MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

26
MEMORIAS ELECTRONICAS DEFINICION DE MEMORIA Las memorias son dispositivos electrónicos de almacenamiento de datos binarios, retienen información a un largo o corto periodo de tiempo. Este tipo de formato numérico es utilizado por los computadores y demás equipos del presente para realizar distintos procesos TIPOS DE MEMORIA RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden. ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes. EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta. EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica. FLASH

description

• RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden. • ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. • PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes. • EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta. • EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica. • FLASH

Transcript of MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

Page 1: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

MEMORIAS ELECTRONICAS

  DEFINICION DE MEMORIA

Las memorias son dispositivos electrónicos de almacenamiento de datos binarios, retienen información a un largo o corto periodo de tiempo. Este tipo de formato numérico es utilizado por los computadores y demás equipos del presente para realizar distintos procesos

  TIPOS DE MEMORIA

RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden.

ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir.

PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes.

EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta.

EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica.

FLASH

 

MEMORIA RAM

RAM son las siglas de random access memory, un tipo de memoria de ordenador a la que se puede acceder aleatoriamente; es decir, se puede acceder a cualquier byte de memoria sin acceder a los bytes precedentes. La memoria RAM es el tipo de memoria más común en ordenadores y otros dispositivos como impresoras.

Hay dos tipos básicos de memoria RAM

RAM dinámica (DRAM)

Page 2: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

RAM estática (SRAM)

Los dos tipos de memoria RAM se diferencian en la tecnología que utilizan para guardar los datos, la memoria RAM dinámica es la más común.

RAM DINÁMICA

Un tipo de memoria física usado en la mayoría de los ordenadores personales. El término dinámico indica que la memoria debe ser restaurada constantemente (reenergizada) o perderá su contenido.

La RAM (memoria de acceso aleatorio) se refiere a veces como DRAM para distinguirla de la RAM estática (SRAM). La RAM estática es más rápida y menos volátil que la RAM dinámica, pero requiere más potencia y es más costosa.

RAM ESTÁTICA

Abreviatura para la memoria de acceso al azar estática. SRAM es un tipo de memoria que es más rápida y más confiable que la DRAM más común (RAM dinámica). El término se deriva del hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM dinámica.

Mientras que DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos, SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta sólo 10 nanosegundos. Además, su duración de ciclo es mucho más corta que la de la DRAM porque no necesita detenerse brevemente entre los accesos.

La memoria RAM dinámica necesita actualizarse miles de veces por segundo, mientras que la memoria RAM estática no necesita actualizarse, por lo que es más rápida, aunque también más cara. Ambos tipos de memoria RAM son volátiles, es decir, que pierden su contenido cuando se apaga el equipo

Page 3: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

MEMORIA ROM

Las memorias de sólo lectura (ROM, read-only memory) son, al igual que las RAM, memorias de acceso aleatorio, pero, en principio, no pueden cambiar su contenido. Tampoco se borra la información de ellas si es interrumpida la corriente, por lo tanto es una memoria no volátil. 

La ROM forma parte del grupo de componentes llamados dispositivos lógicos programables (PLD, programmable logic devices), que emplean la información almacenada para definir circuitos lógicos.

Este tipo de memorias suele almacenar datos básicos y la configuración del ordenador para ser usado, principalmente, en el arranque del mismo. Por ejemplo, la BIOS y su configuración suele almacenarse en este tipo de memorias. 

Las características fundamentales de las memorias ROM son:

1. Alta densidad: la estructura de la celda básica es muy sencilla y permite altas integraciones.

2. No volátiles: el contenido de la memoria permanece si se quita la alimentación.

3. Costo: dado que la programación se realiza a nivel de máscaras durante el proceso de fabricación, resultan baratas en grandes tiradas, de modo que el costo de fabricación se reparte en muchas unidades y el coste unitario baja.

4. Sólo lectura: únicamente son programables a nivel de máscara durante su fabricación. Su contenido, una vez fabricada, no se puede modificar.

Las memorias ROM pueden ser clasificadas, según su capacidad de variar su contenido, en: Memoria PROM, Memoria EPROM, Memoria EEPROM, Memoria flash .

              

                                   

Page 4: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

 

MEMORIA PROM

Las PROM (Programmable ROM) son memorias ROM vírgenes que se hallan dispuestas para ser programadas por el adquiridor para su aplicación específica.

Este tipo de memoria que puede ser programada una sola vez a través de un programador PROM. Están compuestas de fusibles (o antifusibles) que sólo pueden ser quemados una vez. Una memoria PROM sin programar se encuentra con todos los fusibles sin ser quemados, o sea, valor 1. Cada fusible quemado corresponde a un 0 produciendo una discontinuidad en el circuito. Estas memorias se van programando aplicando pulsos eléctricos.

Fue creada en 1956 por Wen Tsing Chow en Nueva York a pedido de la Fuerza Aérea estadounidense para conseguir una forma segura de almacenar las constantes de los objetivos en la computadora del misil MBI Atlas E/F. Actualmente siguen siendo utilizadas en misiles, satélites, etc.

Las Aplicaciones más importantes:

Microprogramación. Librería de subrutinas. Programas de sistema. Tablas de función.

                                                              

 

MEMORIA EPROM

Las EPROM, o Memorias sólo de Lectura Reprogramables, se programan mediante impulsos eléctricos y su contenido se borra exponiéndolas a la luz ultravioleta (de ahí la ventanita que suelen incorporar este tipo de circuitos), de manera tal que estos rayos atraen los elementos fotosensibles, modificando su estado.

Al ser programadas, puede borrarse su contenido manteniéndolas expuestas a una luz ultravioleta fuerte. Esto sucede porque los fotones de luz ultravioleta

Page 5: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

excitan los electrones de las celdas, lo que produce que se descarguen. Los tiempos medios de borrado de una EPROM, por exposición a la luz ultravioleta, oscilan entre 10 y 30 minutos. Las EPROM pueden retener los datos entre diez y veinte años, y pueden ser leídas ilimitadas veces.

                                                     

MEMORIA EEPROM

La memoria EEPROM es programable y borrable eléctricamente y su nombre proviene de la sigla en inglés Electrical Erasable Programmable Read Only Memory.

Las celdas de memoria de una EEPROM están constituidas por un transistor, que tiene una compuerta flotante, su estado normal está cortado y la salida proporciona un 1 lógico.

Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un millón de veces

Ventajas de la EEPROM:

Las palabras almacenadas en memoria se pueden borrar de forma individual.

Para borra la información no se requiere luz ultravioleta.

Las memorias EEPROM no requieren programador.

De manera individual puedes borrar y reprogramar eléctricamente grupos de caracteres o palabras en el arreglo de la memoria.

Para reescribir no se necesita hacer un borrado previo.

Se pueden conectar fácilmente con microprocesadores o microcontroladores, algunas de estas memorias tienen pines para realizar esta labor.

Transferencia de datos de manera serial, lo que permite ahorro del micro para dedicarlo a otras funciones.

El consumo de corriente es mucho menor que en las memorias que trabajan en paralelo.

Page 6: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

                                                          

MEMORIAS FLASH

Es un tipo de memoria no volátil que pueden borrarse y reescribirse fácilmente. Suele ser usadas en celulares, cámaras digitales, PDAs, reproductores portátiles, discos rígidos, etc. El término Memoria Flash fue acuñado por Toshiba, por su capacidad para borrarse “en un flash” (instante).

Son una evolución de las memorias EEPROM que permiten que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación mediante impulsos eléctricos. Por esta razón, este tipo de memorias funcionan a velocidades muy superiores cuando los sistemas emplean lectura y escritura al mismo tiempo. Inicialmente almacenaban 8 MB, pero actualmente almacenan más de 64 GB, con una velocidad de hasta 20 MB/s.

Son muy resistentes a golpes, pequeñas, livianas y sumamente silenciosas. Permiten un número limitado de veces que se escriben/borran, generalmente de 100 mil a un millón de veces.

 Actualmente se comercializaron equipos digitales que no utilizan discos rígidos para el almacenamiento masivo, sino que sólo tienen memorias flash.

                                        

 

 

Page 7: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

TABLA COMPARATIVA ENTRE MEMORIAS

      

 

Una parte importantísima en la mayoría de los sistemas digitales es la dedicada a contener la información que está tratando dicho sistema.  Los datos e instrucciones del programa de un sistema microcomputador son almacenados en la memoria. Cada "celda" de la memoria puede almacenar un bit, estando las memorias constituidas por varios miles de estas celdas. El conjunto de celdas en las que se almacena una palabra se llama "Posición de memoria"  Se han desarrollado numerosos sistemas capaces de almacenar o memorizar una información digital. Todos ellos, persiguen como objetivo conseguir: 

- Alta velocidad  - Bajo precio  - Gran capacidad de almacenamiento  - Bajo consumo

Cada uno de estos objetivos se conseguirá en mayor o menor medida dependiendo del medio físico empleado, su organización, tecnología, étc.  Por ejemplo, desde la década de los años 1950, las memorias de núcleos de ferrita han predominado como memorias principales en los ordenadores. Sin embargo gracias al desarrollo tecnológico de los semiconductores en forma integrada y más concretamente LSI, ha permitido a partir de 1975 se sustituyeran las memorias de ferritas por memorias de tipo semiconductor, por sus ventajas tanto en rapidez como en precio y espacio.  Hoy en día las memorias de tipo semiconductor, constituyen el sector más expansivo dentro de la tecnología de los semiconductores.  Antes de proceder al estudio de las memorias de tipo semiconductor, expondremos ls características más importantes de las memorias y una clasificación general, que dará a su vez paso a una segunda clasificación de las de tipo semiconductor en forma integrada.

Page 8: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES DE LAS MEMORIAS  Al estudiar los flip-flops o biestables ya se definieron los términos de lectura y escritura por tratarse de elementos de memoria.  Las características más importantes de las memorias son:  Tiempo de escritura  Es el tiempo que transcurre entre el momento en que se presenta la información a almacenar en la memoria y el momento en que la información queda realmente registrada.  Tiempo de lectura  Es el que transcurre entre la aplicación de la orden de lectura, y el momento en que la información está disponible en la salida.  Tiempo de acceso  Es a menudo, la media de los dos tiempos de lectura y escritura definidos anteriormente.  Es la medida del tiempo transcurrido desde que se solicita un dato a la unidad de memoria hasta que esta lo entrega.  Tiempo de ciclo  Después de una operación de lectura o escritura, es posible que la memoria necesite un tiempo de reinscripción (memorias de núcleos de ferrita, por ejemplo), o de recuperación. El tiempo de ciclo es entonces la suma de este tiempo y del tiempo de acceso.  También denominado ciclo de memoria, es el tiempo transcurrido desde que se solicita un dato a la memoria hasta que ésta se halla en disposición de efectuar una nueva operación de lectura o escritura.   Acceso aleatorio  Una memoria es de acceso aleatorio cuando el tiempo de acceso a cualquier posición de memoria es siempre el mismo.  Cadencia de transferencia  Es la velocidad a la cual la memoria acepta informaciones de lectura o escritura (Bits por segundo)  Capacidad  Es el número de palabras o de bits que la memoria puede almacenar. Se denomina también volumen.  Densidad de información  Es el número de informaciones por unidad de volumen físico.  Volatilidad  Es el defecto de una memoria que pierde la información almacenada, si se produce un corte de alimentación

MEMORIAS. CLASIFICACION GENERAL  Las memorias pueden clasificarse atendiendo a diversos parámetros:

Por el modo de acceso:  Acceso Aleatorio (RAM)  Acceso Secuencial  Asociativas  Por el modo de almacenamiento:  Volátiles   No volátiles  Por el tipo de soporte  Semiconductoras 

Page 9: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

Magnéticas  De papel  Por su función o jerarquía  Tampón o borrador: (LIFO,FIFO)  Central o Principal  De masas

POR LA FORMA DE ACCESO  Memorias de Acceso Aleatorio. Denominadas usualmente RAM (Ramdon Access Memory), son memorias en las que cualquier información puede leerse o escribirse con el mismo tiempo de acceso, cualquiera que sea la célula de memoria elegida.  Memoria de acceso secuencial o serie.- Para la lectura o escritura de una determinada célula, espreciso leer todas las células que le preceden físicamente  Memoria asociativa.- Es una memoria direccionable por su contenido, no por una dirección.POR EL MODO DE ALMACENAMIENTO  Memoria volátil.- Es aquel tipo de memoria que pierde la información en ella almacenada, al cortar la alimentación.  Memoria no volátil.- Retienen la información en modo permanente aún después de eliminar o cortar la alimentaciónPOR EL TIPO DE SOPORTE  Memorias semiconductoras.- Son aquellas que utilizan dispositivos semiconductores para registrar la información  Memorias magnéticas.- El registro de la información se realiza por magnetización de un soporte de este tipo.  Memorias de papel.- No son propiamente memorias. Sin embargo, el papel (cinta perforada o tarjeta) permite almacenar una información en forma de marca o perforaciones.POR SU FUNCION O JERARQUIA 

Memorias tampón.- Son generalmente de tipo semiconductor y se caracterizan porque la información en ellas se almacena durante un corto periodo de tiempo. Puede decirse que son memorias borrador, de paso o adaptadoras.  Son memorias de baja capacidad y acceso rápido, puesto que normalmente se refieren a los registros generales incluidos dentro del propio sistema microcomputador. Su función será, pues, actuar como memorias de trabajo auxiliares en las transferencias de información entre el sistema y las unidades exteriores.Las memorias LIFO y FIFO son memorias especiales del tipo tampón cuyo nombre proviene de la forma de almacenar y extraer la información de su interior.  FIFO (First in-firts out), primero en entrar - primero en salir, es decir, es lo que se llama una fila de espera  LIFO (Last in-first out), la última información introducida en la memoria es la primera en extraerse, es lo que se llama una pila o apilamiento.Memoria Central.- Es la que está incorporada en la Unidad Central de Proceso de un ordenador. Su misión consiste en almacenar los programas y los datos implicados en la ejecución de las sucesivas

Page 10: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

instrucciones.  Hasta hace algunos años, las memorias centrales estaban formadas a partir de núcleos de ferrita o por hilos plateados. Actualmente, este tipo de memorias ha sido desplazado definitivamente por las memorias integradas a semiconductores. Y la memoria central del sistema está formada por la asociación de un número de chips de memoria RAM y ROM a semiconductores, mayor o menor, según la capacidad de almacenamiento requerida por el sistema. 

Clasificación:   

o  Según el modo de lectura

1. Lectura destructiva: al leer el contenido de una posición de memoria, la información almacenada desaparece. Este tipo de memoria precisa de una regeneración del contenido, después de efectuada una operación de lectura.  2. Lectura no destructiva: donde la operación de lectura no provoca la pérdida de la información almacenada. Hay que hacer constar que la casi totalidad de las memorias centrales modernas pertenecen a este grupo.   

o  Según el modo de retener la información

1. Volátiles: para que el contenido permanezca memorizado, es necesario una fuente de alimentación. Al desconectarla, se pierde la información almacenada. Las memorias RAM pertenecen a esta categoría.  2. No volátiles: la información persiste aún desconectando la fuente de alimentación de la unidad de memoria, esto es, el contenido es memorizado sin consumo energético. Las memorias centrales ROM son ejemplo de lo dicho. 

Memoria de masas.- Es la memoria auxiliar de tipo externo de un ordenador.     Son memorias de acceso aleatorio o directo y de elevada capacidad. No son estrictamente imprescindibles dentro del sistema microcomputador, como ocurre en las centrales. Se emplean como bloques de almacenamiento auxiliar, con una velocidad de transferencia de información elevada. Habitualmente este tipo de memorias contiene el archivo de información que manipula el sistema dentro del conjunto de aplicaciones al que se halla orientado. Para que el mricroprocesador pueda procesar la información almacenada en una memoria de tipo de masas, ésta debe pasar primeramente al interior de la memoria central del sistema.  En virtud del tipo de transferencia empleado, por bloques, la característica básica de las memorias de masa es el caudal de

Page 11: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

transferencia o número de palabras de información que puede transferirse por unidad de tiempo. El caudal se expresa en Kbytes o Mbytes por segundo.  Las memorias de masa que alcanzan mayor difusión en el campo de los microordenadores son los discos magnéticos, más concretamente los discos magnéticos flexibles o "Floppy disk". 

 Memorias de fichero  Al igual que las anteriores, este tipo de memorias son auxiliares de la meoria central de microcomputador. La diferencia radica en que las memorias de fichero están caracterizadas por una velocidad de transferencia sustancialmente inferior a las de masa.   

El acceso a la información almacenada se efectúa de forma secuencial. Por lo tanto, el tiempo de acceso a determinada información depende de su emplazamiento sobre el soporte físico. En definitiva, el acceso a las memorias de fichero no es aleatorio, de ahi que su velocidad de transferencia sea variable y en general reducida.

Como contrapartida a su baja velocidad de trabajo, las memorias de fichero suelen ser relativamente económicas (Cintas magnéticas o cassettes) 

Por último, cabe precisar que dada su característica de acceso no aleatorio, la velocidad de una memoria de fichero se define a partir del "Tiempo medio de acceso" respecto a las posiciones extremas de almacenamiento.

MEMORIAS SEMICONDUCTORAS. CLASIFICACION  Existen una gran variedad de memorias de tipo semiconductor, tanto en tecnología bipolar como MOS  Las clasificaremos atendiendo al modo de acceso como característica principal, subdividiéndolas en la forma de almacenamiento y por último en la tecnología empleada.  MEMORIAS SEMICONDUCTORAS DE ACCESO ALEATORIO (RAM)  Usualmente se reserva el término RAM para aquellas memorias que permiten leer y escribir en ellas. Para aquellas que siendo del siendo del tipo RAM (Acceso aleatorio), solo permiten la lectura se reserva el término ROM o RPROM étc. En consecuencia, una "memoria RAM semiconductora", es una memoria de acceso aleatorio y que permite leer o escribir indistintamente, una información sobre ella.

Page 12: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

32-Word x 8-Bit Static RAM  ESQUEMA DE UNA MEMORIA RAM  Las entradas de control C y R/W permiten inhibir la memoria y leer o escribir (Read-Write) respectivamente.   

Fig. 1Su funcionamiento es el siguiente: 

 Situar en los terminales de DIRECCION la combinación adecuada a la célula de memoria a operar. 

 En el caso de lectura, poner el terminal R/W a "0", y por último permitir el funcionamiento de la memoria, es decir, validar el proceso con C="1". En la salida de datos obtendremos la información almacenada en la dirección de memoria correspondiente. 

 En el caso de escritura, además de la dirección adecuada es preciso situar en los terminales de "entrada de datos", el dato a almacenar o escribir. Ahora el terminal R/W deberá ponerse a "1". Por último, validar la operación con C="1", la información a la entrada de datos quedará registrada en la dirección de memoria indicada. 

Veamos un diagrama de los tiempos de las señales que intervienen en la operación 

Page 13: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

Ciclo de lectura

Ciclo de escritura

CS    AUTORIZACION DE   FUNCIONAMIENTO 

Una vez expuesto el principio de una memoria RAM en general, vamos a ver cómo están realizadas las de tipo semiconductor.  Se pueden clasificar en dos grupos: 

Las RAM estáticas están basadas en estructuras biestable con un tipo de transistor u otro.  Las RAM dinámicas están formadas por células dinámicas, (registros de desplazamiento dinámicos), las cuales están basadas en el aprovechamiento de las capacidades estructurales de los transistores MOS, para almacenar una carga determinada. 

Como sabemos, cada célula de memoria es capaz de almacenar 1 bit. Sin embargo, la forma de trabajo habitual de los sistemas digitales, obliga a almacenar grandes cantidades de información, bien en forma de bits aislados, o bien en forma de palabras.  Ello da lugar a dos tipos diferentes de organización de las memorias RAM  En la organización por palabras, al direccionar una posición de memoria, se tiene a la salida una palabra que puede estar constituida por 6, 8, 12, 16, 32, 64 ó incluso más bits.  Sin embargo, al direccionar una posición de memoria organizada en bits, sólo se obtiene un bit de salida. Para poder introducir datos en la memoria, y para poder sacarlos de ella, cada posición de memoria viene dada por su correspondiente "dirección". La dirección es, pues, una palabra binaria que define la posición. Es importante distinguir entre lo que es una dirección de una posición de memoria, y el dato

Page 14: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

que puede ser almacenado en esa dirección.  En general a nivel de pastillas de memoria en C.I. los fabricantes, ponen a disposición del usuario organizaciones de un bit (por ejemplo: 256 X 1 bits, 4096 x 1 bits, étc.) que asociadas en paralelo permiten obtener palabras de la longitud requerida.  Memoria RAM estática.-   Las memorias estáticas tiene células de memoria en forma de flip-flops o biestables. Por tanto, como los flip-flops pueden ser unos más rápidos que otros, así ocurrirá con las memorias. Si se desea una memoria rápida puede elegirse una RAM a base de flip-flops en TTL Schottky o ECL. Si se desea una memoria barata aunque lenta, puede realizarse a partir de flip-flops con MOS. Si el consumo ha de ser extremadamente bajo, deberá elegirse una RAM CMOS.  RAM estática bipolar   Una célula de memoria en una memoria bipolar está constituida por un flip-flop sencillo a base de transistores bipolares. RAM ORGANIZADA EN PALABRAS (Ver Fig. 1)   

A0 

A1

ENTRADAS/SALIDAS

i  n 

P  a 

l  a 

r  a

Page 15: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

RAM ORGANIZADA EN BITS 

 Estos biestables constan de dos transistores multiemisores en acoplamiento cruzado 

    LINEA DE SELECCION DE PALABRA 

En condiciones normales, un transistor se encontrará siempre saturado y el otro en estado de bloqueo.  

? Para leer el estado del biestable, se eleva la tensión de la línea de palabra y el transistor saturado dejará pasar corriente a través de la línea de bit, lo que a su vez es detectado para determinar el estado del biestable..  ? Para escribir datos, la tensión de la línea de palabra se eleva nuevamente y la tensión de una de las líneas de bit se baja, provocando que el transistor asociado a esta línea de bit se sature. 

En la matriz de memoria, todas las celdas de una columna comparten la misma línea de bit, y todas las celdas en una fila tienen la misma línea de palabra. 

Page 16: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

En cuanto al biestable de una memoria MOS estática, su celda corresponde a la estructura siguiente, formada utilizando transistores unipolares MOS de acumulación. 

 

       LINEA DE SELECCION         DE PALABRA 

Los transistores T1 y T2 trabajan en conmutación y son los encargados de almacenar el bit de información. Por su parte T3 y T4 actúan como puerta de intercambio con el exterior. Cada uno de ellos canaliza una información binaria (0 ó 1) desde la línea de bit correspondiente hasta el transistor de almacenamiento 

Cuando T3 y T4 se hallen en reposo, el biestable permanece aislado del exterior, preservando la información memorizada.  La escritura de un bit "0" ó "1" se produce al excitar, a través de T3 o T4 , al par T1-T2; uno de los dos transistores pasará a saturación, mientras que el otro evolucionará hacia el estado de bloqueo (OFF) Dependiendo de la transición de estados del par T1-T2 , el punto de memoria almacenará un estado lógico u otro.  Para leer la información almacenada, se introduce un impulso de tensión a través de la línea de selección, lo que provocará una corriente a través de la rama T1-T3 o T2-T4, según sea "0" o "1" el bit almacenado.  En definitiva, la lectura se efectúa detectando la presencia de corriente en una u otra línea de bit.  Para terminar, diremos que el mayor inconveniente de las RAM estáticas lo constituyen su elevado consumo energético, comparativamente con las dinámicas. Ello se debe, como hemos visto, a que las resistencias R1 y R2 consumen permanentemente, al mantener el estado lógico en el que se halla posicionado el biestable.  El hecho de que cada celda de memoria incorpore un notable número de componentes, también limita las posibilidades de integración de este tipo de memorias. 

Page 17: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

Algunos ejemplos comerciales de RAM estáticas 

Nos referiremos a continuación a modelos reales de memoria de lectura/escritura. Para cada uno de estos integrados se dan sus características básicas más importantes, asi como su esquema de bloques y relación de patillas.  La primera característica de cada una de ellas es su organización de almacenamiento o número de palabras de "n" bits que memoriza, extremo importante puesto que especificando su capacidad podemos deducir el número de líneas de direcciones y datos que acceden a la memoria en cuestión.  Por ejemplo, una memoria de 128 palabras de 8 bits cada una (128x8), estará dotada de 7 entradas de direccionamiento y poseerá 8 líneas de datos. Esto es lógico ya que para seleccionar los 128 bytes son necesarias 128 configuraciones de direccionamiento, ( 128=27 ), lo que significa que existirán 7 líneas de direcciones.  Al mismo tiempo, puesto que cada palabra es de 8 bits, se requerirán 8 líneas para canalizar la entrada y salida de datos.  Así pues, observaremos los siguientes tipos de líneas: 

A0-An: entradas de direcionamiento.  D0-Dn: entrada/salida de datos  R/W : contro lectura/escritura.  CS0-CSn: selección de chip 

Las entradas CS pueden ser una o varias y a su vez pueden activarse por niveles "0" ó "1" lógicos.  En el caso de existir varias CS, éstas suelen estar cableadas internamente en forma de puerta "Y". En consecuencia, la selección de chip se conseguirá cuando todas las entradas reciban simultáneamente sus posicionamientos activos.   RAM estática 6810 

Está organizada en 128 palabras de 8 bits y se emplea mucho en los sistemas basados en el microprocesador 6800 de Motorola, debido a la facilidad de adaptación. Dispone de 6 entradas CS: dos con activación alta y cuatro con nivel bajo. 

Sus características más sobresalientes son: 

Organización 128 X 8 bits  Tecnología NMOS  Alimentación 5 V  Disipación típica 130 mW  E/S datos Bidireccional y tri-estado  Encapsulado DIL 24 patillas                 GND   Vcc    D0   A0    D1   A1    D2   A2 

Page 18: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

  D3   A3    D4   A4   D5   A5    D6   A6    D7   R/W    CS0   CS5    CS1   CS4    CS2   CS3   

RAM estática 2114 

Tiene una estructura de 1024 palabras de 4 bits 

Cada uno de los cuatro bits dato es bidirecional, con lógica tri-estado para permitir su desconexión virtual del bus de datos. 

Las líneas de control son dos: 

   CS y WE 

Esta segunda línea es equivalente a R/W; si WE = 0 la operación efectuada será de escritura;  y si WE = 1 será de lectura. 

Sus características más sobresalientes son: 

Organización 1024 X 4 bits  Tecnología NMOS  Alimentación 5 V  Disipación típica 300 mW  E/S datos Bidireccional y tri-estado  Encapsulado DIL 18 patillas 

 Vemos que para direccionar 1024 posiciones necesitamos 10 patillas puesto que 210=1.024  Para los datos, como son palabras de 4 bits necesitaremos 4 patillas  Para indicar Lectura o Escritura (R/W) necesitamos 1 patilla  Para selecccionar el integrado CS (Chip Select) 1 patilla  Para alimentación 2 patillas  El número de patillas del integrado es pues de 18.      A6   Vcc    A5   A7    A4   A8    A3   A9    A0   I/O1    A1   I/O2    A2   I/O3   CS   I/O4           GND   WE 

Page 19: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

Memorias ComercialesLas memorias son circuitos integrados cuyos pines se hayan en ambos lados de la cápsula, formando dos líneas o hileras de pines (DIP) y generalmente se fabrican con capacidades de orden de Kilobytes o Megabytes múltiplos de 8, por ejemplo 8k, 16k, 32k, 64k, 128k, o 8M, 16M, 32M, etc

En la figura se observa un esquema descriptivo de los pines que generalmente se encuentran en una memoria. A continuación se da una explicación de cada uno de estos pines:

A0...An (Bus de direcciones): Estos pines son las entradas para seleccionar la posición de memoria a escribir o leer y su cantidad define la capacidad de palabras que puede almacenar, dada por la expresión 2n, donde n es el número de pines.D0...Di (Bus de Datos): Corresponde a los pines de entrada y salida de datos. En el mercado se consiguen generalmente buses de 1, 4, 8 y 16 bits y lo más usual es encontrar chips tengan 8 entradas de datos.CS (Chip Select): Este pin se utiliza para seleccionar el chip de memoria que se desea acceder. Esto en el caso del usar dos o más memorias similares.OE (Output Enable): Utilizado para habilitar la salida de datos. Cuando se encuentra en estado activo las salidas tiene alta impedancia o actúan como entradas.R/W" (Read/Write"): Entrada utilizada en las memorias RAM para seleccionar la operación de lectura o escrituraVCC y GND (Alimentación): Corresponden a los pines de alimentación del circuito integrado. Algunas tienen disponible tres pines para este propósito, pero por lo general son dos y el valor de la tensión de alimentación depende de la tecnología de fabricación del circuito.

En las siguientes secciones se indicaran algunos ejemplos de circuitos integrados de uso general disponibles en el mercado, dando un ejemplo de cada uno de los tipos de

Page 20: MEMORIAS ELECTRONICAS digitales

memorias vistas.

MEMORIA SRAM - MCM6264C

Esta memoria fabricada por Motorola y desarrollada con tecnología CMOS tiene una capacidad de 8K x 8. Los tiempos de lectura y escritura del integrado son de aproximadamente 12 ns y tiene un consumo de potencia aproximado de 100 mW

MEMORIA DRAM – 4116

El CI 4116 es una memoria DRAM de 16K x 1. La estructura interna de este integrado se encuentra constituida por un arreglo de 128 filas y 128 columnas donde cada uno de los bits se ubican con una dirección de 14 bits. En la figura 10.5.3 se muestra la disposición de los pines del circuito integrado. Observe que la entrada de direcciones es de 7 bits (A0...A6). La razón de poseer 7 pines y no 14, se debe a que estos tienen función doble, por ejemplo la entrada A0 se utiliza para establecer los valores de los A0/A7 de la dirección de memoria que se quiere acceder.

MEMORIAS PROM - 74S473

Esta memoria tiene una capacidad de 512 palabras de 8 bits.

MEMORIA EPROM - 27C16B

Esta memoria de 24 pines tiene una capacidad de 2048 palabras de 8 bits, es decir2KB.  Las salidas de esta memoria son triestado, lo que permite escribir o leer los datos con el mismo bus de datos.

MEMORIA EEPROM - 28C64A

Esta memoria tiene una capacidad de 8K X 8 y tiene características diferentes a las demás. La información almacenada puede perdurar aproximadamente 100 años y puede soportar hasta 100.000 ciclos de grabado y borrado.

MEMORIA FLASH - 27F256

La capacidad de esta memoria es de 32K X 8 y como memoria Flash tiene la característica particular de ser borrada en un tiempo muy corto (1 seg.). El tiempo de programación por byte es de 100 ms y el tiempo de retención de la información es de aproximadamente 10 años