Capítulo 12) Dispositivos de Memória

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2 Capítulo 12) Dispositivos de Memória Terminologia / Velocidade / Preço Tipos de memória / Leitura / Escrita Capacidade Procedimentos de Leitura e Escrita ROM / FLASH / RAM / SRAM / DRAM

3 12.1) Terminologia Célula de memória: Dispositivo usado para armazenar um único bit Palavra de memória: Grupo de Bits Byte = 8 bits Capacidade: Quantos bits podem ser armazenados 4K x 20 = 4096x20 bits Endereço: Número que identifica uma posição de uma palavra na memória

4 12.1) Terminologia Operação Leitura / Escrita Tempo de Acesso: t ACC tempo de Leitura Memória Volátil: Se a alimentação for removida a informação é perdida Memória de Acesso Sequencial (SEQUENTIAL- ACCESS-MEMORY - SAM) O tempo de acesso não é constante Memória de Acesso Aleatório (RANDON-ACCESS- MEMORY - RAM): O tempo de acesso é o mesmo para qualquer endereço Memória de Leitura e Escrita (READ/WRITE MEMORY - RWM) Memória Apenas de Leitura (READ-ONLY-MEMORY - ROM)

5 12.1) Terminologia Dispositivo de memória Estática: Os dados permanecem enquanto a fonte estiver aplicada Dispositivo de memória Dinâmica: Os dados precisam ser periodicamente reescritos (REFRESH) Memória Principal: Instruções e Dados Memória Auxiliar: Armazenamento

6 12.2) Princípios de Operação Entradas de Endereço Entrada R/~W Habilitação

7 12.2) Princípios de Operação Escrita e Leitura

8 12.3) Conexões CPU-MEMÓRIA Barramentos: Endereço Dados Controle Operações: Escrita Leitura

9 12.4) Memória Apenas Leitura 2 4 =16 endereços Palavras de 8 bits

10 12.5) Arquitetura Interna da ROM Matriz de Registradores Decodificador de Linhas Decodificador de Colunas Buffer de Saída

11 12.6) Temporização da ROM t ACC Tempo de acesso t OE Tempo de habilitação de saída

12 12.7) Tipos de ROM MROM ROM Programada por máscara PROM ROM Programável EPROM Erasable Programable ROM EEPROM Electrically Erasable Programable ROM CD-ROM Compact Disk ROM

13 12.7) Tipos de ROM MROM ROM Programada por máscara Tem a informação armazenada ao mesmo tempo que o circuito é fabricado

14 12.7) Tipos de ROM MROM ROM Programada por máscara

15 12.7) Tipos de ROM PROM ROM Programável Pode ser programada um única vez com conexões a fusível OTP One Time Programmable

16 12.7) Tipos de ROM EPROM Erasable Programable ROM É não volátil Pode ser programada pelo usuário e também pode ser apagada As células são constituídas de transistores MOS e programadas com tensões elevadas As células são apagadas expondo-se o silício à luz ultravioleta de alta intensidade por vários minutos

17 12.7) Tipos de ROM EPROM Erasable Programable ROM

18 12.7) Tipos de ROM EEPROM Electrically Erasable Programable ROM Pode ser apagada no próprio circuito Pode-se reescrever bytes individualmente CI Kx8 13 pinos de endereço 2 13 =8192 endereços 8 pinos de dados

19 12.7) Tipos de ROM EEPROM Electrically Erasable Programable ROM Operação de escrita (5ms relativamente lento)

20 Discos de 12cm 12.7) Tipos de ROM Discos reflexivos (Baratos) Os Dados são gravados queimando-se a tinta reflexiva CD-ROM ~700MB Comprimento de onda 503nm Trilha de 1.6µm com 22,188 voltas, 5,6 km de extensão amostras 16- bit/amostra 2 canais = 1411,2 kbit/s (mais de 10 MB por minuto) DVD-ROM ~4,7/8,5 GB HD-DVD ~15/30GB BLU-RAY ~25/50 GB

21 12.7) Tipos de ROM

22 12.8) Memória FLASH Desafio: Memória não-volátil com a capacidade da EEPROM de apagamento elétrico e com a densidade e custos da EPROM mantendo a alta velocidade de leitura

23 12.8) Memória FLASH CI 28F256A 2 15 =32768=32k endereços 8 bits 32KB ou 256Kbits Tempo de escrita 10us (EPROM-100us / EEPROM 5ms)

24 12.9) Aplicações das ROMs Memória de Programa Transferência de dados e portabilidade Boot Strap Tabelas de Dados Conversor de Dados Gerador de Funções Armazenamento auxiliar

25 12.10) RAM Semicondutora Armazenamento temporário de programas e dados Memórias de Leitura e escrita São voláteis Ciclos de Leitura e Escrita rápidos

26 12.11) Arquitetura da RAM

27 12.11) Arquitetura da RAM Exemplos: 2147H / MCM6202C

28 12.12) RAM ESTÁTICA (SRAM) Armazena os dados enquanto a alimentação é mantida As célular são FFs

29 12.12) RAM ESTÁTICA (SRAM)

30 12.12) RAM ESTÁTICA (SRAM) Chips comerciais

31 12.13) RAM DINÂMICA (DRAM) MOS Elevadas Capacidades Baixo consumo As células são pequenos capacitores Requer REFRESH (2~8ms) Menos velocidade, Mais complexas, Maios Capacidade, Menos custo por bit, Menor consumo quando comparado com SRAM

32 12.14) OPERAÇÃO DA DRAM SW1 e SW2 FECHADAS ESCRITA SW2, SW3 e SW4 FECHADAS LEITURA/REFRESH

33 12.14) OPERAÇÃO DA DRAM

34 12.15) LEITURA/ESCRITA DA DRAM LEITURA

35 12.15) LEITURA/ESCRITA DA DRAM ESCRITA

36 12.16) REFRESH DA DRAM A cada leitura de uma célula, todas as células daquela linha são reavivadas CI Controlador de DRAM Refresh apenas com ~RAS

37 12.18) EXPANSÃO DO TAMANHO DA PALAVRA E DA CAPACIDADE Expansão do tamanho da palavra

38 12.18) EXPANSÃO DO TAMANHO DA PALAVRA E DA CAPACIDADE Expansão da Capacidade

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