MHz
Übertragungsrate: 1,6 Gb/s
PC 2100 (DDR-266) effek. Taktfrequenz: 200 MHz
Übertragungsrate: 2,1 Gb/s
PC 2700 (DDR-333) effek. Taktfrequenz: 200 MHz
Übertragungsrate: 2,7 Gb/s
PC 3200 (DDR-400) effek. Taktfrequenz: 200 MHz
Übertragungsrate: 3,2 Gb/s
DDR2-RAM
PC2 3200 (DDR2-400) effek. Taktfrequenz: 400 MHz
Übertragungsrate: 3,2 Gb/s
PC2 4200 (DDR2-533) effek. Taktfrequenz: 533 MHz
Übertragungsrate: 4,2 Gb/s
PC2 5300 (DDR2-667) effek. Taktfrequenz: 667 MHz
Übertragungsrate: 5,3 Gb/s
PC2 6400 (DDR2-800) effek. Taktfrequenz: 800 MHz
Übertragungsrate: 6,4 Gb/s
PC2 5800 (DDR2-1066) effek. Taktfrequenz: 1066 MHz
Übertragungsrate: 8,5 Gb/s
DDR3-RAM
PC3 6400 (DDR3-800) effek. Taktfrequenz: 800 MHz
Übertragungsrate: 6,4 Gb/s
PC3 8500 (DDR3-1066) effek. Taktfrequenz: 1066 MHz
Übertragungsrate: 8,5 Gb/s
PC3 10600 (DDR3-1333) effek. Taktfrequenz: 1333 MHz
Übertragungsrate: 10,6 Gb/s
PC3 12800 (DDR3-1600) effek. Taktfrequenz: 1600 MHz
Übertragungsrate: 12,8 Gb/s
PC3 14900 (DDR3-1866) effek. Taktfrequenz: 1866 MHz
Übertragungsrate: 14,9 Gb/s
PC3 17000 (DDR3-2133) effek. Taktfrequenz: 2133 MHz
Übertragungsrate: 17 Gb/s

d)

Energiedichte:

Die ~ bezeichnet in der Physik das Verhältnis zwischen Energie und einer bestimmten Größe. Am häufigsten wird die ~ als Energie pro Raum [Joule/m³] oder Energie pro Masse [Joule/kg] verwendet.

Leistungsdichte:

Die ~ bezeichnet in der Physik mehrere Größen, aber in diesem Fall das Verhältnis zwischen Leistung und Masse. Sie wird in [W/kg] angegeben.

Isochrone:

Die ~ verhalten sich analog zu den Isobaren des Luftdrucks. Es sind dementsprechend Linien, die Bereiche / Abschnitte gleicher Zeit angeben.
(In der Grafik gepunktet dargestellt)

Unter einem Ragone-Diagramm versteht man eine spezielle Form eines Diagramms, welches in der Energietechnik bzw. der Energiespeicherung benutzt wird, um die Leistungsfähigkeit von Batterien, Kondensatoren und Akkus grafisch darzustellen.

Ragone-Diagramm für verschiedene Energiespeicher

Akkumulatoren oder Kondensatoren sind in fast, wenn nicht sogar in allen, moderneren kabellosen Geräten verbaut. Je nach Zweck der Geräte sollen sie entweder ein geringes Gewicht oder eine lange Laufzeit besitzen. Beide Bauteile haben Vor- und Nachteile. Akkumulatoren brauchen lange zum Laden, geben aber bis zur völligen Entladung eine konstante Spannung ab. Kondensatoren sind sehr schnell aufgeladen, geben aber bei der Entladung keine kontinuierliche Spannung ab (Spannung nimmt ab). Optimal wäre eine lange Laufzeit in Kombination mit geringem Gewicht und schneller Ladbarkeit. Anwendung finden die Kondensatoren z.B. in alternativen Fahrzeugen (Stromautos).

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