Sistemas Electrónicos Industriales II EC2112

Transcripción

1 Sistemas Electrónicos Industriales II EC2112 PROF. JULIO CRUZ DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA TRIMESTRE ENERO-MARZO 2009 SECCIÓN 2

2 Previamente Estructura general de un sistema secuencial

3 Ejercicio Clase 6 El objetivo de este problema es diseñar un circuito lógico combinatorio que ayude a la determinación de aceptación de sangre para transfusiones de emergencia. Se sabe que la sangre humana se puede clasificar en alguno de los siguientes tipos: A, B, AB y O (25%). Las personas con sangre tipo A pueden donar a los tipos A y AB, y pueden recibir sangre de los tipos A y O. Las personas con sangre tipo B pueden donar a los tipos B y AB y pueden recibir sangre de los tipos B y O. Las personar con sangre tipo AB pueden donar únicamente al tipo AB, y pueden recibir sangre de cualquier tipo. Las personas con sangre tipo O pueden donar a cualquier tipo, pero pueden recibir únicamente sangre tipo O. Hacer las asignaciones apropiadas de variables y diseñar un circuito lógico (ver siguiente figura) que aprobará o desaprobará una transfusión en particular, con base en estas condiciones. A, B, AB, O A, B, AB, O Donante Receptor Circuito lógico Salida Aprobado Desaprobado

4 Agenda Donde están? Terminología Operación Tipos Expansión

5 Donde y como están las memorias? En un sistema de computo y normalmente usa una memoria principal de alta velocidad y una memoria externa más lenta

6 Terminología de la memoria Celda de memoria: dispositivo o circuito lógico usado para almacenar un solo bit Palabra de memoria: un grupo de bits que representa instrucciones o datos Byte: grupo de 8 bits Capacidad: la cantidad de bits o bytes que se pueden almacenar en un dispositivo de memoria Densidad: cantidad bits o bytes almacenada por dispositivo

7 Terminología de la memoria Dirección: número que representa la ubicación de la palabra en la memoria Operación de lectura: operación mediante al cual la palabra almacenada en la memoria se transfiere a otro dispositivo

8 Terminología de la memoria Operación de escritura: operación mediante al cual se coloca una nueva palabra en una ubicación particular de la memoria Tiempo de acceso: Se refiere a la velocidad con que una memoria puede ser leída o escrita Memoria volátil: es aquella cuya información se mantiene mientras esté energizada Memoria de acceso aleatorio (RAM): es aquella en la cual el tiempo de acceso es el mismo para cualquier dirección de la memoria Memoria de acceso secuencial (SAM): es aquella en la cual el tiempo de acceso a los datos depende de la ubicación donde fueron guardados

9 Terminología de la memoria Memoria de lectura escritura: es aquella en la cual se puede leer o escribir con la misma facilidad Memoria de solo lectura (ROM): es aquella en la cual los datos se graban una sola vez y luego, solo puede ser leída. Dispositivos de memoria dinámica: son aquellos que para mantener la información necesitan ser refrescados periódicamente por el CPU Dispositivos de memoria estática: son aquellos que mantienen la información sin necesidad de ser refrescados periódicamente por el CPU

10 Terminología de la memoria Memoria principal: es la que almacena las instrucciones y datos con los que el CPU trabaja en el momento (memoria de trabajo) Memoria auxiliar: es la que sirve para almacenar las instrucciones y datos que el CPU ha procesado y que deben estar disponibles para usarse de nuevo ( almacenamiento masivo )

11 Operación general de la memoria Elementos de un dispositivo de memoria

12 Operación general de la memoria Operación de escritura y de lectura en una memoria

13 Conexiones entre el CPU y la memoria Bus de direcciones: es unidireccional y se usa para seleccionar la ubicación en donde se a escribir o desde donde se van a leer los datos Bus de datos: es bidireccional y se usa para enviar o recibir los datos o hacia o desde la dirección elegida en la memoria Bus de control: se usa para seleccionar los dispositivos de memoria y las operaciones que se van a realizar en ellas

14 Conexiones entre el CPU y la memoria Operación de escritura: 1. El CPU coloca la dirección binaria en donde va a escribir los datos 2. El CPU coloca los datos en el bus de datos 3. El CPU activa las líneas de control apropiadas 4. Los datos son transferidos a la ubicación seleccionada

15 Conexiones entre el CPU y la memoria Operación de lectura: 1. EL CPU coloca la dirección binaria donde están ubicados los datos que se desean leer. 2. El CPU activa las líneas de control apropiadas 3. La memoria transfiere los datos al bus de datos 4. El CPU recibe los datos y los procesa

16 Tipos de memoria ROM (de solo lectura) RAM (de acceso aleatorio)

17 Tipos de Memoria (de solo lectura) ROM programada por máscara: el proceso de almacenamiento de información utiliza una mascara para depositar metales en el silicio, los cuales determinan en donde se forman las conexiones ROM programables: el proceso de almacenamiento de información se realiza a través de fusibles, lo cual puede ser realizado por el usuario ROM borrables : el proceso de almacenamiento y borrado de información puede ser realizada por el usuario. ROM eléctricamente programable y borrable : la información puede ser almacenada y borrada por el usuario mediante pulsos eléctricos en un programador

18 Ejemplo 1: ROM de 16 por 8

19 Operación de lectura

20 Ejemplo 2: ROM de 256 por 4

21 Ejemplo 3: ROM de 256 por

22 Memorias de Solo Lectura ROM programable y borrable (EPROMS)

23 Memorias de Solo Lectura Memoria instantánea Se denominan así debido a los tiempos acceso tan bajos para lectura y escritura

24 Memorias de solo lectura ROM programable y eléctricamente borrable (EEPROMS)

25 Memorias de solo lectura Diagramas de tiempo de la memoria EEPROM

26 Evolución de la tecnología de las memorias ROM

27 Tipos de Memoria (de acceso aleatorio) Se utilizan para el almacenamiento temporal de información Su mayor desventaja: volátiles Su mayor ventaja: rapidez para escribir en ellas y para leerlas Diferencias: DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos, mientras que SRAM utiliza sólo 10 nanosegundos. Desafortunadamente, es también mucho más costoso producir SRAM que DRAM. Debido a su alto costo, SRAM se utiliza a menudo solamente como memoria caché.

28 Ejemplo 1: RAM de 4096 x 8 Encapsulado y tabla de la verdad de una memoria SRAM

29 Memoria RAM Estática Sincronización de las señales para leer una memoria SRAM

30 Memoria RAM Estática Sincronización de las señales para escribir en una memoria SRAM

31 Memoria RAM Dinámica Almacena los ceros y los unos en pequeños capacitores Debido a las corrientes parásitas de los capacitares, ellos tienden a descargarse, lo que amerita refrescarlos cada cierto tempo Tienen una gran capacidad de almacenamiento y bajo consumo de potencia

32 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria RAM de 16 x 4 y se desea una capacidad total de 16 x 8

33 Ejemplo de expansión Se tienen memorias RAM de 1k x 1 y se desea una capacidad total de 1k x 8

34 Ejemplo de expansión Se tienen memorias RAM de 16 x 4 y se desea una capacidad total de 32 x 4

35 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria ROM de 64K por 4 bits y se quiere expandir el tamaño de la palabra a 64k por 8 bits

36 Expansión del tamaño de la palabra y de la capacidad Los módulos de memoria tienen las siguientes características:

37 Ejemplo de expansión (cont.) Físicamente habría que conectarlos así:

38 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria ROM de 64K por 4 bits y se quiere expandir el tamaño de la palabra a 64k por 16 bits

39 Ejemplo de expansión Expansión de la capacidad de la memoria RAM

40 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria RAM de 1M por 4 bits y se quiere expandir el tamaño de la palabra a 1M por 8 bits

41 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria RAM de 1M por 8 bits y se quiere expandir la cantidad de memoria a 2M por 8 bits

42 Ejemplo de expansión Se tienen módulos de memoria RAM de 512K por 4 bits y se quiere expandir la cantidad de memoria a 1M por 4 bits

43 Resumen Donde están? Donde estén los CPU Terminología Bits, dirección, datos, palabra, capacidad, Operación Lectura, escritura Tipos ROM, RAM, Expansión Capacidad

44 Ejercicios - Clase 7 Que tipo de memoria contienen los pendrive, los discos duros y los BlueRay? Cuántos bits almacena una memoria para los siguientes casos? 512 x 8 1M x x 16 Como se realiza las expansión de memoria en los siguientes casos: Se tienen módulos de memoria RAM de 1M por 8 bits y se quiere expandir la cantidad de memoria a 2M por 8 bits Se tienen módulos de memoria ROM de 64K por 4 bits y se quiere expandir el tamaño de la palabra a 64k por 16 bits

45 Ejemplo de expansión Distribución o Mapa de la memoria de un sistema