SISTEMAS DIGITALES III

Unidad I

MEMORIAS

Introducción a las

Microcomputadoras

Toda memoria contiene 5 elementos

escenciales:

• Unidad de Memoria.

• Unidad de Control.

• Unidad Aritmética – Lógica.

• Unidad de Entrada.

• Unidad de Salida.

Organización Básica de la

Microcomputadora

ALU

Control

Memoria

Entrada Salida

CPU

Conceptos Básicos

• Memoria Principal: En ella se guardan las instrucciones y datos sobre los que el CPU trabaja. Es la memoria más rápida del sistema de compúto y en general, esta formada por dispositivos de memoria de semiconductor.

• Memoria Secundaria: Este tipo de memoria se conoce como memoria auxiliar. Almacena grandes cantidades de información externa a la memoria interna de la computadora. En general es más lenta que la memoria interna y siempre es no volátil.

Terminología Empleada

en Memorias

• Celdas de Memoria : Dispositivo o circuito eléctrico que se

usa para alamacenar un solo bit (0 ó 1).

• Palabra de Memoria: Grupo de celdas de memoria que

representan instrucciones o datos de algún tipo.Algunos palabras de memoria

son:

– BYTE. Palabra de 8 bits.

– NIBBLE. Palabra de 4 bits.

– WORD. Palabra de 16 bits.

• Capacidad de Memoria: Forma de especificar, el número

de bits que puede almacenar una memoria o bien un sistema de memoria

completo.

Capacidad = #Palabras X #Bits de cada Palabra.

•Dirección : Número que identifica la localidad de una

palabra de memoria.

11110000110

10100010101

Palabra 4100

Palabra 3011

Palabra 2010

Palabra 1001

Palabra 0000

PalabraDirecciones

Tipos de Memorias

de Semiconductor

Memorias Volatiles (RAM)

Dinámicas

Estáticas

Memorias No Volatiles (ROM)

PROM (Program Read Only Memory)

EPROM (Erasable PROM)

EEPROM (Electric Erasable PROM)

Memorias Vólatiles

• Definición : Tipo de memoria que requiere la aplicación de

energía eléctrica a fin de almacenar la información. Si se retira la energía eléctrica, toda la información almacenada se perderá.

• RAM(Random Access Memory): Memoria en la

cual la localización física real de una palabra em la memoria no tiene efecto sobre el tiempo que tarda en leer o escribir en esa localidad. El tiempo de acceso es el mismo para cualquier localidad de memoria.

• Memoria Dinámica: Dispositivos de memoria de

semiconductor en los cuales los datos almacenados no se quedarán permanentemente guardados, aun con energía aplicada, a menos que los datos se reescriban en forma periódica en la memoria. Esta operación se conoce como REFRESCO.

• Memoria Estática: Dispositivos de memoria de semiconductor

en los cuales los datos alamacenados se quedarán permanentemente guardados, mientras se aplique energía eléctrica, sin necesidad de escribir períodicamente los datos en la memoria.

Memoria Estática

En este caso se utiliza un circuito FLIP- FLOP formado por

Un par de transistores regularmente MOSFETS de doble

gatillo utilizados por su bajo consumo de energía electrica.

Teniendo en cuenta que actualmente el almacenamiento

temporal ha crecido en forma acelerada. Este tipo de

memorias se consideran lentas en comparación a las

memorias Dinámicas, pero su tamaño es mucho mas

pequeño que la que presenta una memoria dinámica.

Memorias Dinámicas

En este caso, las memorias dinámicas son una de las más rapidas que se pueden encontrar, son ideales para el almacenamiento temporal en un PC.

Generalmente las memorias RAM Dinámicas también conocidas com DRAMs contienen un bus de direcciones de forma distinta a la de una RAM estática o SRAM, lo que las hace mejores para ciertas aplicaciones. Una celda de memoria dinámica esta formada por un circuitoseguidor con un FLIP – FLOP el cual tiene un circuito RC que es el que da la característica de la señal de REFRESCO que se menciono en la diapositiva anterior.

Memorias No Volátiles

• Definición: Estos tipos de memoria solo requieren de energía

eléctrica para tener acceso a la información que tienen alamacenada o

grabada previamente. Al quitar la energía eléctrica la información se

mantiene dentro de la memoria.

• ROM (READ ONLY MEMORY). : Son previamente grabadas

para después ser únicamente extraida su información existen diferentes tipos

de nomenclaturas que identifican el tipo de grabación utilizada y si pueden

ser borradas las memorias y como.

– PROM ( Program Read Only Memory). : También conocidas como

OTPPROM o ROMS de programación única. A diferencia de las ROM

de mascarilla estas memorias estan listas para ser programadas por el

usuario esto quiere decir que las mascarillas se encuentran conectadas

por fusibles que se quemaran para crear un cero 0 para quemar el

fusible se requieren de 12.5v hasta 21.5v de acuerdo a las

caracteristicas del fabricante.

Memorias De Solo Lectura

(ROM)– EPROM ( Electric Program Read Only Memory): En esta

memoria el usuario puede programar y borrar al dispositivo cuantas veces como lo desee mientras lo permita la memoria. ( Es decir hasta que el fabricante indique que cantidad de veces soporta de grabación.)

En esta memoria se utilizan transistores MOSFET que tienen compuerta de SILICIO con ninguna conexión eléctrica ( COMPUERTA FLOTANTE). El cero lógico se crea al inyectar alta energía en la compuerta y como no hay trayectoria de salida en el transitor este queda “ENCENDIDO” de manera permanente.

Para el proceso de borrado la EPROM se expone a LUZ ULTRAVIOLETA. La luz o foto corriente choca contra el sustrato de silicio que es foto sensible y produce que el transistor se apague. Este proceso permite que la la memoria se borre.

Memorias De Solo Lectura

(ROM)• EEPROM (Electric Erasable Program Read Only Memory). : La

EEPROM se inventó en 1980 como una mejora a la EPROM. La

EEPROM aprovecha la misma estructura de compuerta flotante que

la EPROM. Agrega la característica de borrado eléctrico através de la

adición de una delgada región de oxido, arriba del DRENADOR del

MOSFET esto provoca que con el mismo voltaje de programación

pueda ser borrada la memoria.

El borrado es para una sola localidad deseada, además no se re

escribe la todalidad de las localidades de la memoria. El acceso a la

información de estas memorias son por lo regular lento en referencia

a una memoria RAM.

Circuito de Memoria

General

Circuito

de

Memoria

Bus de

Direcciones

Bus de Datos

Bus de

Control*

Vcc

* Nota : No en todos los casos el bus de control es de

entrada o salida en algunos casos es bidireccional.

Arreglos de Memoria

• Expansion de la capacidad. El número de palabras

en un sistema de memoria se aumenta multiplexando la salida de dos ó más dispositivos de memoria. Los circuitos de memoria tiene carácterísticas que facilitan esto.

• Expansion de Palabra. La longitud de palabra se incrementa colocando la salida de dos o más circuitos de memoria en paralelo.

Expansión de Palabra.

Mem

1

Mem

2

Bus de 4

Bus de 4

Bus de 8

Bus de

Direcciones

en Paralelo

Expansión de Capacidad

Mem

1

Mem

2

Bus de 4

Bus de 4

Bus de

Direcciones

en Paralelo

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