ELT502 Eletrônica Digital I Graduação em Engenharia Eletrônica

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Maria Fernanda Gonçalves Terra
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1 Graduação em Engenharia Eletrônica Universidade Federal de Itajubá IESTI Aula 13 Memórias semicondutoras Prof. Rodrigo de Paula Rodrigues

2 Memórias Contexto Sistemas digitais Representação Manipulação Grau de integração Manipulação de dados Grandes quantidades de dados Memórias semicondutoras

3 Memórias Memórias semicondutoras O que são? Memórias semicondutoras circuitos digitais armazenamento de dados

4 Memórias Memórias semicondutoras Estrutura funcional Memória: Endereço Conteúdo Identificação única: endereço Posição de memória: contém uma palavra de dados Grupo de pares:

5 Memórias Memórias semicondutoras Capacidade de armazenamento Capacidade (bits): Exemplo: 16x4 Exemplo: 128x8 Posições de memória X Tamanho da palavra de dados 16 posições X 4 bits = 64 bits 128 posições X 8 bits = 1024 bits (1 kbit)

6 Memórias Memórias semicondutoras Representação geral Entrada de dados Memória: I 0 I 1 I 2 I m escrita de dados leitura de dados Endereço A 0 A 1 A 2 A N-1 Memória semicondutora CS W/R Controle O 0 O 1 O 2 O m-1 Saída de dados

7 Memórias Memórias semicondutoras Operação de leitura de dados A 0.. A N-1 W/R Endereço CS 1 0 O 0.. O M Dados válidos t e t lei

8 Memórias Memórias semicondutoras Operação de escrita de dados A 0.. A N Endereço I 0.. I M Dados válidos CS W/R t e t esc

9 Memórias Memórias semicondutoras Tipos de memórias Operações de escrita e leitura Memórias ROM Memórias RAM Leitura Escrita eventual Leitura e escrita Operações freqüentes

10 Memórias Memórias ROM ROM: Estrutura ROM 8 x 4 coluna 0 linha A 0 A 1 A N-1 Memória ROM CS A 0 A 1 A 2 Decod dificador 3 para O 0 O 1 O m-1 CS Buffers de saída Célula de memória D 0 D 1 D 2 D 3

11 Memórias Memórias ROM ROM de máscara Célula MOS coluna coluna +Vcc linha +Vcc linha Célula BJT NPN +Vcc coluna linha +Vcc coluna linha

12 Memórias Memórias ROM ROM de máscara 4x4 0 +Vcc 0 1 A 1 A 0 Decodificador 1 2 +Vcc +Vcc 3 +Vcc +Vcc GND GND D 3 D 2 D 1 D 0 D 3 D 2 D 1 D

13 Memórias Memórias ROM PROM ROM programável Célula PROM MOS Célula PROM BJT coluna coluna +Vcc linha fusível +Vcc linha fusível

14 Memórias Memórias ROM PROM ROM programável Programação +Vcc I Ielevada +Vcc

15 Memórias Memórias ROM EPROM ROM programável e limpável (erasable) EPROM UV linha de bit D G porta flutuante linha da palavra porta de controle Camada fina de SiO2 (isolante) S

16 Memórias Memórias ROM EPROM ROM programável e limpável (erasable) Fonte: Intel

17 Memórias Memórias ROM EPROM ROM programável e limpável (erasable) G controle linha da palavra G controle linha da palavra linha de bit D Poucos elétrons entre as portas S linha de bit D S Muitos elétrons na porta flutuante (barreira) flutuante flutuante Poucos elétrons entre as portas, fluxo de corrente > 50%, nível lógico 1 Muitos elétrons entre as portas, fluxo de corrente < 50%, nível lógico 0

18 Memórias Memórias ROM EPROM ROM programável e limpável (erasable) EPROM UV Retirada do circuito Limpeza em toda a memória Limpeza: de 15 a 20 minutos

19 Memórias Memórias ROM EEPROM ROM programável e limpável eletricamente Mesmo princípio da EPROM UV Pulso de programação Pulso de limpeza Operação byte a byte Célula EEPROM Winbond Célula EEPROM Xicor de 1Mbit

20 Memórias Memórias ROM EEPROM ROM programável e limpável eletricamente Fonte: Intel

21 Memórias Memórias ROM FLASH Baixo custo e alta densidade das EPROM Reprogramação elétrica da EEPROM

22 Memórias Memórias ROM FLASH Fonte: Intel

23 Memórias Memórias RAM Memórias de Leitura/Escrita Voláteis Armazenamento temporário Estáticas Dinâmicas

24 Memórias Memórias RAM RAM Estática Célula de memória Latch SR Entrada Q Seleção controle armazenamento

25 Memórias Memórias RAM RAM Estática SRAM 64 x 4 I 0 I 1 I 2 I Buffers de entrada WE 0 Registrador 0 A 0 A 1 1 Dec. 6 para 64 Registrador 1 CS A 5 63 Registrador Buffers de saída OE O 0 O 1 O 2 O 3

26 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica Célula de memória Capacitor MOS Entrada C V REF + - Amplificador sensor 4 Saída

27 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica Escrita E 1 2 E C 3 V REF + - Amplificador sensor 4 Saída

28 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica Leitura S C V REF + - Amplificador sensor S

29 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica A 0 A 1 A N Decodificador de coluna Célula de memória A 0 A 1 A N Decodific cador de linha

30 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica Entrada / saída de dados O 0 /I 0 O 1 /I 1 O N-1 /I N-1 Endere eço A 0 / A x A 1 / A x+1 A 2 / A x+2 A X-1 / A 2x-1 Memória DRAM P x N CS W/R CAS RAS Co ontrole

31 Memórias Memórias RAM RAM Dinâmica Entradas de endereço Endereço da linha Endereço da coluna RAS CAS t RS t CS

32 Memórias Exercícios Exercício 1 Dispondo de unidades da memória ROM exemplificada ao lado, desenvolva: a) um banco de memória com capacidade de 8x8 bits; a) um banco de memória com capacidade de 16x4 bits. W/R CS A0..A2 O0..O3 Memória 8 x 4

33 Memórias Exercícios Exercício 2 Uma memória RAM com 512 posições de 8 bits precisa ser acoplada a um sistema com barramento de endereços de 12 bits de forma que a memória seja ativa a partir da posição 128 presente no barramento de endereços pré-existente. Desenvolva o acoplamento requisitado explicitando todas as conexões da memória aos barramentos de dados e de endereço pré-existentes. W/R CS A0..A8 RAM 512 x 8 D0..D7

34 Memórias Fim Conferir a presença

35 Memórias Fim Obrigado

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