Sistemas de Memória I José Costa Introdução à Arquitetura de Computadores Departamento de Engenharia Informática (DEI) Instituto Superior Técnico 2013-11-22 José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 1
Sumário Sistemas de Memória Organização de Sistemas de Memória Hierarquia de Memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 2
Sistemas de Memória Memória primária construída com circuitos integrados tempo de acesso mais curto mais cara (por bit) e de menor dimensão não tem a capacidade de guardar os dados quando o sistema se encontra desligado. Memória secundária tecnologia magnética (discos e fitas magnéticas) ou ópticas (CDROMs e DVDs) mais lenta menor custo por bit maior capacidade possibilidade de conservar os dados mesmo sem o computador estar ligado José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 3
Organização de Sistemas de Memória Conjunto de registos pode ser organizado em bancos e em módulos de memória. Um módulo de memória é constituído por um conjunto de registos (de um ou mais bits) um sistema de descodificação que permite seleccionar um e apenas um dos registos, para operações de leitura ou escrita A memória principal de um computador, consiste num conjunto (ou banco) de módulos de memória, organizados por forma a serem visíveis pelo processador como um conjunto de posições onde dados podem ser escritos ou lidos. O espaço de endereços pode ser utilizado por diversos dispositivos de memória e também pelo sistema de entradas/saídas. José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 4
Planos de Memória Módulos de memória Mem Read Mem Enable Dados m Endereços n n 2 x m bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 5
Planos de Memória Aumentar número de bits dos dados Endereços Dados 2m n 2 x 2m bits n Mem Read Mem Enable 2 n x m bits D 2m 1 D m D m 1 D 0 A n 1 A 0 A n 1 A 0 2 n x m bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 6
Planos de Memória Aumentar número de endereços Endereços Dados n m 2 n x m bits Mem Read A n Mem Enable A n 1 A 0 n+1 2 x m bits 2 n x m bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 7
Memória de 64k octetos A15 A14 A13 A0 D7 D0 Mem Read S1 Mem Enable EN S0 14 Descodificador 0 1 2 3 8 64k x 8 bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 8
Memória de 64k palavras de 2 octetos A15 A14 A13 A0 D15 D8 Mem Read D7 D0 Mem Enable S1 S0 EN Descodificador 0 1 2 3 14 8 8 64k x 16 bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 9
Mapas de Memória (1/4) FFFFFh RAM F0000h EFFFFh 00000h José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 10
Mapas de Memória (2/4) UCP Mem Read Mem Enable A19 A18 A17 20 A16 16 Endereços A15 A0 Dados 8 64k x 8 bits José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 11
Mapas de Memória (3/4) FFFFFh RAM F0000h... 1FFFFh RAM 10000h 07FFFh 00000h... ROM José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 12
Mapas de Memória (4/4) Mem Read Mem Enable UCP Dados Endereços 20 A15 A0 8 8 16 16 RAM A19 A16 4 Descodificador EN 15... 1 0 A15 8 16 8 15 RAM ROM José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 13
Geração dos Sinais de Controlo Funcionamento da memória é mais complexo do que vimos no P3 Memórias têm que funcionar com processadores e barramentos de diferentes velocidades Memória não consegue disponibillizar dados num ciclo de relógio Tem que existir um protocolo Processador terá que esperar pela memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 14
Geração dos Sinais de Controlo Relógio 10ns T1 T2 T3 T0 T1 Mem Enable Read / Write Endereços Endereços válidos Dados Dados Tempo de acesso = 25ns José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 15
Geração dos Sinais de Controlo Relógio 10ns T1 T2 T3 T0 T1 Mem Enable Read / Write Endereços Endereços válidos Dados Válidos Tempo de acesso = 25ns José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 16
Geração dos Sinais de Controlo José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 17
Geração dos Sinais de Controlo José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 18
Hierarquia de Memória UCP Cache L1 Cache L2 Memória Primária Memória Secundária Tempos médios nos acessos às várias memórias José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 19
Sumário Sistemas de Memória Organização de Sistemas de Memória Hierarquia de Memória José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 20
Referências Arquitectura de Computadores: dos Sistemas Digitais aos Microprocessadores, G. Arroz, J. Monteiro, A. Oliveira, Secções 13.1, 13.2 José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 21
Próxima Aula Sistemas de Memória (cont.) José Costa (DEI/IST) Sistemas de Memória I 22