Aula 1 - corradi.junior.nom.br

Colégio Técnico de Campinas
Atividades – Informação Tecnológica – Memórias Semicondutoras – Uma visão geral aplicada aos
µControladores.
Prof. Romeu Corradi Júnior
Um dos elementos mais importantes nos sistemas que usam microprocessadores e microcontroladores são
denominadas de MEMÓRIAS.
O que é, para nós, a memória?
É o local onde armazenamos nosso conhecimento, ou genericamente, dados. Nos sistemas baseados em
microprocessadores e microcontroladores, a memória é o local onde os resultados serão armazenados para
uso posterior. As informações em sistemas digitais podem ser armazenadas em memórias a semicondutor
bipolares, MOS, ou em memórias que utilizam capacitores como elementos básicos de armazenamento, em
lugar dos flip-flops. Normalmente as memórias a semicondutor são usadas como memória principal (interna) de
um computador, observar a figura 01 abaixo, onde é exigida uma velocidade de operação bastante alta.
-
Classificação das memórias
Quanto ao:
1.
2.
3.
4.
Acesso
Volatilidade
Escrita/Leitura ou apenas de Leitura (Read/Write)
Tipo de Armazenamento
1. Acesso – As memórias armazenam informações em lugares denominados localidade de memória; cada
localidade pode ser acessada por um conjunto de bits que damos o nome de endereço (Adress).
Tempo de acesso – tempo necessário desde a entrada de um endereço até o momento em que a informação
aparece na saída.
a) Acesso seqüencial – fita magnética
b) Acesso aleatório – memórias RAM (Random Access Memory)
2. Volatilidade – Voláteis: ao ser desconectada da alimentação perde-se a informação armazenada (RAM)
possuem FF como elementos construtores. Não Voláteis: aquelas que não perdem as informações mesmo sem
alimentação (magnéticas; eletrônicas: ROM; PROM e EPROM).
ROM – Read Only Memory
PROM – Programable Read Only Memory
EPROM – Erasable Programable Read Only Memory
Prof. Corradi
www.corradi.hpg.com.br
3. Memórias de Escrita/Leitura ou memórias apenas de Leitura
Leitura/Escrita (Read/Write) – (RAM) permite escrevermos uma informação a um local desejado e permite
também acesso para leitura.
Apenas de Leitura – (ROM) a informação é fixa, só podemos efetuar a leitura.
4. Tipos de armazenamento
a) Estáticas (SRAM) – uma vez inserido o dado numa localidade, este lá permanecerá.
b) Dinâmicas (DRAM) – são aquelas que os dados devem ser “refrescados” de tempos em tempos.
MEMÓRIAS RAM
Observe o circuito abaixo e descreva o seu funcionamento para Escrita e Leitura da mesma. Qual a capacidade
desta memória?
Analisar também o circuito abaixo e nomear as entradas e saídas.
Capacidade de memória – é o número de bits no qual uma memória é capaz de armazenar. Assim: n = log 2 N
onde: n = variáveis de endereço e N = localidades. Assim para N = 4 (4 localidades), teremos - n = log 2 4 = 2 ;
ou seja 2 variáveis de endereço. Observe o circuito abaixo.
Memórias RAM (N x m)
Para armazenarmos uma palavra de informação de um certo número (m) de bits, utilizamos m destas memórias
estudadas, conectadas de forma a gerar nos terminais de saída os bits da palavra de informação, ou escrever
os bits em uma dada localidade através das m entradas de dados mediante uma única palavra de endereço.
Exemplo: N ⇒ indica o número de localidades da memória.
m ⇒ indica o número de bits de cada palavra.
Assim para uma RAM 8 x 4 teremos 4 RAM de 8 localidades de memória ligadas a um barramento. Observe o
esquema abaixo. Obs. A indicação RAM (N x m) é denominada de organização de estrutura da memória.
Na prática temos: RAM 32 x 8; 128 x 8; 256 x 4; 512 x 8; 1024 x 1; 4096 x 1; 64K x 1, etc. A capacidade da
10
memória é determinada efetuando o produto (N x m). Obs. O termo K = 2 = 1024; assim 64K corresponde a
65536 localidades de um bit. Também na prática utiliza-se em cada localidade um conjunto de 8 bits
denominado byte. Ex. RAM 2K x 8 (2048 localidades com 1 byte ou 8 bits, em cada).
Memória ROM (READ – ONLY MEMORIES)
Circuito e Configuração básica (não podemos escrever nesta memória pois a mesma já são gravadas de
fabrica)
Exercícios:
1. Mostrar o esquema para uma memória ROM de 16 localidades com matriz de duplo encadeamento.
2. Desenhar uma ROM para executar a tabela da verdade abaixo.
A
0
0
0
0
B
0
0
1
1
C
0
1
0
1
Saída (Y)
0
1
1
0
A
1
1
1
1
B
0
0
1
1
C
0
1
0
1
Saída (Y)
1
0
0
1
Obs: O exemplo teve a finalidade de mostrar a implementação da ROM. No caso não existe vantagem na sua
utilização pois os métodos de simplificação quando temos apenas três variáveis, são já conhecidos e levam ao
mesmo resultado de maneira mais simples. Porém nos casos de 8 variáveis ou mais a simplificação torna-se
difícil e trabalhosa e neste caso fica clara a vantagem de utilizar uma memória ROM.
Para um número elevado de variáveis, escrevemos as combinações na forma hexadecimal; exemplo: Para a
tabela a baixo apresente os endereços e os dados em hexadecimal. A fig. 01 ilustra a ROM para a tabela.
Palavra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A3
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
A2
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
A1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
A0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
D7
1
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
D6
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
D5
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
D4
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
D3
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
D2
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
D1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
D0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
1
Palavra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A3
A2 A1 A0 D7 – D0
Fig. 01
Fig. 02 Arquitetura da ROM
3. Construir uma ROM de modo que funcione como um decodificador de código; BCD(8421) para o código
GRAY.
4. Apresentar uma ROM 16 x 1 com duas ROM 8 x 1.
5. Consulte a figura 01 acima e a tabela correspondente e determine a saída de dados para cada uma das
seguintes situações:
a) [A] = 1011; CS = 0
b) [A] = 0111; CS = 1
6. Consulte a figura 02
a) Qual dos registradores será habilitado pelo endereço 1011?
b) Qual dos códigos de endereço de entrada seleciona o registrador 4?
7. Uma determinada ROM tem capacidade de 16K x 4, e uma estrutura interna tal como a mostrada na figura
02.
a) Quantos registradores há na matriz?
b) Quantos bits há em cada registrador?
c) Que tamanaho de decodificadores é necessário?