Memórias

Memórias

Universidade Federal de Roraima

Engenharia Elétrica

Eletrônica Digital

Aluno: Neri Brandão Rocha

Matrícula: 1201414702

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Memórias

Como regra, as memórias armazenam dados em unidades que tem de um a oito bits. A menor unidade de dados binários, como sabemos, é o bit.  Em muitas aplicações, os dados são manipulados em unidades de 8 bits denominadas de byte ou em múltiplos de unidades de 8 bits. Um byte pode ser dividido em duas unidades de 4 bits que são denominadas de nibbles. Uma unidade completa de informação é denominada de word e geralmente consiste de um ou mais bytes. Cada elemento de armazenamento numa memória que pode reter um nível 1 ou um nível 0 é denominado de célula. A localização de uma unidade de dado num arranjo de memória é denominada endereço.

A capacidade de uma memória é o número total de unidades de dados que podem ser armazenadas.

Como uma memória armazena dados binários, os dados têm que ser inseridos numa memória e copiados delas quando necessário.

A operação de escrita insere dados num endereço específico da memória e a operação de leitura copia dados de um endereço específico na memória.

A operação de endereçamento, que é parte das operações de leitura e escrita, seleciona o endereço de memória especificado.

As unidades de dados entram na memória durante uma operação de escrita e saem da memória durante uma operação de leitura através de um conjunto de linhas denominado barramento de dados.

Para uma operação de escrita ou leitura, um endereço é selecionado colocando um código binário, que representa o endereço desejado, num conjunto de linhas denominado barramento de endereço.

As duas principais categorias das memórias semicondutoras são a RAM e a ROM.

A RAM(random access memory – memória de acesso aleatório), é um tipo de memória na qual todos os endereços são acessados em tempos iguais e podem ser selecionados em qualquer ordem para uma operação de leitura ou escrita. Todas as RAMs apresentam a capacidade de leitura e escrita. Devido as RAMs perderem os dados armazenados quando a alimentação é desligada, elas são memórias voláteis.

A ROM (read-only memory – memória apenas de leitura) é um tipo de memória na qual os dados são armazenados permanentemente ou semi-permanentemente. Dados podem ser lidos da ROM, porém não existe operação de escrita como na RAM. A ROM, assim como a RAM, é uma memória de acesso aleatório, mas o termo RAM tradicionalmente significa uma memória de leitura/escrita de acesso aleatório. Devido as ROMs manterem os dados armazenados mesmo se a alimentação for desligada, elas são memórias não-voláteis.

As duas categorias de RAM são a RAM estática (SRAM) e a RAM dinâmica (DRAM).

As RAMs estáticas geralmente usam latches como elemento de armazenamento e, portanto, podem armazenar dados indefinidamente enquanto a tensão de alimentação estiver presente.

As RAMs dinâmicas usam capacitores como elementos de armazenamento e não podem reter os dados por muito tempo sem que o capacitor seja recarregado por um processo denominado renovação (refresh).

Tanto as RAMs estáticas quanto as RAMs dinâmicas perdem os dados quando a alimentação é removida e, portanto, são classificadas como memórias voláteis.

Todas as RAMs estáticas são caracterizadas por células de memória latch. Enquanto a tensão de alimentação estiver aplicada numa célula de memória estática, ela retém indefinidamente o estado 0 ou 1. Se a alimentação for removida, o bit de dado armazenado é perdido.

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Figura 1 célula de memória latch SRAM básica

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Figura 2 Arranjo Básico de Células de Memória Estática

Uma SRAM assíncrona é aquela na qual a operação não está sincronizada com um sistema de clock.

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Figura 3 organização geral de uma SRAM asíncrona

No modo LEITURA, os oito bits de dados que são armazenados no endereço selecionado aparecem nas linhas de saída de dados. No modo ESCRITA, os oito bits de dados que são aplicados nas linhas de entradas de dados são armazenados no endereço selecionado. As entradas e saídas de dados (I/O0 a I/O7) compartilham as mesmas linhas. Durante a LEITURA, elas funcionam como saídas (O0 a O7) e durante a ESCRITA elas funcionam como entradas (I0 a I7).

Fisicamente, um barramento é um conjunto de percursos condutores que servem para interconectar dois ou mais componentes funcionais de um sistema ou vários sistemas diversos. Eletricamente, um barramento é uma coleção de níveis de tensão e/ou corrente específicos e sinais que permitem que os vários dispositivos conectados ao barramento de dados se comuniquem e  funcionarem corretamente juntos.

Por exemplo, um microprocessador é conectado às memórias e dispositivos de entrada/saída através de certas estruturas de barramentos. Um barramento de endereço permite que o microprocessador enderece as memórias e o barramento de dados provê a transferência de dados entre o microprocessador, as memórias e os dispositivos de entrada/saída tais como monitores, impressoras, teclados e modems. O barramento de controle permite ao microprocessador controlar a transferência de dados e a temporização para os diversos componentes.

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Diferentemente da SRAM assíncrona, a SRAM síncrona é sincronizada com o sistema de clock.

Por exemplo, num sistema de computador, a SRAM síncrona opera com o mesmo sinal de clock que o microprocessador de forma que o microprocessador e a memória estejam sincronizados para uma operação mais rápida.

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Figura 4 Memória síncrona com característica de rajada

SRAMs síncronas normalmente têm uma característica de endereço em rajada, o que permite ler ou escrever na memória até quatro posições usando um único endereço. Quando um endereço externo é armazenado no registrador de endereço, os dois bits menos significativos do endereço (A0 e A1) são aplicados no circuito lógico de rajada. Isso produz uma seqüência de quatro endereços internos somando 00, 01, 10 e 11 aos bits menos significativos do endereço nos pulsos de clock sucessivos. A seqüência sempre começa com um endereço base, que é o endereço externo mantido no registrador de endereço.