MEMÓRIAS...

...São dispositivos eletrônicos utilizados para armazenar dados.

Estrutura genérica de uma memória

Barramento de Dados ou Data Bus:

Temos a informação a ser lida ou armazenada no endereço .

Barramento de Endereço ou Address Bus:

Fornece a posição da memória que se desejamos acessar,para realizar operação de leitura ou escrita.

Barramento de Controle ou Control Bus:

É formado por sinais que controlam o funcionamento da Memória: Chip Select, Escrita, Leitura, Programação etc.

Características das Memórias:

a) Capacidade de armazenamento = tamanho da palavra binária x número de posições da memória.

b) Tempo de Acesso = tempo necessário para obtermos os dados na saída no ciclo de leitura.

Exemplo para maiores esclarecimentos:

Em uma memória cujo arranjo é de 1K x 8 temos:

a)1K é o número de posições de memória, ou ainda, 1024 posições;8 é o tamanho de palavra binária em cada posição da memória.

b)Capacidade = 8K bits ou 1K Byte

c)Via de Dados = 8 bits, ou seja, de D0 a D7

d)Via de Endereços = 10 bits  ( 2ⁿ =1024 ; então n=10 ) , ou seja, A0 a A9.

Em bloco:

Exemplo de um chip de memória de 64K ( CI 27C64 )

Temos aqui uma memória do tipo EPROM, cujo arranjo é 8K x 8bits, ou seja, possui 13 vias de endereços, A0 a A12, 8 vias de dados, O0 a O7 e seus sinais de controle. Observe a numeração da pinagem do CI, ou seja, pino 1=VPP onde este é o primeiro pino localizado na parte superior esquerda do chip. Sendo assim o restante da numeração da pinagem se dá sequencialmente, ou seja, o último pino na parte inferior esquerda será o pino 14, o último pino na parte inferior direita será o pino 15 e o primeiro pino na parte superior direita será o pino 28. Três pinos não aparecem no diagrama de pinagens, esses são pinos (+VCC e GND) de alimentação da memória.

Tipos de Memórias

ROM Máscara

READ ONLY MEMORY (Memória Somente de Leitura). São memórias nas quais as informações são gravadas na sua fabricação, por isso o nome ROM Máscara. O dispositivo se comporta como um circuito combinacional, podendo gerar várias tabelas verdades.

PROM

PROGRAMMABLE READY ONLY MEMORY (Memória Programável Somente de Leitura). A programação nesta memória pode ser feita pelo usuário. Uma vez programada,a PROM não pode mais ter o seu conteúdo alterado.

EPROM

ERASABLE PROGRAMMABLE READ ONLY MEMORY (Memória programável e apagável Somente de Leitura). Sua programação é feita eletricamente e apagada através da exposição de sua pastilha semicondutora à luz Ultravioleta. Esta exposição é possível devido ao fato do encapsulamento possuir uma janela transparente sobre a pastilha. O tempo de exposição varia em torno de 10 a 45 minutos.

Descrição básica do processo de gravação de uma EPROM 2732, que é uma EPROM de 4Kx8 bits

EEPROM ou E²PROM

ELETRICCALLY ERASABLE PROGRAMMABLE READ ONLY MEMORY (Memória Programável e Apagável Eletricamente Somente de Leitura). Também utiliza o conceito de porta flutuante.Podemos realizar o mecanismo de escrita e apagamento sem precisar retirar o chip do circuito.

A maior vantagem da EEPROM sobre a EPROM é a possibilidade de apagamento e reprogramação de palavras individuais,em vez da memória toda.O apagamento de uma EEPROM é realizado eletricamente,de uma forma mais rápida(10 ms) e no próprio circuito,contra mais ou menos 30 minutos de uma EPROM(que deve ser retirada do circuito e é apagável com luz ultra-violeta).

Uma EEPROM também pode ser programada bem mais rapidamente do que uma EPROM.

A figura a seguir mostra o transistor Mosfet básico da memória EEPROM.Observe que a porta flutuante tem uma parte saliente bem próxima da fonte do transistor Mosfet,possibilitando a característica do apagamento  por eletricidade.A aplicação de uma tensão adequada entre a porta do Mosfet e a fonte(Vporta>Vfonte) fará com que elétrons sejam forçados para a porta flutuante.Tal carga não desaparecerá,mesmo depois de removida a tensão.A aplicação de uma tensão adequada Vporta<Vfonte irá remover os elétrons da porta flutuante,apagando a célula de memória.

RAM

RANDOM ACCESS MEMORY (Memória de Acesso Aleatório).

É uma memória volátil de escrita e leitura.

Esta memória é de acesso aleatório porque permite o acesso direto a qualquer posição para leitura ou escrita. Existem 2 tipos de memórias RAM: RAM Estática (SRAM) e RAM Dinâmica (DRAM).

Estrutura de uma memória RAM

SRAM (STATIC RAM)

Neste tipo de memória a célula é formada basicamente por um Flip-Flop.A informação do bit nesta célula mantém seu valor até o próximo ciclo de escrita (desde que mantida a alimentação). Possui baixo tempo de acesso.

Exemplo de memória RAM ( CI 6116- 2Kx8 bits )

Descrição da Pinagem:

Funcionamento dos Controles (Control Bus)

 

 

Funcionamento básico de uma célula da RAM estática:

 Nos circuitos integrados as células de memória são construídas com diversas tecnologias e circuitos, e o exemplo a seguir será apresentado devido ao seu aspecto didático. 

ESCRITA

Para escrever um dado, selecionamos a célula, o que é feito por um circuito de endereçamento que faz SEL = 1 e passamos o sinal de controle para escrita, WE=0. Depois aplicamos o dado no terminal D, que está então configurado como entrada. 

A figura a seguir mostra a célula de memória nesta situação.

Vemos que a porta NAND superior terá nível 0 na saída, e com isto, os buffers nas entradas do flip-flop estarão habilitados, configurando assim um flip-flop tipo D, ao mesmo tempo a porta NAND inferior terá um nível 1 na saída fazendo com que o buffer de saída do flip-flop esteja em tri-state, de modo que o dado presente em D esteja conectado à entrada do flip-flop e seja então armazenado.

 

LEITURA

Para fazer a leitura, selecionamos igualmente a célula fazendo SEL=1 e colocamos  WE=1, assim o dado armazenado é obtido em D, veja na figura a seguir, a célula nesta situação.

Vemos que a porta NAND superior tem nível 1 na saída, isto faz com que os buffers de entrada do flip-flop estejam em tri-state. As portas NAND que constituem o flip-flop estão agora desconectadas (estado de alta impedância) e devido a sua característica construtiva, reconhecem esta situação como um nível 1, o que faz com que o flip-flop mantenha o estado anterior (Q_f = Q_a). Enquanto isto, a porta NAND inferior tem nível 0 na saída, o que faz com que o buffer de saída esteja habilitado, e com isto o bit armazenado no flip-flop estará no terminal D.

No caso da célula não ser selecionada (SEL = 0), as duas portas NAND apresentarão nível 1 em suas saídas, deixando todos os buffers em tri-state e a célula ficará com a saída desativada (tri-state), impedindo qualquer escrita ou leitura de dados.

DRAM (DINAMIC RAM)

A diferença básica está no tipo de célula que a compõe. Enquanto na SRAM a célula de memória é composta por um Flip-Flop, na DRAM ela é formada por um transistor MOS.

Na DRAM a informação é armazenada na Capacitância parasita de um transistor MOS. Devido à corrente de fuga esta informação pode ser perdida após um determinado tempo (de 2 a 4 ms), necessitando portanto de uma renovação periódica denominada operação de Refresh.

Sempre que uma operação de leitura for realizada em determinado endereço,todas as células desse endereço sofrerão um refresh( realizado por um CI controlador de DRAM )

Exemplo de DRAM

ASSOCIAÇÃO DE MEMÓRIAS

As memórias podem ser associadas para expandir sua capacidade de dados ou de localizações. Por exemplo,se tivermos memórias de 256x4bits, podemos construir uma memória de 256x8 bits, fazendo a seguinte ligação: