Electrónica Industrial - 4º ETSII. Concepto de capacidad Concepto de bit, byte y word (palabra) Electrónica Industrial - 4º ETSII

Transcripción

1 7.6. Memorias RAM Introducción a las memorias Memorias ROM [ Wakerly 10.1 pág. 833] Estructura interna [ Wakerly pág. 837] Tipos comerciales de ROM [ Wakerly pág. 841] Temporización y entradas de control [ Wakerly pág. 845] Tipos de memoria [ Wakerly 10.2 pág. 854] RAM Estática Entradas y salidas de la RAM estática [ Wakerly pág. 854] Estructura interna de la RAM estática [ Wakerly pág. 856] Temporización de la RAM estática [ Wakerly pág. 858] RAM Dinámica Estructura interna de la RAM dinámica [ Wakerly pág. 866] Temporización de la RAM dinámica [ Wakerly pág. 868] DRAM síncronas [ Wakerly pág. 871] Introducción a las memorias Organización básica de las memorias Concepto de capacidad Concepto de bit, byte y word (palabra) 2 «Roberto Sarmiento» 1

2 Introducción a las memorias Operación de lectura en memoria Introducción a las memorias Operación de escritura en memoria 4 «Roberto Sarmiento» 2

3 Memorias ROM Almacenamiento de programas Boot en PCs y todo el programa en sistemas empotrados La ROM es un circuito combinacional Puede desarrollar cualquier función Memorias ROM Circuito lógico 6 «Roberto Sarmiento» 3

4 Estructura interna PDP-11 boot ROM (64 palabras, 1024 diodos) Estructura interna Decodificación en dos dimensiones 000XXXX 001XXXX 010XXXX 011XXXX 100XXXX 101XXXX 110XXXX 111XXXX 9 «Roberto Sarmiento» 4

5 Estructura interna Posible composición de una ROM de 32Kx Estructura interna Actualmente las ROM usan transistores MOS 256K bytes, 1M byte, o mayor 11 «Roberto Sarmiento» 5

6 Tipos comerciales de ROM EPROMS y EEPROMs Operación de lectura en una memoria flash Tipos comerciales de ROM EPROMS y EEPROMs ROMs programables y borrables Usan transistores MOS de puerta flotante 13 «Roberto Sarmiento» 6

7 Tipos comerciales de ROM EPROMS y EEPROMs Programación y desprogramación de la memoria flash Tipos comerciales de ROM 15 «Roberto Sarmiento» 7

8 Tipos comerciales de ROM Programación de las EPROMS Programación: se aplica una mayor tensión para almacenar un uno en la puerta flotante Por ejemplo, VPP = 12 V En los chips más recientes hay circuitería específica para hacer esto Borrado: Byte-byte Todo el chip ( flash ) Un bloque (típicamente 32K - 66K bytes) a un tiempo La programación y el borrado son más lentas que la lectura (milisegundos frente a decenas de nanosegundos) Tipos comerciales de ROM 17 «Roberto Sarmiento» 8

9 Temporización y entradas de control Señales de control y de entrada/salida de las ROM Temporización y entradas de control Temporización Tiempo de acceso de dirección, t AA Tiempo de acceso de selección de chip, t ACS Tiempo de habilitación de salida, t OE Tiempo de deshabilitación de salida, t OZ Tiempo de retención de salida, t OH 19 «Roberto Sarmiento» 9

10 Tipos de memoria RAM = Random Access Memory Volatilidad La mayorías de las RAM pierden el contenido al quitar la tensión NVRAM = RAM + batería EEPROM: ROM eléctricamente reprogramables SRAM (RAM Estática) El comportamiento de la memoria es como el de los latches o flip-flops DRAM (Memoria Dinámica) El contenido se almacena durante unos pocos milisegundos Necesitan refrescarse mediante lecturas y escrituras repetidas RAM Estática (SRAM) Entradas y salidas 21 «Roberto Sarmiento» 10

11 RAM Estática (SRAM) Comportamiento funcional Los bits de memoria se comportan con latches no como flip-flops Número de transistores por celda reducido. Implicaciones para las operaciones de escritura: La dirección debe estar estable antes de escribir el dato El dato debe estar estable antes del fin de la escritura RAM Estática (SRAM) Estructura interna 23 «Roberto Sarmiento» 11

12 RAM Estática (SRAM) Estructura interna Líneas de control de la SRAM Chip select Output enable Write enable RAM Estática (SRAM) Temporización: Lectura Similar a la de una memoria ROM 25 «Roberto Sarmiento» 12

13 RAM Estática (SRAM) Temporización: Escritura La dirección debe estar estable antes y después de introducir el write-enable El Dato es almacenado en el flanco de bajada de (WE & CS) RAM Estática (SRAM) RAM estática estándar 28-pin DIPs 32-pin DIPs 27 «Roberto Sarmiento» 13

14 RAM Estática (SRAM) RAM estática estándar Pines bidireccionales para entradas y salidas Se usan los mismos pines para lectura y escritura Muy común en chips de alta densidad La memorias se conectan con microprocesadores con buses bidireccionales RAM Dinámica Celda de memoria Las SRAMs normalmente usan 6 transistores por cada bit que almacenan. Las DRAMs solamente usan un transistor por bit: Se almacena un 1/0 cuando la capacidad esta cargada/descargada 29 «Roberto Sarmiento» 14

15 RAM Dinámica Operación de lectura Se precarga la línea de bit (bit line) to V DD /2. Se pone la línea de palabra (word line) a HIGH. Se detecta cuando en la línea de bit fluye la corriente hacia dentro o hacia fuera de la célula Nota: la lectura destruye el contenido de la celda de memoria! Se debe reescribir el contenido después de la lectura RAM Dinámica Operación de escritura Se pone la línea de palabra (word line) a HIGH. Se pone la línea de bit (bit line) a LOW o HIGH según queramos escribir un 0 o un 1 Se vuelve la línea de palabra a LOW Nota: la carga almacenada en el condensador cuando se almacena un 1 se pierde paulatinamente! 31 «Roberto Sarmiento» 15

16 RAM Dinámica Pérdida de la carga DRAM típica requieren que la carga del condensador se refresque entre los 4 y los 64 ms En la condición de suspensión los portátiles requieren la corriente para refrescar la memoria DRAM RAM Dinámica Estructura interna de una DRAM de 64Kx1 33 «Roberto Sarmiento» 16

17 RAM Dinámica Temporización: Lectura Row Address Strobe, Column Address Strobe n address bits are provided in two steps using n/2 pins, referenced to the falling edges of RAS_L and CAS_L Traditional method of DRAM operation for 20 years. Now being supplanted by synchronous, clocked interfaces in SDRAM (synchronous DRAM) RAM Dinámica Temporización: Refresco 35 «Roberto Sarmiento» 17

18 RAM Dinámica Temporización: Escritura 36 «Roberto Sarmiento» 18