Post on 30-Apr-2020
Prof. Michael
ELETRÔNICA DIGITAL II
Parte 7Armazenamento e Memória Digital
Professor Dr. Michael Klug
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• Dispositivo capaz de armazenar informação– Capacitor (transistor+capacitor), flip-flop, registradores
• Registradores: memória em pequena escala• Em geral, para computação:
– Mémória: RAM e ROM– Armazenamento: disco rígido, CD, DVD, ...
Definição
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OBS: grande vantagens dos sistemas digitais sobre os analógicos é a habilidade de armazenar grandes quantidades de informações!!!
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• Célula de memória: dispositivo ou circuito capaz dearmazenar um bit.
• Palavra de memória: grupo de bits (células) em uma memóriaque representa instruções ou dados (em geral é definida comdois bytes)– unidade completa de informação
• Byte: conjunto de 8 bits (nibble – 4 bits)• Capacidade: número de bits que podem ser armazenados em
um dispositivo de memória
Termos Básicos
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Arranjo de 64 células8 bytes, 16 nibbles, 64 bits
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• Em geral: – Memória é identificada pelo número de palavras que ela pode
armazenar vezes o tamanho da palavra.
• Exemplo:– 16k x 8= 16384 palavras de 8 bits– Cuidado: neste caso “k” é 210=1024
• Capacidade: é o número total de unidade de dados que podem ser armazenadas:– 16k x 8 = 16kB (kilobytes)
Termos Básicos
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• Selecionar o endereço a ser acessado (leitura ou escrita);• Selecionar o tipo de operação: leitura ou escrita;
– Se a operação for escrita, fornecer os dados de entrada;– Se a operação for leitura, os dados estarão disponíveis na saída;
• Habilitar a memória para que a operação seja concluída edesabilitar a memória para que ela não responda àsentradas de endereço e ao comando de leitura/escrita.
Princípio de Operação
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• Voláteis: quando o circuito é desenergizado a memória perde todas as informações– EX: RAM (Random Acess Memory: memória de acesso
aleatório): todos os endereços são acessados em tempos iguais e podem ser selecionados em qualquer ordem
• Não Voláteis: os dados armazenados são mantidos mesmo se a alimentação for desligada– EX: ROM (Read Only Memory: memória somente de
leitura): dados são armazenados permanentemente ou semi-permanentemente (não existe operação de escrita)
Tipos de Memória
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• Dados podem ser escritos ou lidos a partir de qualquer enderenço selecionado em qualquer sequencia– Operação de leitura não destrutiva
• Famílias:– RAM estática (SRAM-> static): geralmente usam latches
como elemento armazenamento (armazenam dados indefinidamente)
– RAM dinâmica (DRAM -> dynamic): usam capacitores como elemento de armazenamento (refresh)
LEMBRANDO: independentemente da família os dados são perdidos quando a alimentação é removida (VOLÁTIL)!!!
Memórias RAM
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• Tipos: Assíncronos e Síncronas• Aplicação: memórias cache (L1 e L2)• Arranjo:
RAMs ESTÁTICAS (SRAMs)
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• RAM 32kx8
SRAM Assíncrona
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Barramento: conjunto depercursos condutores queservem para interligar dois oumais componentes funcionaisde um sistema ou váriossistemas diversos.
OBS: SAÍDAS TRISTATE11
• Armazenam um bit de dado num pequeno capacitor (transistor+cap.)• Célula mais simples: menor espaço na pastilha semicondutora (arranjos
maiores num chip com menor custo por bit)• Mais lentas que as memórias estáticas• Carga deve ser renovada (operação de refresh: 8ms a 16ms)• Aplicação: memória principal de computadores
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RAMs DINÂMICAS (DRAMs)
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• Contém permanentemente ou semi-permanentemente dados armazenados:– Não podem ser alterados ou, em alguns casos, somente com equipamento
especializado• Retém os dados quando a alimentação é desligada• Armazenam dados que são usados repetidamente em aplicações (tabelas,
conversões) ou instruções programadas para a inicialização e operação de um sistema
Memórias ROM
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• Conceito:
• As ROMs podem ser usadas como tabelas de busca para conversões de códigos e geração de funções lógicas
• BIOS (Basic Input/Output System)
Células ROM MOS
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• OTP (one-time programmable)• Uso de fusíveis para armazenar bits
– Conexão é “queimada” ou deixada intacta para representar 0 ou 1– Processo irreversível
OTP PROM
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• PROM apagável: pode ser reprogramada• UV EPROM: “janela” de quartzo transparente no encapsulamento
• EEPROM: apagável eletricamente– Pode ser rapidamente programada e apagada no próprio
circuito (in-circuit)
Memórias EPROMs
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• Memória Ideal: alta capacidade de armazenamento, não volátil, permite leitura e escrita, operação rápida– Célula de armazenamento que consiste de um único
transitor MOS de porta flutuante
Memórias Flash
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• Expansão do Tamanho da Palavra:– Número de bits no barramento de dados tem que ser aumentado
EX: ROM 65536 (64k) x 8 utilizando ROMs 65536 x 4
Expansão de Memória
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• Expansão da Capacidade de Palavras– Número de endereços deve ser aumentado
EX: RAM 2M x 8 utilizando RAMs 1M x 8
Expansão de Memória
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