SRAM（メモリ）の原理

（データ記憶デバイス）

Dフリップフロップの74HC74を図のように並べたこの回路は、いったいどのような動作をし、どのような意味を持つのでしょうか。

アドレススイッチ0をオンにするとクロックの立下りで、一番上の一行目（4個横並び）のHC74にデータ0～3の論理値が読み込まれますね。次にアドレス0をオフにしアドレス1をオンにすると2行目の4個のHC74にデータが読み込まれます。そしてアドレス0のHC74は先に読み込んだデータを保持し続けています。引き続き、アドレスを2、3と切替えていっても同様に、各アドレスのHC74はデータを読み込み記憶していきます。つまり図のように並ぶDフリップフロプの横の並びがアドレス行、縦の並びが4bit（4桁）のデータ列であり、このようなメカニズムでデータを記憶する回路をメモリといいます。この回路は、4つの番地（アドレス）を持つ4bitのメモリといえます。

実際のデバイスとしてのメモリはワンチップのICですが、中には無数のフリップフロップを内蔵しています。8個で8bitつまり1バイトのメモリになりますから、例えば64Mバイトのメモリは512,000,000個のフリップフロップを持っていることになります。
因みに、各アドレスのデータを自由に読み込んだり書き込んだりして使用できるメモリをRAM（Random Access Memory ）：ラムといい、一度書き込むとデータを書き換えることができず、読み出し専用として使用されるメモリをROM（Read Only Memory）：ロムといいます。一般にRAMは電源を落とすとデータが消滅し、ROMは電源を落としてもデータを保持し続けます。

では実際のメモリデバイスはどのようなものか見てみましょう。下の図はサイプレス社のCY7C185というRAMです。データbitはD0～D7の8ビット長、アドレスbitはA0～A12の13bit長であり、2進数でアドレス指定します。アドレスが13bitですから、このメモリは8192バイトのメモリ容量を持つことがわかります。

CE1とCE2はチップイネーブルといい、CE1=LかつCE2=Hの時にこのメモリは動作します。WE-はライトイネーブルといい、WE-=Lの時に書き込み（入力）モードになります。OE-はアウトプットイネーブルといい、OE-=Lの時に読み込み（出力）モードになります。よってWE-とOE-を同時にLにしてはいけません。設計においては、互いにL、Hが入れ替わるように周辺回路を構成します。

関連記事：74HC74の応用（カウンタ） 2010-04-07