Memórias • São blocos que armazenam informações codificadas

Memórias
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São blocos que armazenam informações codificadas digitalmente.
Dividem-se basicamente em dois grupos:
◦ De escrita e leitura;
◦ Apenas de leitura;
Têm grande aplicação em sistemas digitais, principalmente na informática;
Dispositivos que armazenam informações codificadas digitalmente
◦ Números;
◦ Letras;
◦ Caracteres quaisquer;
◦ Comandos de operações;
◦ Endereços;
São utilizadas principalmente computadores e periféricos;
Classificação
• As memórias podem ser classificadas em diversos itens diferentes;
◦ Acesso;
◦ Volatilidade;
◦ Troca de dados;
◦ Tipo de armazenamento;
• Acesso:
◦ Localidades de memória: Cada localidade da memória é acessada por um conjunto de
bits chamados de endereço;
◦ Tempo de acesso: é o tempo necessário desde a entrada de um endereço até o momento
em que a informação apareça na saída.
▪ Para memórias de escrita/leitura é também o tempo necessário para a informação ser
gravada;
◦ Formas de acesso:
▪ Sequencial: o endereço de uma dada localidade é acessado, passando por
localidades intermediárias até chegar a localidade desejada;
• Exemplo: fitas magnéticas. Para acessar uma informação armazenada em uma
certa localidade é necessário enrolar a fita até o ponto desta localidade;
• *Característica importante: o tempo de acesso depende do lugar onde a
informação está armazenada;
▪ Aleatório: o acesso a um dado endereço de memória é direto, sem necessidade de
passar pelas localidades intermediárias;
• As principais memórias com este tipo de acesso são as RAM(Random-Acess
Memory);
• Largamente utilizadas em sistemas digitais programaveis;
• Vantagem: tempo de acesso pequeno e igual para qualquer uma das localidades
de memória;
• Volatilidade:
◦ Voláteis: são aquelas que, ao ser cortada a alimentação, perdem as informações
armazenadas;
▪ Geralmente possuem com elemento de memória o flip-flop;
▪ Exemplo: memória RAM;
◦ Não voláteis: São aquelas que mesmo sem a alimentação, continuam com as
informações armazenadas.
▪ Exemplo são as memórias magnéticas e as eletrônicas: ROM,PROM e EPROM;
• Troca de Dados
◦ Escrita/leitura: são aquelas que permitem acesso a uma localidade qualquer para
armazenar ou ler a informação desejada;
▪ Exemplo: memórias RAM;
◦ Apenas leitura: são aquelas em que a informação é fixa, cuja a única operação
permitida a de leitura.
▪ Conhecidas como ROM (Read-Only Memory);
• Tipos de Armazenamento
◦ Estático: o dado inserido numa certo localidade permanece gravado ao longo do tempo;
◦ Dinâmico: a informação precisa ser reinserida constantemente a cada intervalo de
tempo;
Estrutura Geral e Organização de uma Memória
• As informações são armazenadas em lugares denominados localidades;
• Cada localidade é associada a um
endereço;
• O acesso a informação ocorre via o
barramento de endereço e o barramento de
dados;
• Existe também o barramento de controle;
• Esquema típico de uma memória:
• O barramento de dados é bidirecional;
• Quantidades de dadas armazenados:
◦ Capacidade da memória Nxm;
◦ N: número de localidades da memória;
◦ m: número de bits da informação armazenada numa localidade;
◦ *Exemplo: 128x8, 1Kx8, 2Mx16;
◦ O número de localidades esta relacionado as variáveis de endereçamento (E):
▪ N = 2E;
• Palavra de endereço: é definida como sendo o conjunto de níveis lógicos ou bits
necessários para o endereçamento de uma determinada localidade da memória;
• Mapeamento de memória: é uma estrutura contendo endereços e os dados armazenados;
◦ A tabela abaixo apresenta um mapeamento de memória genérica de 256 localidades:
Endereço das
Endereço das
Localidade
Conteúdo
Localidades em
Localidades em
Binário
Hexadecimal
A7A6A5A4A3A2A1A0
0 0 0 0 0 0 0 0
00
L0
I0
0 0 0 0 0 0 0 1
01
L1
I1
...
...
...
...
1 0 1 0 0 1 1 1
A7
L167
I167
1 0 1 0 1 0 0 0
A8
L168
I168
...
...
...
...
1 1 1 1 1 1 1 0
FE
L254
I254
1 1 1 1 1 1 1 1
FF
L255
I255
•
Esquema em bloco de uma memória de 8 bits por
localidade com 256 localidades (256x8):
Memórias ROM
• Principal característica: permitir somente leitura
dos dados, gravados previamente durante a
fabricação;
• É uma memória de apenas leitura ROM (ReadOnly Memory);
• Permitem acesso aleatório;
• São não voláteis;
• Interessante: podem ser consideradas como circuitos combinacionais, pois apresentam as
saídas de dados em função das combinações entre as variáveis de entrada;
• Utilizações em destaque: programas de computadores e outros sistemas digitais;
• A figura abaixo apresenta o bloco representativo de uma memória ROM:
◦ Terminal de controle CS (Chip
select), em nível 0, as saídas
serão habilitadas. Em 1, serão
desabilitadas;
◦ Barramentos de endereço e de
dados;
• Arquitetura Interna:
◦ A figura apresenta em blocos,
arquitetura básica de uma ROM
genéria, com terminais e
barramentos de entrada e saída;
◦ O decodificador de endereços:
um gerador de produtos
canônicos, responsável por ativar (fornecer nível 1) uma saída por vez;
◦ A matriz de dados: é uma arranjo de linhas e colunas que, através de um elo de ligação,
possibilita a gravação dos dados pelo fabricante e consequentemente leitura pelo usuário.
▪ Os elos são formados de elementos semicondutores (diodos ou transistores);
◦ As chaves de saída, possibilita a conexão das saídas (nível 0), ou as deixa em alta
impedância;
◦ Exemplo de uma ROM 4x8, com o conteúdo de dados presentes na tabela abaixo:
◦ *Identificar na figura o decodificador de endereços, a matriz de dados e o conjunto de
chaves de saídas;
◦ *Funcionamento;
▪ Células de memória;
▪ Chave (buffer) de saída, fechada em nível 0;
▪ Endereçar o caso 00, e aplicar nível 0 a entrada CS;
Endereço
Dados
A1
A0
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
Memória PROM
• PROM (Programmable Read-Only Memory);
• Permite que o usuário grave os dados, porem uma única vez;
• Após a programação, a memória PROM transforma-se numa ROM;
• O processo de gravação consiste em:
◦ Aplicar o nível de tensão especificado pelo fabricante;
◦ Endereçar cada localidade;
▪ Gravar os dados: destruir pequenas ligações semicondutoras existentes internamente
na localidade;
• Existem sistemas apropriados (kits ou placas) para realizar a gravação de cada tipo de chip;
• É não volátil;
• Acesso aleatório;
• Apenas leitura;
Memórias EPROM
• EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory);
• ROM programável e apagável;
• Conhecidas também por UVPROM (Ultraviolet PROM);
• Apagadas normalmente com um banho de luz ultravioleta;
•
•
•
◦ Apaga todos os dados simultaneamente;
◦ Expõe à luz ultravioleta durante 15 a 20 minutos;
◦ Existem sistemas apagadores de EPROM formados por uma caixa vedada, com lâmpada
ultravioleta e um sistema de cronometragem programada;
Existem disponíveis, comercialmente, vários tipos de EPROMs com diversas capacidades de
armazenamento;
Exemplo de uma EPROM de 2Kx8:
Programação:
◦ Aplica a tensão especificada pelo
fabricante em Vpp;
◦ Aplica nível 0 no terminal PGM
para ativar a programação;
◦ Para cada endereço:
▪ Grava a palavra de dados;
◦ Existem dispositivos apropriados
para realizar o processo de
gravação conforme o tipo de
EPROM;
Memória EEPROM
• EEPROM ou E2PROM (Eletrically
Erasable Programmable Read-Only
Memory);
• Permitem que os dados sejam
apagados eletricamente;
◦ Pode ser feito por localidade;
• Bloco de uma E2PROM de 8Kx8:
◦ Possui 13 variáveis de endereçamento ( 213 = 8192 = 8K );
• Devido a possibilidade de escrita e leitura pelos mesmos
terminais, o barramento de dados rebe a terminologia de I/O
(Input/Output);
• Escrita de uma palavra de dados:
◦ Aplica uma palavra uma palavra nos terminais de dados;
◦ Desabilita a saída, OE em nível 1;
◦ Habilita a escrita, WE em nível 0;
• Classificação:
◦ Apesar de permitir escrita e leitura de dados, faz parte da
família de memórias apenas de leitura (ROM);
◦ Não volátil;
◦ Acesso aleatório;
Bibliografia:
IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de eletrônica digital. 40.ed. São
Paulo: Érica, 2008.