INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR

DE

CÓMPUTO

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALESACADEMIA DE SISTEMAS DIGITALES

PROFESORA: ELIZABETH GOMEZ MAYORGA

PRACTICA NO. 2 – MEMORIA ROM

NOMBRE DE LOSALUMNOS: IBARRA SANTIAGO FRANCISCO

MARCO ANTONIO ORTIZ

GRUPO:

2CV8

FECHA DE ENTREGA: 19 DE OCTUBRE DE 2012

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Diseño de Sistemas Digitales

Índice

1 Introducción………………………………………………………………………. 3

2 Marco Teórico……………………………………………………………………. 3

3 Desarrollo de la Práctica……………………………………………………….. 6

5 Conclusiones……………………………………………………………………… 7

6 Bibliografía………………………………………………………………………… 8

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Introducción

Las memorias de sólo lectura ROMs (Read Only Memories), son aquellas memorias que únicamente permiten la operación de lectura en uso normal, sin embargo cabe señalar que existen algunos tipos de ROM’s en las cuales se puede llevar a cabo la operación de escritura, pero el tiempo que requiere para realizarla es mucho mayor que el tiempo necesario para la operación de lectura, por consiguiente no son consideradas como memorias de lectura y escritura.

Una característica de las memorias ROM’s es que son del tipo de memorias no volátiles por lo que son muy importantes en los sistemas computacionales, esto es debido a que son utilizadas para almacenar información que solamente queremos leer, como por ejemplo para guardar el conjunto de instrucciones que tienen que ser ejecutadas para arrancar un sistema computacional cuando éste es encendido. Otras aplicaciones serían: guardar el sistema operativo, macroinstrucciones, códigos, funciones trigonométricas, logarítmicas, generadores de caracteres, microprogramas, etc. De esta forma las ROM’s son integradas como componentes de una computadora, a esto se le conoce con el nombre de firmware (software contenido en hardware).

Marco Teórico

Existen varios tipos de memorias de sólo lectura (ROM’s):

Memoria ROM de máscara (MROM) Memoria ROM programable (PROM) Memoria ROM programable y borrable con luz ultravioleta (EPROM) Memoria ROM programable y borrable eléctricamente (EEPROM)

Y dos tipos de tecnologías de fabricación básicas en las ROM’s, la bipolar y la MOS (figura 1). Como puede observarse, en la bipolar sólo hay ROM’s de máscara y PROM’s, mientras que en la MOS existen además de las anteriores las EPROM’s y las EEPROM’s.

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La principal diferencia entre estas dos tecnologías es el tiempo de acceso. Las ROM’s bipolares tienen un tiempo de acceso menor que las ROM’s de tecnología MOS. Por consiguiente, las bipolares tienen una disipación de potencia mayor que las MOS. Por otro lado, las bipolares se fabrican principalmente con una capacidad menor que las MOS.

Como ya dijimos las memorias ROM son no volátiles y de lectura no destructiva, esto último quiere decir que la información no se pierde cuando se lee una localidad o registro de la memoria.

Los dispositivos de almacenamiento tienen como propósito guardar información y proporcionarla cuando ésta se necesite, por tal motivo estos dispositivos requieren de una estructura para poder realizar sus operaciones de lectura o escritura, a continuación se muestra el diagrama de bloques de la estructura básica de estos dispositivos.

La arquitectura (estructura) de un circuito integrado (CI) ROM es muy compleja, y no necesitamos conocer todos sus detalles. Sin embargo, es ilustrativo observar un diagrama simplificado de la estructura interna, como el que se muestra en la figura 3 para una ROM de 16 x 8. Los cuatro bloques básicos mostrados, funcionan de la siguiente manera:

Almacenamiento. Este bloque esta integrado por una matriz de registros que almacena los datos que han sido programados en la ROM. Cada registro contiene un número de celdas de memoria que es igual al tamaño de la palabra. En el caso de la figura, cada registro almacena una palabra de 8 bits. Los registros se disponen

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en un arreglo de matriz cuadrada que es común a muchos circuitos. Podemos especificar la posición de cada registro como una ubicada en un renglón y una columna específicos. Por ejemplo, el registro 0 se encuentra en el renglón 0 / columna 0, el registro 9 se encuentra en el renglón 1 / columna 2 y el registro 15 se encuentra en el renglón 3 / columna 3.

Las ocho salidas de datos de cada registro se conectan a un canal de datos interno que corre a través de todo el circuito (bus de datos). Cada registro tiene dos entradas de habilitación (E); en este caso, ambas tienen que ser altas a fin de que los datos del registro sean colocados en el canal y sean almacenados en el buffer de entrada/salida.

Las características de las celdas definen el tipo de memoria, es decir si esta es de sólo lectura o de lectura escritura.

Direccionamiento. Este bloque tiene la finalidad de seleccionar una y sólo una localidad o palabra de memoria a la vez, para poder realizar a continuación una operación de escritura o lectura sobre ella. En la figura, el código de dirección aplicado A3A2A1A0 determina qué registro será habilitado para colocar su palabra de datos de 8 bits en el canal. Los bits de dirección A1A0 se alimentan a un decodificador 2 a 4 que activa una línea de selección de renglón, y los bits de dirección A3A2 se alimentan a un segundo decodificador que activa una línea de selección de columna. Solamente un registro estará en el renglón y la columna seleccionados por las entradas de dirección, y éste estará habilitado. También existen unidades de direccionamiento que utilizan solamente un decodificador.

Control. Este bloque realiza todo lo necesario para coordinar y controlar el buen funcionamiento. Aquí podemos encontrar las señales de la operación que se realizará al registro seleccionado por el bloque de direccionamiento, además regula el flujo de datos hacia el exterior o interior del dispositivo.

Entrada/Salida. Esta integrado por un conjunto de amplificadores que actúan como un registro intermedio (buffer de entrada/salida) para los datos. Este bloque puede estar controlado por un habilitador de salida de datos CS en la figura, o entrada/salida si el bus es bidireccional como regularmente pasa.

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Desarrollo de la Práctica

Para esta práctica se ha solicitado minimizar los switches con los que se manipulan los datos de entrada; de cuatro a solo tres, se observara el resultado en el display de la tarjeta. Para ello implementamos el siguiente código en VHDL.

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Bibliografía

A. De libros[1] Rhyne, V.T. “Fundamentos de Sistemas de Diseño Digital”. Editorial Prentice-Hall, Inc. 1973

[2] Morris Mano. “Diseño Digital”

B. De Internet[1] Registros. Consultado: jueves 19 de septiembre de 2012. Disponible en: http http://www.dte.us.es/personal/sdiaz/etc1/8_registros.pdf

[2] VHDL Lengua je para descripción y modelado de circuitos. Pardo Carpio Fernando. Consultado: jueves 19 de septiembre de 2012. Disponible en:http://www.dsi.fceia.unr.edu.ar/downloads/DDA/vhdl_PardoCarpio.pdf

[3] Registros de Desplazamiento. Consultado: jueves 19 de septiembre de 2012. Disponible en: http://wsdetcp.upct.es/Personal/JZapata/labelec08.pdf

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