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Universidad de Colima. Facultad de Telemática. Ingeniería en Telemática.

Arquitectura de Computadoras. Colima, Colima. 22 de Noviembre de 2011.

Catedrático: Estrada González Fermín.

Práctica N° 9 “Operaciones de lectura y escritura de las memorias RAM y EEPROM”

Equipo Nº 1. 3°A.

Integrantes: 1. Solis Medina Jose de Jesús 2. Gómez Galván José David. 3. Rincón Vázquez Alexis Ulises.

INTRODUCCIÓN:

Al desarrollar todas las habilidades deseadas en las prácticas anteriores, comenzaremos a usar memorias, a programarlas y a sustituir con sus programas otros circuitos posibles, como es el caso de usar la EEPROM para cometer un codificado de datos. Las memorias EEPROM son generalmente más lentas que las RAM porque además de usar energía para funcionar y manejar datos, deben consumir más para almacenarlos.

Las memorias EEPROM y las RAM poseen terminales de direccionamiento para el guardado de su información y terminales que funcionan como entrada o salida según sea necesitado el caso. Además de estas terminales, poseen otras con el único propósito de ponerlas en estado de escritura, lectura o resetear toda la información del chip.

Las terminales de una RAM 1661 y una EEPROM 28C16, son las mismas con la única diferencia de que una sigue almacenando información aún después de suspendérsele la energía eléctrica.

Objetivo general: Poner en práctica los modos de operación y comprobar la volatilidad y no volatilidad de las memorias RAM y EEPROM, efectuando programación manual de las primeras cuatro localidades de los dos circuitos de memoria.

Objetivos específicos: 1. Implementar el circuito mostrado en el diagrama de bloques de la figura 2.3. 2. Conectar cada circuito integrado teniendo como referencia las hojas de datos correspondientes. 3. Comprender y documentar la función de las terminales de control en las memorias 6116 y 2816. 4. Comprender y documentar la función de las terminales de direcciones en las memorias de la práctica. 5. Comprender y documentar la función de las terminales de datos. 6. Comprobar los modos escritura, lectura y retención de información, programando los siguientes datos en las direcciones indicadas:

DIRECCIÓN 00016 00116 00216 00316

DATO C916 2538 10010 6E16

7. Quitar la energía después de programar y verificar cada circuito, para comprobar la volatilidad. 8. Comprobar la importancia de los circuitos integrados con salidas con 3er estado en aplicaciones con canal de datos compartido. 9. Familiarizarse con el uso, configuración, y aplicaciones de los circuitos que integran la práctica.

Herramienta y equipo:

Cantidad Descripción 1 Pinzas de punta 1 Zonda (punta) lógica 1 Pinzas de corte 1 Fuente de poder regulada a 5.0 Voltios

Material: Cantidad 1 1 1 1 1 8 8 1 2 16 1 15 cm

Descripción Protoboard (tableta de prototipos) Circuito integrado 28C16 Circuito integrado 6116 Circuito integrado 74245 Circuito integrado 7404 Resistencia de 470Ω @ ¼ de watt Diodo LED 5mm Resistencia de 1.2KΩ @ ¼ de watt Dip switch de 8 interruptores Resistencia de 2.2KΩ @ ¼ de watt Micro interruptor de presión normalmente abierto Alambre telefónico multípar, o par trenzado

DIAGRAMA

METODOLOGÍA Para comenzar con la práctica instalamos las memorias junto con el bus, el cual punteamos de las entradas o salida de las EEPROM (I/O) que en el diagrama son las D0 a D7; y los dirigimos hacia el bus octal, aclarando que las dirección sería de A a B y entre la EEPROM y el bus, sacaríamos conexiones a los LEDS que mostrarían los datos introducidos a la EEPROM al ponerla en modo de lectura. Para comenzar a grabar los datos, pusimos la EEPROM en modo de escritura, y seleccionamos la localidad donde guardaríamos el dato introducido. Para seleccionar la localidad que usaríamos, usamos las los pines A que en la EEPROM indican Address, o sea, direcciones; seleccionamos las localidades introduciendo el número binario de la localidad deseada. Para introducir los datos, los introduciríamos desde los pines A del bus, puesto que habíamos colocado la memoria para que enviara datos de A a B, de haberla puesto en el modo de B a A simplemente hubiéramos tenido que voltear el bus para poder introducir los datos del mismo lado. Introducimos el número o cantidad deseada que se guardara para en la localidad previamente seleccionada y presionamos el botón para activar de una manera más segura la recopilación y escritura de datos. Al ponerla en modo lectura, las entradas/salidas de la EEPROM pasaban únicamente a ser salidas y mandaban los datos por el bus y por los LEDS que teníamos conectados ahí, se prendían representando el dato ingresado.

Las terminales de CE (Chip Enable), OE (Output Enable) y WE (Write Enable) se configuraban conforme a las instrucciones de la EEPROM para pasarlas de escritura a lectura. Por ejemplo para ponerla en modo escritura se pone: en bajo en WE o CE con OE en alto y CE o WE en bajo inicializa la escritura de bytes.

Device Operation READ: The AT28C16 is accessed like a Static RAM. When CE and OE are low and WE is high, the data stored at the memory location determined by the address pins is asserted on the outputs. The outputs are put in a high impedance state whenever CE or OE is high. This dual line control gives designers increased flexibility in preventing bus contention. BYTE WRITE: Writing data into the AT28C16 is similar to writing into a Static RAM. A low pulse on the WE or CE input with OE high and CE or WE low (respectively) initiates a byte write. The address location is latched on the last falling edge of WE (or CE); the new data is latched on the first rising edge. Internally, the device performs a selfclear before write. Once a byte write has been started, it will automatically time itself to completion. Once a programming operation has been initiated and for the duration of tWC, a read operation will effectively be a polling operation. FAST BYTE WRITE: The AT28C16E offers a byte write time of 200s maximum. This feature allows the entire device to be rewritten in 0.4 seconds. DATA POLLING: The AT28C16 provides DATA POLLING to signal the completion of a write cycle. During a write cycle, an attempted read of the data being written results in the complement of that data for I/O7 (the other outputs are indeterminate). When the write cycle is finished, true data appears on all outputs. WRITE PROTECTION: Inadvertent writes to the device are protected against in the following ways: (a) VCC sense—if VCC is below 3.8V (typical) the write function is inhibited; (b) VCC power on delay—once VCC has reached 3.8V the device will automatically time out 5 ms (typical) before allowing a byte write; and (c) write inhibit—holding any one of OE low, CE high or WE high inhibits byte write cycles. CHIP CLEAR: The contents of the entire memory of the AT28C16 may be set to the high state by the CHIP CLEAR operation. By setting CE low and OE to 12 volts, the chip is cleared when a 10 msec low pulse is applied to WE. DEVICE IDENTIFICATION: An extra 32 bytes of EEPROM memory are available to the user for device identification. By raising A9 to 120.5V and using address locations 7E0H to 7FFH the additional bytes may be written to or read from in the same manner as the regular memory array.

Habilidades y conocimientos a desarrollar en esta práctica: 1. Defina memoria de semiconductor Es un conjunto de celdas de almacenamiento binario y, de circuitos asociados para transferir la información de entrada y salida de dichas celdas. 2. ¿Por qué razón las memorias RAM son consideradas como volátiles? Porque al privarse de energía eléctrica pierden todos los datos contenidos. 3. ¿Por qué motivo las memorias ROM son relativamente más lentas en las operaciones de lectura y escritura que las memorias RAM? Porque requieren de más energía para generar sus procesos de escritura y lectura ya que poseen información grabada y no es volátil, requieren de energía para recargar sus transistores y mantener guardada la información y además la siguiente carga es para poder manejar sus datos . 4. Indique la secuencia de pasos a seguir para programar un dato binario de 8 bits en una memoria de semiconductor de acceso paralelo. Primero se selecciona la localidad de memoria en la que se desea almacenar información, para esto, se introduce el número binario de la celda que se desea, haciendo GND para los ceros y POWER para los unos en los pines de direccionamiento de la memoria (Ax == Address). Para introducir el dato a almacenar se hace de la misma manera en número binario pero de los pines I/O que significan IN/OUT que son los por los que entra y sale información. 5. ¿Con cuántos y cuáles canales de comunicación cuentan las memorias usadas en la práctica para ser interconectadas en un sistema basado en microprocesador? 22 canales cada memoria (14 unidireccionales y 8 bidireccionales). 6. ¿Qué ocurre con la información contenida en la memoria RAM al quitar la energía? Se pierde completamente. 7. ¿Qué ocurre con la información contenida por la memoria EEPROM al quitar la energía? Sigue guardada dentro de sí. 8. ¿Cómo puede ser usada una memoria EEPROM para operar como decodificador BCD a 7 segmentos? Ingresando una tabla con los datos de todas las posibles combinaciones para encender un LED de 7 segmentos representando los números a codificar y con un contador que con ayuda de unos transistores hagan un multiplexado para poder representar los datos en más de un solo display.

9. ¿Cuántas terminales de dirección son necesarias para direccionar 32KBytes? 16 terminales. 10. ¿Cuántos Bytes, Nibbles y bits hay en una memoria de 4KBytes? 4096 Bytes, 8192 Nibbles y 32768 bits.

OBSERVACIONES: SOLIS MEDINA JOSE DE JESUS Las memorias RAM y ROM son sumamente sensibles a la estática, por eso, debemos de descargarnos para evitar concentrar toda nuestra carga en un solo pin del circuito ya que podíamos sobrecargarle de energía y la concentración de esta en un solo pin lo quemaría. Un problema que apareció en la práctica fue el problema de falso contacto por culpa de los cables introducidos de más, que hacían que lo que realmente hiciera contacto fuera el plástico o introducidos de menos que ocasionaban que no tocara nunca el alambre con el protoboard.

GÓMEZ GALVÁN JOSÉ DAVID En esta práctica no tuvimos dificultades el único problema que hubo fue que los alambres que poníamos algunos los metimos de más y no hacían bien contacto con el protoboard y por lo tanto no obteníamos los resultados deseados; otra falla fue que a veces la EEPROM no guardaba los datos introducidos pero era por lo mismo de las malas conexiones que teníamos.

RINCÓN VÁZQUEZ ALEXIS ULISES En el momento de armar la práctica tuvimos un pequeño problema al introducir de más los alambres en el protoboard ocasionando que el aislante de dichos alambres tocaran en las celdas del protoboard causando que no pasara la información de manera correcta, al solucionar eso pude observar bien el funcionamiento de las memorias RAM y EEPROM de cómo poner las memorias en modo de escritura para almacenar los datos en las celdas de dichas memorias y en modo lectura para la manipulación de los datos almacenados, que en este caso los datos almacenados los mostramos en LEDS.

CONCLUSIONES:

GARCÍA ALVAREZ JORGE ADRIÁN Al suspender la energía eléctrica de las memorias RAM los datos almacenados se perdían, y a diferencia de las EEPROM que trabajan con transistores que almacenan información por muchísimos años aún después de habérseles privado de electricidad ya que se almacena su información en celdas binarias y por medio de transistores almacenan energía que van consumiendo poco a poco para seguir almacenando la información ingresada.

GÓMEZ GALVÁN JOSÉ DAVID Aprendí la diferencia de una memoria EEPROM a una RAM y era que la EEPROM almacenaba los valores aun después de quitarle la energía por completo y podía durar así años con datos en la memoria y sin electricidad, a diferencia de la RAM que bastaba solo un segundo que no tuviera electricidad para que la memoria se borrara por completo.

RINCÓN VÁZQUEZ ALEXIS ULISES Aprendí el funcionamiento y la diferencia entre las memorias RAM y EEPROM y sobre su volatilidad de una de ellas. La memoria RAM es una memoria de almacenamiento volátil el cual con la ausencia de energía eléctrica se pierde la información almacenada en sus celdas de almacenamiento binario y de circuitos asociados para la transferencia de la información de entrada y salida de las celdas, en cambio la memoria EEPROM es una memoria de almacenamiento no volátil, aun con la ausencia de energía eléctrica se puede leer la información almacenada en sus celdas.

Referencias Bibliográficas: Tocci, J. Ronald. Widmer, Neal S. Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones Octava edición. Prentice Hall Bignell, James W. Donovan, Robert L. Electrónica Digital. CECSA ON Semiconductor formerly a division of Motorola . LS TTL Data. www.onsemi.com www.microchip.com 28C16A (DS11125G) www.atmel.com AT28C16 (Doc. 0540B) www.idt.com IDT6116 (DSC -3089)