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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA ANÁLISIS Y DISEÑO DE CIRCUITOS DIGITALES (MT-127)

TEMA: “MEMORIAS”

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Autor:

Ing. Daniel Leonardo Barrera Esparta

Lima, 3 de Junio del 2014

AGENDA I.- INTRODUCCIÓN II.- TERMINOLOGÍA III.- FUNCIONAMIENTO IV.- MEMORIAS SEMICONDUCTORAS

OBJETIVOS. Conocer las memorias y la terminología relacionada.

I.- INTRODUCCIÓN. Las ventajas de los sistemas digitales con respecto a los sistemas analógicos es su capacidad para almacenar grandes volúmenes de información en un período muy corto lo cual los hace más versátiles y adaptables a muchas situaciones.

II.- TERMINOLOGÍA

Celda de Memoria: Dispositivo o circuito eléctrico utilizado para almacenar un solo bit (0 ó 1). Ejemplo: Flip Flops0, capacitores cargados, un punto de la cinta magnética, etc. Palabra de Memoria: Grupo de celdas que representan instrucciones o datos de algún tipo. Ejemplo: Un grupo de 8 Flip Flops Byte(palabra): Conjunto de 8 bits. Capacidad: Especificación de cuantos bits se pueden almacenar en un dispositivo de memoria específico Densidad: Cuantifica la capacidad de un dispositivo de memoria de almacenar mas bits en la misma cantidad de espacio.

II.- TERMINOLOGÍA

Dirección: Número que identifica la ubicación de una palabra en la memoria, se representan mediante sistemas binarios, octales, hexadecimales y decimales. Operación de Lectura: Es la operación donde la palabra binaria almacenada en una ubicación de memoria específica es sensada (leída) y luego transferida hacia otro dispositivo. Operación de Escritura: Es la operación donde una nueva palabra es ubicada en una ubicación particular de memoria (operación de almacenamiento). Tiempo de Acceso: Es una medida de la velocidad de operación del dispositivo de memoria que indica el tiempo requerido para realizar una operación de lectura (t ACC).

II.- TERMINOLOGÍA

Memoria Volátil: Tipo de memoria que requiere alimentación eléctrica para almacenar la información, caso contrario se borrará. Memoria Principal: Se refiere a la memoria principal de trabajo de un procesador,. Memoria Auxiliar: Se refiere al almacenamiento masivo de información que utiliza un procesador y se encuentra externa a la memoria principal.

III.- FUNCIONAMIENTO

Las memorias requieren diferentes tipos de entradas y salidas para cumplir con las siguientes funciones: 1) Seleccionar la dirección en memoria de acceso para la lectura y escritura. 2) Seleccionar la operación de lectura o escritura.

III.- FUNCIONAMIENTO

3) Suministrar la entrada de datos a ser almacenada en la memoria durante la operación de escritura o mantener la salida de datos desde la memoria utilizando una operación de lectura. 4) Habilitar o deshabilitar la memoria.

III.- FUNCIONAMIENTO

Las memorias requieren diferentes tipos de entradas y salidas para cumplir con las siguientes funciones: 1) Seleccionar la dirección en memoria de acceso para la lectura y escritura. 2) Seleccionar la operación de lectura o escritura.

III.- FUNCIONAMIENTO

3) Suministrar la entrada de datos a ser almacenada en la memoria durante la operación de escritura o mantener la salida de datos desde la memoria utilizando una operación de lectura. 4) Habilitar o deshabilitar la memoria.

III.- FUNCIONAMIENTO

R/ : Entrada para operación de lectura/ escritura (R/ 1 es lectura y R/ 0 ). : Señal de habilitación del chip. : Señal de habilitación de salida.

IV.- MEMORIAS SEMICONDUCTORAS

IV.1.- MEMORIAS ROM (READ ONLY MEMORY – MEMORIA DE SOLO LECTURA)

Las memorias de solo lectura (ROM) son memorias no volátiles que permiten almacenar datos constantemente sin que estos sufran modificaciones, por lo cual solo la operación de lectura es permitida. El proceso de ingreso de datos a este tipo de memorias se llama “proceso de programación o proceso de quemado de memoria”.

IV.1.- MEMORIAS ROM (READ ONLY MEMORY – MEMORIA DE SOLO LECTURA)

Cuando es 1, todas las salidas se pasan al estado de alta impedancia (Z).

IV.1.- MEMORIAS ROM (READ ONLY MEMORY – MEMORIA DE SOLO LECTURA)

Arquitectura de la memoria ROM de 16 x 8

IV.1.1- MEMORIAS ROM DE MÁSCARA

Almacenan data utilizada de manera común en máscaras. Son programadas en el proceso de fabricación. Se utilizan en grandes series. Su proceso de fabricación es más caro, pero se rentabiliza si se fabrica un número muy elevado de memorias ROM

IV.1.2- MEMORIAS PROM O ROM PROGRAMABLES

Son memorias que solo se pueden programar en fábrica una vez y se utilizan cuando se almacenan grandes cantidades de información. Sin embargo, existen memorias PROM enlazadas por fusible, que permiten ser programadas por el usuario y finalmente quedar con esa información para siempre.

IV.1.3- MEMORIAS EPROM O ROM BORRABLES

Son memorias que se programan y funcionan como una PROM, sin embargo permite ser borradas por la aplicación de un voltaje (entre 10 y 25 VDC) y reprogramada cuantas veces sea necesario.

IV.1.3- MEMORIAS EPROM O ROM BORRABLES

IV.1.4- MEMORIAS EEPROM O ROM O BORRABLES ELÉCTRICAMENTE

Son memorias que mejoraron la versión del EPROM al requerir menos corriente para la operación de escritura a través de mejoras en los MOSFETs internos.

IV.1.5- CD ROM

Son memorias PROM muy utilizadas en computadoras, el cual requiere un hardware especial para proceder a su lectura y escritura. IV.1.6- MEMORIAS FLASH Son memorias que permiten una operación de lectura y escritura de manera rápida y dinámica.

IV.1.7.- MEMORIAS RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)

Son memorias de más fácil acceso que otras y suelen utilizarse como almacenamiento temporal de programas y datos. Los tiempos de escritura y lectura son más cortos que el de las memorias ROM. Su desventaja radica principalmente en su volatilidad (la información se puede borrar simplemente desenergizando la memoria). Normalmente las memorias RAM vienen con capacidades de 1K, 4K, 8K, 16K , 64K, 128K, 256K, etc; y tamaños de palabra de 1, 4 u 8 bits. Memoria RAM de 64K x 4

IV.1.7.- TIPOS DE MEMORIAS RAM MEMORIAS SRAM

Las memorias SRAM (Static RAM o memorias RAM estáticas) estan compuestas de flip flops que mantienen almacenado un bit indefinidamente, a menos que se deje de aplicar el voltaje de alimentación.Son utilizados como memorias internas de almacenamiento momentáneo en CPU’s.

IV.1.7.- TIPOS DE MEMORIAS RAM MEMORIAS DRAM

Las memorias DRAM (Dynamic RAM o memorias RAM dinámicas) son fabricadas en base a tecnología MOS (óxido de metal semiconductor), y se caracterizan por su alta capacidad, bajo consumo de energía y velocidad de operación moderada. La información es cargada en pequeños capacitores con tecnología MOS. Debido a la tendencia de las cargas del condensador a generar fugas luego de un periodo de tiempo, las memorias dram requieren recargar la memoria de datos , típicamente cada 1ms, 2ms, 4ms u 8 ms, para no perder la información.

IV.1.7.- TIPOS DE MEMORIAS RAM MEMORIAS DRAM

Memoria RAM de 16K x 1

IV.1.7.- TIPOS DE MEMORIAS RAM TIPOS DE MEMORIAS DRAM

FPM DRAM "Fast Page Mode Dinamic Random Access Memory", memoria dinámica de paginación de acceso aleatorio Tecnología opcional en las memorias RAM utilizadas en servidores, que aumenta el rendimiento a las direcciones mediante páginas. EDO RAM "Extended Data Out Random Access Memory", memoria de acceso aleatorio con salida de datos extendida Tecnología opcional en las memorias BEDO RAM "Burst EDO Random Access Memory", memoria de acceso aleatorio con salida de datos extendida y acceso BurstTecnología opcional; se trata de una memoria EDO RAM que mejora su velocidad gracias al acceso sin latencias a direcciones contiguas de memoria.

IV.1.7.- TIPOS DE MEMORIAS RAM TIPOS DE MEMORIAS DRAM

SDRAM: "Synchronous Dinamic Random Access Memory", memoria dinámica de acceso aleatorio Tecnología DRAM que utiliza un reloj para sincronizar con el microprocesador la entrada y salida de datos en la memoria de un chip. Se ha utilizado en las memorias comerciales como SIMM, DIMM, y actualmente la familia de memorias DDR (DDR, DDR2, DDR3, DDR4, GDDR, etc.), entran en esta clasificación. DDRSDRAM: “Double Data Rate Synchronous Dinamic Random Access Memory", memoria dinámica de acceso aleatorio de doble ratio de datos es una mejora del SDRAM en la cual se transfieren datos en los flancos de subida y bajada del reloj. SLDRAM: “Synchronous Link Dinamic Random Access Memory", memoria dinámica de acceso aleatorio con enlace de sincronización es una mejora de la DDRSDRAM que opera a velocidades de bus de hasta 200 Mhz y reloj de sincronización de datos en los flancos de subida y bajada..