Manual de prácticas del Laboratorio de Dispositivos de Almacenamiento y de Entrada/Salida

Transcripción

1 Secretaría/División: Área/Departamento: Manual de prácticas del Laboratorio de Dispositivos de Almacenamiento y de Entrada/Salida División de Ingeniería Eléctrica Departamento de Computación Memorias de lectura-escritura semiconductoras (RAMs). Práctica 3.

2 Laboratorio de Dispositivos de Almacenamiento y de Entrada Salida. Memorias de lectura escritura semiconductoras (RAMs). N de práctica: 3 Nombre completo del alumno Firma Número de brigada: Fecha de elaboración: Grupo: Elaborado por: Revisado por: Autorizado por: Vigente desde: 2

3 Seguridad en la ejecución Peligro o Fuente de energía Riesgo asociado 1 Tensión alterna Electrocución 2 Tensión continua Daño a equipo Objetivos de la práctica. - Comprender la estructura y el funcionamiento interno de las memorias de lectura escritura semiconductoras. - Implementar una memoria RAM de 2 x 2, utilizando para ello principalmente circuitos de baja y media escala de integración. - Emplear las propiedades del buffer tres estados, para entender la configuración bus bidireccional presente en la mayoría de los dispositivos de almacenamiento (memorias). Introducción. A las memorias de lectura - escritura semiconductoras se les conoce también como memorias RAM (Random Access Memory) en donde el tiempo de acceso para cualquier localidad es el mismo o sea es una constante, no importando que localidad se quiera acceder. Cabe hacer la aclaración que las memorias ROMs son también memorias de acceso aleatorio. Existen dos tipos de memorias de lectura - escritura semiconductoras, las RAM estáticas y las RAM dinámicas, en las primeras el elemento de almacenamiento es el circuito biestable o flip - flop, el cual mantiene la información mientras éste conectado a la fuente de alimentación, en cambio en las celdas de la memoria RAM dinámicas, el elemento de almacenamiento es la capacitancia parásita que existe entre el gate y el source de los transistores mosfet, por lo cual la información se mantendrá por algunos milisegundos sin degradación notable, teniéndose que efectuar a continuación el proceso de refresco, el cual consiste en recargar aquellas capacitancias que presenten un voltaje alto. 3

4 En las memorias ROM, RAM estáticas y RAM dinámicas de construcción monolítica, podremos observar que el flujo de datos desde la memoria hacia exterior y desde el exterior hacia la memoria se realiza por líneas bidireccionales, es decir, un chip de memoria con la capacidad de guardar una palabra de longitud 8 bits, solo presentara 8 líneas de datos marcadas con I/O (input/output), por las cuales se podrá leer o escribir una palabra en esta memoria según sea el caso. Esta capacidad se la proporciona precisamente un bus bidireccional formado por compuertas buffer de tres estados, las cuales como se dijo en la práctica uno, presentan una línea para la habilitación del tercer estado (alta impedancia), estado en el cual la compuerta se comporta como un circuito abierto. DESARROLLO. i) Armar la memoria RAM estática con una organización de 2 x 2 que se presenta en la figura 1. Todos los preset y clear de los flip flops D (7474) deben conectarse a Vcc Figura 1. Memoria RAM estática con una organización 2 x 2. 4

5 - Identifique y explique cada uno de los principales bloques de la memoria RAM. - Haga varias lecturas y escrituras sobre la memoria, compruebe el buen funcionamiento. - Llame al instructor para su verificación. ii) Mencione los pasos que se deben seguir para una lectura. iii) Mencione los pasos que se deben seguir para una escritura. iv) Cuál es la frecuencia máxima de operación? v) Cómo se introduciría un habilitador general de la memoria, CE (chip enable)?, explique a detalle. vi) Compruebe que la memoria RAM alambrada pertenece al tipo de memoria volátil y de lectura no destructiva. Material. 1 C.I C.I C.I C.I C.I Resistencias Leds Hojas de especificaciones de los circuitos que se utilizarán. 5 Previo. 1- Explique la diferencia entre una memoria RAM estática (SRAM) y una memoria RAM dinámica (DRAM). 2- Explique la diferencia entre una memoria de acceso secuencial (SAM) y una memoria de acceso aleatorio (RAM).

6 3- Algunos circuitos integrados RAM tienen terminales de entrada/salida comunes, Qué circuito nos permite lograr esto y explique cómo lo hace? 4- Simule con MAXPLUS II de Altera o algún otro simulador, la memoria RAM estática con una organización de 2 x 2 que se presenta en el diagrama esquemático (abajo) donde analizaremos el comportamiento de las entradas y salidas. Nota: Deberá entregar la simulación y el análisis de tiempo para todas las posibles entradas, en papel al instructor. (4 puntos) 5- Simule en forma digital cómo se implementaría un habilitador general CE (Chip Enable)? de la figura anterior, para la práctica será necesario su armado, así que contemple comprar los componentes necesarios para su implementación y funcionamiento. 6