Memorias

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Docente: Ing. Víctor Cárdenas Schweiger

2016

¿Qué es una memoria RAM?

• Es la memoria donde se almacenan los datos (programas) con los quese están trabajando en ese momento.

• Es un dispositivo electrónico que se encarga de almacenar datos einstrucciones de manera temporal, de ahí el término de memoria detipo volátil ya que pierde los datos almacenados una vez desenergizado el equipo; pero a cambio tiene una muy alta velocidadpara realizar la transmisión de la información.

Memoria Estática (SRAM)

Es la forma mas antigua y simple de memoria semiconductoratemporal. La celda o unidad básica de almacenamiento de datos de unaSRAM es el FLIP-FLOP.

Víctor Cárdenas Schweiger - Microprocesadores

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Memoria Dinámica (DRAM)

Esta utiliza una tecnología completamente diferente a la RAM estática,para llevar a cabo el almacenamiento de datos. En una RAM dinámicala unidad básica de memoria es un condensador. Cada celda DRAMalmacena un bit (1 o 0) como un paquete de carga a través de untransistor MOS.

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OPERACIÓN ESCRITURA SIMPLIFICADA

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OPERACIÓN DE LECTURA SIMPLIFICADA

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32-Word x 8-Bit Static RAM

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ESQUEMA DE UNA MEMORIA RAM

Las entradas de control C y R/W permiten inhibir la memoria y leer o escribir (Read-Write) respectivamente.

Su funcionamiento es el siguiente:

• Situar en los terminales de DIRECCION la combinación adecuada a la célula de memoria a operar.

• En el caso de lectura, poner el terminal R/W a "0", y por último permitir el funcionamiento de la memoria, es

decir, validar el proceso con C="1". En la salida de datos obtendremos la información almacenada en la dirección de

memoria correspondiente.

• En el caso de escritura, además de la dirección adecuada es preciso situar en los terminales de "entrada de

datos", el dato a almacenar o escribir. Ahora el terminal R/W deberá ponerse a "1". Por último, validar la operación con

C="1", la información a la entrada de datos quedará registrada en la dirección de memoria indicada.

PARAMETROS FUNDAMENTALES DE LAS MEMORIAS

•Tiempo de acceso: tA tiempo que tarda una palabra en ser leída o escrita desde que se direccionar. La velocidad de acceso

bA es la inversa del tiempo y se mide en palabras por segundo

•Modo de acceso:

–Aleatorio (RAM, Random Access Memory) Se accede a las posiciones de memoria en cualquier orden. El tiempo de

acceso es independiente de la posición.

–Serie. Se accede a las posiciones en secuencia y el tiempo depende de la posición de la cabeza de lectura.

•Alterabilidad (Posibilidad de alterar el contenido de la misma )

–Memorias ROM (Read Only Memory)

Memorias de "solo lectura"

Almacenamiento permanente de datos y programas

Tipos:

ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

–Memorias RWM (Read-Write Memory)

Memorias de lectura y escritura

Almacenamiento no permanente de programas y datos

Memorias SRAM, DRAM, FLASH14

Son los dispositivos de almacenamiento de datos e instrucciones en los sistemas digitales.

CLASIFICACIÓN

- Memorias ROM (Read Only Memory): El contenido se establece en el proceso de fabricación.

- Memorias PROM (Programable ROM): Son memorias ROM programables en un equipo especializado. El

contenido es inalterable desde el momento de la programación.

- Memorias RPROM (Reprogramable ROM): Es posible reprogramarlas borrando el contenido previamente.

Según la forma de realizar el borrado, se contempla una subclasificación adicional:

- Memorias EPROM (Erasable PROM): La grabación se realiza en equipos especiales. El borrado se

realiza mediante la exposición del integrado a radiación ultravioleta.

- Memorias EEPROM o E2PROM (Electrically EPROM): Programables y borrables eléctricamente. Esto

las dota de una gran versatilidad, puesto que tanto la programación, modificación y borrado puede realizarse

ON LINE. Presentan la ventaja de ser borrables byte a byte.

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CAPACIDAD DE UNA MEMORIA RAM..

Nº de palabras: 2n

Bits por palabra: m

Organización 2n x m bits

Ejemplo: n=11, m=8

Organización 211 x 8=2k x 8

Capacidad 16 Kbits= 16384 bits

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Esquema de una memoria

Memoria de 4x8 (4 palabras de 8 bits)

D

B I

R

E

U C

C

I

S O

N

B U S D A T O S

Palabra de 8 bits

Celda de 1 bit

ENABLE

ESCRITURA

LECTURA

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RAM estática 2114 Tiene una estructura de 1024 palabras de 4 bits

Cada uno de los cuatro bits dato es bidirecional, con lógica tri-estado para permitir su desconexión virtual del

bus de datos.

Las líneas de control son dos: CS y WE

Esta segunda línea es equivalente a R/W; si WE = 0 la operación efectuada será de escritura; y si WE = 1 será

de lectura.

Sus características más sobresalientes son:

Organización 1024 X 4 bits - Tecnología NMOS - Alimentación 5 V

Disipación típica 300 mW

E/S datos Bidireccional y tri-estado - Encapsulado DIL 18 patillas.Vemos que para direccionar 1024 posiciones

necesitamos 10 patillas puesto que 210=1.024

Para los datos, como son palabras de 4 bits necesitaremos 4 patillas

Para indicar Lectura o Escritura (R/W) necesitamos 1 patilla

Para seleccionar el integrado CS (Chip Select) 1 patilla

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__

CS

___

WE

Address

RAM 2114

data4

D3..D0

4

D3..D0

D3 D2 D1 D0

M3 M2 M1 M0

__

CS

___

WE

control

A9..A0

10

6A9..A4

A0A1A2A3

4

A3..A0

CP

CLK

7490

Circuito para comprobar el funcionamiento de una RAM

Demostrar la escritura de la palabra 1100 en la localización de memoria 0000. El procedimiento es:

a)Contador: 0000 CS = 1 WE = 1

b)establecer: M3 = 1; M2 = 1; M1 = 0; M0 = 0

c) CS = 0

d) WE = 0

e) WE = 1

En esta condición los LEDS del bus de datos deben indicar la información 1100 el cual es el contenido de la

localización 0000.

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Diseño de memorias

• Si se desea una memoria de palabras de n bits y se parte de circuitos con ancho de palabra de t bits, se necesitarán n/t circuitos para alcanzar el ancho de palabra deseado. El valor típico de t es 1, 4, 8 o 16.

• Si la capacidad pretendida es r palabras y se emplean circuitos de zpalabras, se necesitarán r/z filas de circuitos para lograr dicha capacidad.

Ejemplos de diseño

•Memoria deseada 128K palabras.

• Palabra de 16 bits.

• Circuitos de memoria de 64Kx1.

• Solución:• Se necesitan 16/1 = 16 circuitos por fila para formar el ancho de

palabra deseado.

• Se necesitan 128/64 = 2 filas de circuitos.

Otro ejemplo

•Memoria deseada 32 Kpalabras.

• Palabra de 8 bits.

• Circuitos de memoria de 8Kx8.

• Solución:• Se necesitan 8/8 = 1 circuito por fila para formar el ancho de

palabra deseado.

• Se necesitan 32/8=4 filas de circuitos.

Conexionado (I)• Bus de datos, bus de dirección, CS, OE y W/R.

• Triestado, se puede conectar sin problema entre sí distintas salidas a un mismo punto eléctrico siempre que no se activen dos o más a la vez.

• Los pines del bus de datos de los circuitos se conectan directamente al bus de datos.

• De esta manera, pueden compartir el bus de datos varios dispositivos simultáneamente

Conexionado (II)• Para aumentar la longitud de palabra, se usan tantos circuitos como sean

necesarios y la asociación de todas las líneas supone una palabra de tamaño mayor.

• Para direccionar en el conjunto, se selecciona la fila de circuitos que contiene la palabra de interés.

• Si los buses no son bidireccionales, se separa la parte de entrada de la parte de salida, pero se siguen aplicando las ideas anteriores.

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Memoria de 32Mx32 a partir de módulos de 4Mx8

• Para pasar de palabras de 8 a 32 bits se necesitan 4 módulos, con lo quese tendrán 4Mx32.

• Dicha fila de 4 módulos deberá repetirse otras 7 veces más para completarlos 32M.

• Para direccionar cada una de las 8 filas de 4 módulos se utiliza un DEC 3x8,cuyas salidas se conectan con las entradas CS de los módulos de cada fila yen cuya entrada (la del decodificador) se introducen los 3 bits mássignificativos de los 25 necesarios. Los restantes 22 bits se colocan enparalelo en TODOS los módulos de 4Mx8.

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