SISTEMAS DIGITALES III. Unidad I MEMORIAS

Transcripción

1 SISTEMAS DIGITALES III Unidad I MEMORIAS

2 Introducción a las Microcomputadoras Toda memoria contiene 5 elementos escenciales: Unidad de Memoria. Unidad de Control. Unidad Aritmética Lógica. Unidad de Entrada. Unidad de Salida.

3 Organización Básica de la Microcomputadora CPU ALU Entrada Control Salida Memoria

4 Conceptos Básicos Memoria Principal: En ella se guardan las instrucciones y datos sobre los que el CPU trabaja. Es la memoria más rápida del sistema de compúto y en general, esta formada por dispositivos de memoria de semiconductor. Memoria Secundaria: Este tipo de memoria se conoce como memoria auxiliar. Almacena grandes cantidades de información externa a la memoria interna de la computadora. En general es más lenta que la memoria interna y siempre es no volátil.

5 Terminología Empleada en Memorias Celdas de Memoria : Dispositivo o circuito eléctrico que se usa para alamacenar un solo bit (0 ó 1). Palabra de Memoria: Grupo de celdas de memoria que representan instrucciones o datos de algún tipo.algunos palabras de memoria son: BYTE. Palabra de 8 bits. NIBBLE. Palabra de 4 bits. WORD. Palabra de 16 bits. Capacidad de Memoria: Forma de especificar, el número de bits que puede almacenar una memoria o bien un sistema de memoria completo. Capacidad = #Palabras X #Bits de cada Palabra.

6 Dirección : Número que identifica la localidad de una palabra de memoria. Direcciones Palabra Palabra 0 Palabra 1 Palabra 2 Palabra 3 Palabra

7 Tipos de Memorias de Semiconductor Memorias Volatiles (RAM) Dinámicas Estáticas Memorias No Volatiles (ROM) PROM (Program Read Only Memory) EPROM (Erasable PROM) EEPROM (Electric Erasable PROM)

8 Memorias Vólatiles Definición : Tipo de memoria que requiere la aplicación de energía eléctrica a fin de almacenar la información. Si se retira la energía eléctrica, toda la información almacenada se perderá. RAM(Random Access Memory): Memoria en la cual la localización física real de una palabra em la memoria no tiene efecto sobre el tiempo que tarda en leer o escribir en esa localidad. El tiempo de acceso es el mismo para cualquier localidad de memoria. Memoria Dinámica: Dispositivos de memoria de semiconductor en los cuales los datos almacenados no se quedarán permanentemente guardados, aun con energía aplicada, a menos que los datos se reescriban en forma periódica en la memoria. Esta operación se conoce como REFRESCO. Memoria Estática: Dispositivos de memoria de semiconductor en los cuales los datos alamacenados se quedarán permanentemente guardados, mientras se aplique energía eléctrica, sin necesidad de escribir períodicamente los datos en la memoria.

9 Memoria Estática En este caso se utiliza un circuito FLIP- FLOP formado por Un par de transistores regularmente MOSFETS de doble gatillo utilizados por su bajo consumo de energía electrica. Teniendo en cuenta que actualmente el almacenamiento temporal ha crecido en forma acelerada. Este tipo de memorias se consideran lentas en comparación a las memorias Dinámicas, pero su tamaño es mucho mas pequeño que la que presenta una memoria dinámica.

10 Memorias Dinámicas En este caso, las memorias dinámicas son una de las más rapidas que se pueden encontrar, son ideales para el almacenamiento temporal en un PC. Generalmente las memorias RAM Dinámicas también conocidas com DRAMs contienen un bus de direcciones de forma distinta a la de una RAM estática o SRAM, lo que las hace mejores para ciertas aplicaciones. Una celda de memoria dinámica esta formada por un circuitoseguidor con un FLIP FLOP el cual tiene un circuito RC que es el que da la característica de la señal de REFRESCO que se menciono en la diapositiva anterior.

11 Memorias No Volátiles Definición: Estos tipos de memoria solo requieren de energía eléctrica para tener acceso a la información que tienen alamacenada o grabada previamente. Al quitar la energía eléctrica la información se mantiene dentro de la memoria. ROM (READ ONLY MEMORY). : Son previamente grabadas para después ser únicamente extraida su información existen diferentes tipos de nomenclaturas que identifican el tipo de grabación utilizada y si pueden ser borradas las memorias y como. PROM ( Program Read Only Memory). : También conocidas como OTPPROM o ROMS de programación única. A diferencia de las ROM de mascarilla estas memorias estan listas para ser programadas por el usuario esto quiere decir que las mascarillas se encuentran conectadas por fusibles que se quemaran para crear un cero 0 para quemar el fusible se requieren de 12.5v hasta 21.5v de acuerdo a las caracteristicas del fabricante.

12 Memorias De Solo Lectura (ROM) EPROM ( Electric Program Read Only Memory): En esta memoria el usuario puede programar y borrar al dispositivo cuantas veces como lo desee mientras lo permita la memoria. ( Es decir hasta que el fabricante indique que cantidad de veces soporta de grabación.) En esta memoria se utilizan transistores MOSFET que tienen compuerta de SILICIO con ninguna conexión eléctrica ( COMPUERTA FLOTANTE). El cero lógico se crea al inyectar alta energía en la compuerta y como no hay trayectoria de salida en el transitor este queda ENCENDIDO de manera permanente. Para el proceso de borrado la EPROM se expone a LUZ ULTRAVIOLETA. La luz o foto corriente choca contra el sustrato de silicio que es foto sensible y produce que el transistor se apague. Este proceso permite que la la memoria se borre.

13 Memorias De Solo Lectura (ROM) EEPROM (Electric Erasable Program Read Only Memory). : La EEPROM se inventó en 1980 como una mejora a la EPROM. La EEPROM aprovecha la misma estructura de compuerta flotante que la EPROM. Agrega la característica de borrado eléctrico através de la adición de una delgada región de oxido, arriba del DRENADOR del MOSFET esto provoca que con el mismo voltaje de programación pueda ser borrada la memoria. El borrado es para una sola localidad deseada, además no se re escribe la todalidad de las localidades de la memoria. El acceso a la información de estas memorias son por lo regular lento en referencia a una memoria RAM.

14 Circuito de Memoria General Vcc Bus de Direcciones Bus de Datos Circuito de Memoria Bus de Control* * Nota : No en todos los casos el bus de control es de entrada o salida en algunos casos es bidireccional.

15 Arreglos de Memoria Expansion de la capacidad. El número de palabras en un sistema de memoria se aumenta multiplexando la salida de dos ó más dispositivos de memoria. Los circuitos de memoria tiene carácterísticas que facilitan esto. Expansion de Palabra. La longitud de palabra se incrementa colocando la salida de dos o más circuitos de memoria en paralelo.

16 Expansión de Palabra. Bus de 8 Bus de 4 Mem 1 Bus de Direcciones en Paralelo Bus de 4 Mem 2

17 Expansión de Capacidad Selector De Memorias Dirección Bus de 4 Bus de 4 Mem 1 cs Mem 2 cs Bus de Direcciones en Paralelo