1. 02/05/2012
MEMORIAS
SISTEMAS DIGITALES
CARRERA DE ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
INTRODUCCIÓN
Los
L avances en lla t tecnología d LSI y VLSI h hecho
l í de han h h
posible obtener grandes números de flip-flops en un solo
flip-
chip, configurados en varios formatos de matriz de
memoria. Estas memorias bipolares y semiconductoras
MOS son los dispositivos de memoria más rápidos
disponibles y su costo ha disminuido de manera constante
a medida que mejora la tecnología LSI.
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2. 02/05/2012
INTRODUCCIÓN
Las memorias semiconductoras se usan como
la memoria principal de una computadora.
TERMINOLOGÍA (1)
CELDA DE MEMORIA: Un dispositivo o un circuito
MEMORIA:
eléctrico usado para almacenar un solo bit (O o 1). Ej:
Ej:
de una celda de memoria incluyen un flip-flop.
flip-flop.
PALABRA DE MEMORIA. Un grupo de bits (celdas) en
MEMORIA.
una memoria que representa instrucción o datos de
algún tipo. Los tamaños de palabra en las computadoras
tipo.
modernas varían de 4 a 64 bits.
bits.
BYTE:
BYTE: Grupo de 8 bits.
bits.
CAPACIDAD:
CAPACIDAD: Una forma de especificar cuántos bits se
p
pueden almacenar en un dispositivo de memoria
específico, o sistema de memoria completo. Ej: 4096
completo. Ej:
palabras de 20 bits = 81920 bits o 4096 X 20 es decir
número de palabras X tamaño de la palabra.
palabra.
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3. 02/05/2012
TERMINOLOGÍA (2)
El número de palabras en una memoria a menudo
es un múltiplo de 1024, esto es 1K
2K = 2 X 1024 = 2048 palabras y si cada palabra tiene 8
bits su capacidad en bits sería: 2048 X 8 = 16384 bits.
DIRECCIÓN: Un número que identifica la ubicación
de una palabra en la memoria. Cada palabra
almacenada tiene una dirección única.
OPERACIÓN DE LECTURA: La operación mediante la
cual la palabra binaria almacenada en una
ubicación específica de memoria (dirección) se detecta y
transfiere a otro dispositivo. La operación de lectura a
menudo se llama operación de búsqueda.
TERMINOLOGÍA (3)
OPERACIÓN DE ESCRITURA: La operación por medio
de la cual se coloca una nueva palabra en una ubicación
p
particular de la memoria. Se denomina también
operación de almacenamiento.
TIEMPO DE ACCESO: Es la cantidad de tiempo que se
requiere para llevar a cabo una operación de lectura.
MEMORIA VOLÁTIL: Es aquella que requiere la
aplicación de potencia eléctrica para almacenar
información. Si se interrumpe la energía eléctrica se
perderá toda la información almacenada en la memoria.
Las memorias semiconductoras son volátiles.
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4. 02/05/2012
TERMINOLOGÍA (4)
MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO (RAM): Es aquella cuyo
tiempo de acceso (lectura o escritura) es el mismo para cualquier
dirección en memoria.
MEMORIA DE ACCESO SECUENCIAL (SAM): Es un tipo de
memoria en el cual el tiempo de acceso no es constante, sino que
varía dependiendo de la ubicación de dirección.
MEMORIA DE LECTURA-ESCR1TURA (RWM). Es cualquier
LECTURA-
memoria en la que se puede leer o escribir con la misma
facilidad.
MEMORIA DE SOLO LECTURA (ROM): Memoria en la cual se
puede escribir una sola vez y esta operación por lo general se
lleva a cabo en la: fabrica del dispositivo.
Toda memoria ROM no es volátil y almacenará datos en
ausencia de energía eléctrica
TERMINOLOGÍA (5)
DISPOSITIVOS DE MEMORIA ESTÁTICA:
ESTÁTICA:
Dispositivos de memoria semiconductora en los cuales los datos
almacenados permanecerán así de manera permanente, siempre y
cuando se aplique energía eléctrica, sin necesidad de reescribir
periódicamente l d
iódi los datos en l memoria.
la memoria.
i
DISPOSITIVOS DE MEMORIA DINÁMICA:
DINÁMICA:
Dispositivos de memoria semiconductora en los cuales los datos
almacenados no quedarán almacenados de manera permanente,
aun cuando se aplique energía eléctrica, a menos que los datos se
reescriban de manera periódica en la memoria.
memoria.
MEMORIA PRINCIPAL: T bié se l d
PRINCIPAL: También le denomina memoria d
i i de
trabajo de la computadora. Es la memoria de mayor velocidad de la
computadora.
computadora y siempre es una memoria semiconductora.
semiconductora.
MEMORIA AUXILIAR:
AUXILIAR: Denominada de almacenamiento
masivo.
masivo. Su velocidad es menor que la de la memoria principal y
siempre es no volátil. Ej. Discos magnéticos
volátil. Ej.
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5. 02/05/2012
OPERACIÓN GENERAL DE LA MEMORIA
(1)
Ciertos principios básicos de operación son los mismos para todo
p
tipo de memoria
Cada sistema de memoria requiere distintos tipos de líneas de
entrada y salida para realizar las siguientes funciones:
1.-
1.- Seleccionar la dirección en memoria a la que se tiene acceso para
una operación de lectura o escritura.
2.-
2.- Seleccionar una operación de lectura o escritura para su ejecución.
3.-
3.- Suministrar los datos de entrada que se almacenarán en la
memoria durante una operación de escritura.
4.-
4.- Habilitar (o deshabilitar) la memoria de modo que responda (o no) a
las entradas de dirección y al comando de lectura escritura
OPERACIÓN GENERAL DE LA MEMORIA
(2)
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6. 02/05/2012
CONEXIONES ENTRE LA CPU Y LA
MEMORIA (1)
CONEXIONES ENTRE LA CPU Y LA
MEMORIA (2)
BUS DE DIRECCIONES. Es un bus unidireccional que transporta
las salidas de direcciones binarias de la CPU a los circuitos
integrados de memoria para seleccionar una ubicación de memoria.
BUS DE DATOS. Este es un bus bidireccional que transporta datos
entre la CPU y los circuitos integrados de memoria.
BUS DE CONTROL. Este bus transporta señales de control (como
la ñ l
l señal R/W d l CPU a l circuitos d memoria.
de la los i it de i
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7. 02/05/2012
MEMORIAS DE SOLO LECTURA
Es un tipo de memoria semiconductora que está
diseñada para retener datos que son permanentes o que
no cambiarán f
bi á frecuentemente.
t t
El proceso de ingresar datos se llama programación o
quemado de la ROM.
En algunas memorias ROM sus datos no se pueden
cambiar una vez que han sido p g
q programados; en otras se
;
pueden borrar y reprogramar con la frecuencia que se
desee.
Las ROM no son volátiles, por lo tanto la información no
se pierde cuando se desconecte la energía eléctrica.
Ej: ROM BIOS.
DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA
MEMORIA ROM
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8. 02/05/2012
ARQUITECTURA DE LA ROM
TIPOS DE MEMORIAS ROM
PROM (Programmable ROM): ROM que puede
ROM):
ser programada por el usuario por una sola vez.
EPROM (Erasable PROM): PROM que puede
PROM):
ser reprogramada por el usuario. Para borrarla
se utiliza luz ultravioleta (UV-EPROM).
(UV-
EEPROM (Electrically EPROM, Flash
Memory):
Memory): EPROM que puede ser reprogramada
solo por medios eléctricos.
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9. 02/05/2012
UV-
UV-EPROM. SERIE 27XX
Estas memorias son
producidas por muchos
fabricantes, tales como :
Intel, Fujitsu, Motorola,
AMD, Microchip
EPROM 2764
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EPROMS (1)
Un EPROM cuando está completamente
"limpia" las celdas contienen puros unos.
unos.
Una EPROM es programada mediante un
programador en forma automática.
automática.
Una EPROM limpia se puede programar en
menos de un minuto una vez que los datos
deseados hayan sido ingresados, transferidos o
descargados en el programador EPROM
EPROMS (2)
La EPROMs tienen varias desventajas importantes que
han sido superadas por las EEPROM
Estas desventajas son:
1.-
1.- Se les debe remover de su circuitos para borrarlas y
reprogramarlas.
2.-
2.- La Operación de borrado actúa para todo el chip, no
existe una forma de seleccionar solo ciertas direcciones
para su borrado.
3.-
3.- El proceso de borrado y reprogramación por lo
común puede tomar 20 minutos.
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EEPROM (PROM ELÉCTRICAMENTE
BORRABLE)
Aparecieron como una mejora de las EPROM.
Tiene la capacidad de borrado eléctrico, para lo cual
requiere de corrientes muy bajas, por lo tanto el borrado
y la programación de una EEPROM se puede hacer en
el circuito ( sin utilizar una fuente de luz UV ni una
unidad de programación PROM especial).
Otra ventaja de la EEPROM respecto a la EPROM es su
habilidad para borrar y reescribir bytes individuales
eléctricamente en la matriz de memoria
EEPROM 2864
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12. 02/05/2012
28F256A CMOS
RAM SEMICONDUCTORA
Memoria de acceso aleatorio lo que significa
que cualquier ubicación de dirección de
memoria es t accesible como otra.
i tan ibl t
RAM es una memoria semiconductora de
lectura y escritura (RWM) en oposición a la
ROM.
La memoria RAM se usa en computadoras para
el almacenamiento temporal de programas y
datos. Esto requiere tiempos rápidos de los
ciclos de lectura y escritura de la RAM.
Su desventaja es que es volátil.
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13. 02/05/2012
ARQUITECTURA DE LA RAM
TIPOS DE RAM (1)
RAM ESTÁTICA (SRAM) Almacena datos
siempre y cuando se aplique energía al chip.chip.
Las celdas de memoria RAM estática en
esencia son flip-flops que permanecerán en un
flip-
estado específico (almacenan un bit)
indefinidamente, con la condición de que no se
interrumpa la energía en el circuito.
circuito.
RAM DINÁMICA (DRAM) Memoria RAM que
( ) q
guarda la información en forma de acumulación
de cargas (condensadores). A causa de las
(condensadores).
pérdidas debe ser "refrescada".
"refrescada".
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TIPOS DE RAM (2)
RAM DINÁMICA SINCRÓNICA (SDRAM) es
sincrónica y por tanto más rápida que la DRAM.
Esta memoria se sincroniza con el procesador,
es decir, el procesador sabe exactamente
cuando va a tener su petición lista para poder
recogerla y cuando puede hacer otra petición
sin tener que esperar a que la memoria esté
lib
libre.
Esto evita que el procesador esté pendiente de
la memoria y desperdicie ciclos de reloj.
TIPOS DE RAM (3)
MEMORIA DDR - SDRAM. Un nuevo tipo de memoria,
d di ñ di ti t a l SDRAM teóricamente ofrece
de diseño distinto la SDRAM; t ó i t f
mayor rendimiento.
Aquí se aplica el concepto DDR( Doble Data Rate) a la
memoria SDRAM, el cual consiste en enviar los datos
dos veces por cada ciclo de reloj, una vez en cada
extremo de la señal (El ascendente y el descendente);
en lugar de enviar datos solo en la parte ascendente de
la señal como es el caso de la SDRAM, esto duplica la
velocidad de la memoria sin incrementar la frecuencia
del reloj.
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RAM EN CIRCUITOS INTEGRADOS
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