Post on 07-Jun-2018
ELT502 – Eletrônica Digital IGraduação em Engenharia Eletrônica
Universidade Federal de Itajubá IESTI
Prof. Rodrigo de Paula Rodrigues
Memórias semicondutoras
Aula 13
Memórias | Contexto
Sistemas digitais
Representação
Manipulação
Grau de integração
Manipulaçãode dados
Grandes quantidades de dados
Memórias semicondutoras
ELT502 – Eletrônica Digital I
semicondutoras
Memórias | Memórias semicondutoras
O que são?
circuitos digitais
armazenamentode dados
Memóriassemicondutoras
ELT502 – Eletrônica Digital I
Memórias | Memórias semicondutoras
Estrutura funcional
0100001
11001111
00110011
0000
0001
0010
Identificação única: endereço
101010100011
Posição de memória: contém uma palavra de dados
Memória: Endereço Conteúdo
Grupo de pares:
ELT502 – Eletrônica Digital I
...
00010000
...
1111
101010100011
Capacidade de armazenamento
Memórias | Memórias semicondutoras
Capacidade (bits):
Posições de memória
Tamanho da palavra de dados
X
Exemplo: 16x4
16 posições
4 bits
X
Exemplo: 128x8
128 posições
8 bits
X
ELT502 – Eletrônica Digital I
64 bits
=
1024 bits (1 kbit)
=
Memórias | Memórias semicondutoras
Representação geral
Memóriasemicondutora
I0 I1 I2 Im-1
…
…
A0
A1
A2
CSW/R
Entrada de dados
End
ereç
o Controle
Memória:
10101
00011
10101
escrita de dados
ELT502 – Eletrônica Digital I
O0 O1 O2 Om-1
……
AN-1
Saída de dados
End
ereç
o Controle00011
leitura de dados
00011
Operação de leitura de dados
Memórias | Memórias semicondutoras
Endereço
0
10
A0.. AN-1
CS 1
0W/R 1
Dados válidos
ELT502 – Eletrônica Digital I
tlei
0
1O0.. OM-1
te
Operação de escrita de dados
Memórias | Memórias semicondutoras
Endereço
Dados válidos
0
10
A0.. AN-1
CS 1
0
1I0.. IM-1
ELT502 – Eletrônica Digital I
tesc
W/R
te
01
Tipos de memórias
Memórias | Memórias semicondutoras
Memórias ROM
Memórias RAM
Operações de escrita e leitura
Leitura
Escrita eventual
Leitura e escrita
Operações freqüentes
ELT502 – Eletrônica Digital I
Operações freqüentes
Memórias | Memórias ROM
ROM: Estrutura
MemóriaROM…
A0
A1
AN-1
CS
Dec
odifi
cado
r 3
par
a 8A0
A1
0
1
2
3
4
5
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
ROM 8 x 4
linha
coluna
ELT502 – Eletrônica Digital I
O0 O1 Om-1
… Dec
odifi
cado
r 3
par
a 8
A2
5
6
7
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
CM
Buffers de saída0 1 2 3
D0 D1 D3D2
CS
CM Célula de memória
ROM de máscara
Memórias | Memórias ROM
linha
coluna
+Vcclinha
coluna
+Vcc
linha
coluna
linha
coluna
Célula MOS
Célula BJT NPN
ELT502 – Eletrônica Digital I
+Vcclinha
+Vcclinha
Célula BJT NPN
Memórias | Memórias ROM
ROM de máscara 4x4
+VccD
ecod
ifica
dorA1
A0
0
1
2
+Vcc
0
1
+Vcc+Vcc
ELT502 – Eletrônica Digital I
3
D3 D2 D1 D0
GND GND
+Vcc +Vcc D3D2D1D00 1 0 1
PROM – ROM programável
Memórias | Memórias ROM
linha
coluna
+Vcc +Vcclinha
coluna
Célula PROM MOS Célula PROM BJT
fusível
ELT502 – Eletrônica Digital I
fusível
PROM – ROM programável
Memórias | Memórias ROM
Programação
+Vcc
Ielevada
+Vcc
ELT502 – Eletrônica Digital I
Ielevada
EPROM – ROM programável e limpável (erasable)
Memórias | Memórias ROM
linha
linha dapalavra
Camada fina de SiO2 (isolante)
porta decontrole
G
EPROM UV
ELT502 – Eletrônica Digital I
linhade bit D S
portaflutuante
SiO2 (isolante)
Memórias | Memórias ROM
EPROM – ROM programável e limpável (erasable)
ELT502 – Eletrônica Digital I
Fonte: Intel
Memórias | Memórias ROM
EPROM – ROM programável e limpável (erasable)
linhade bit
linha dapalavra
D S
flutuante
Poucos elétronsentre as portas
controle
linhade bit
linha dapalavra
D S
flutuante
Muitos elétronsna porta flutuante (barreira)
controleG G
ELT502 – Eletrônica Digital I
flutuante
Poucos elétrons entre as portas, fluxo de corrente > 50%, nível lógico “1”
Muitos elétrons entre as portas, fluxo de corrente < 50%, nível lógico “0”
Memórias | Memórias ROM
EPROM – ROM programável e limpável (erasable)
EPROM UV
Retirada do circuito
Limpeza em toda a memória
ELT502 – Eletrônica Digital I
Limpeza em toda a memória
Limpeza: de 15 a 20 minutos
EEPROM – ROM programável e limpável eletricamente
Memórias | Memórias ROM
Mesmo princípio da EPROM UV
Pulso de programação
Pulso de limpeza
ELT502 – Eletrônica Digital I
CélulaEEPROM Xicor de 1Mbit
CélulaEEPROM Winbond
Pulso de limpeza
Operação byte a byte
EEPROM – ROM programável e limpável eletricamente
Memórias | Memórias ROM
ELT502 – Eletrônica Digital I
Fonte: Intel
Memórias | Memórias ROM
FLASH
Baixo custo e alta densidade das EPROM
ELT502 – Eletrônica Digital I
Reprogramação elétrica da EEPROM
Memórias de Leitura/Escrita
Memórias | Memórias RAM
Voláteis
Armazenamento temporário
ELT502 – Eletrônica Digital I
Estáticas Dinâmicas
RAM Estática
Memórias | Memórias RAM
Célula de memória Latch SR
QEntrada
ELT502 – Eletrônica Digital I
Seleção
controle armazenamento
RAM Estática
Memórias | Memórias RAM
Dec. 6
para 64
0
1
…
SRAM 64 x 4
Registrador 1
… …
Buffers de entrada0 1 2 3
A0
A1
Registrador 0
I0 I1 I3I2
CS
WE
ELT502 – Eletrônica Digital I
64 …
63
Buffers de saída0 1 2 3
Registrador 63
… …
A5
O0 O1 O3O2
OE
RAM Dinâmica
Memórias | Memórias RAM
Célula de memória Capacitor MOS
41 2 3
ELT502 – Eletrônica Digital I
+
-Amplificadorsensor
4
VREF
C
EntradaSaída
RAM Dinâmica
Memórias | Memórias RAM
Escrita
43E
E
ELT502 – Eletrônica Digital I
+
-Amplificadorsensor
4
1 2
VREF
C
E
Saída
Memórias | Memórias RAM
RAM Dinâmica
Leitura
4S
ELT502 – Eletrônica Digital I
+
-Amplificadorsensor
1 2 3
VREF
CS
RAM Dinâmica
Memórias | Memórias RAM
Dec
odifi
cado
r de
linha
A0
A1
A0 A1 AN
…
…
… …
Decodificador de coluna Célula de memória
ELT502 – Eletrônica Digital I
Dec
odifi
cado
r de
linha
AN
…
Memórias | Memórias RAM
RAM Dinâmica
MemóriaDRAM
O0/I0
…
A0 / Ax CS
W/R
Entrada / saída de dados
A1 / Ax+1
O1/I1 ON-1/IN-1
End
ereç
o Controle
ELT502 – Eletrônica Digital I
DRAM
P x N…
W/RA1 / Ax+1
A2 / Ax+2
AX-1 / A2x-1
CAS
RAS
End
ereç
o Controle
RAM Dinâmica
Memórias | Memórias RAM
CAS
RAS
Entradas de endereço Endereço da linha Endereço da coluna
ELT502 – Eletrônica Digital I
tRS tCS
Memórias | Exercícios
Exercício 1
Memória 8 x 4
W/R
CS
O0..O3
A0..A2
Dispondo de unidades da memóriaROM exemplificada ao lado,desenvolva:
a) um banco de memória comcapacidade de 8x8 bits;
ELT502 – Eletrônica Digital I
O0..O3
a) um banco de memória comcapacidade de 16x4 bits.
Memórias | Exercícios
Exercício 2
Uma memória RAM com 512 posições de 8 bits precisa ser acoplada aum sistema com barramento de endereços de 12 bits de forma que amemória seja ativa a partir da posição 128 presente no barramento deendereços pré-existente.
Desenvolva o acoplamento requisitado explicitando todas as conexõesda memória aos barramentos de dados e de endereço pré-existentes.
ELT502 – Eletrônica Digital I
RAM512 x 8
W/R
CS
D0..D7
A0..A8