MEMORIASLa memoria es el dispositivo que contiene un conjunto de registros que se pueden leer y/o escribir a voluntad.Como hemos visto los registros almacenan informacin, como por ejemplo los registros de desplazamiento, por lo tanto estos constituyen una memoria a pequea escala. Las memorias generalmente se utilizan para almacenamiento a mas largo plazo y de cantidades ms grandes de datos, de lo que los registros no son capaces de permitir.Los sistemas que estn basados en microprocesadores necesitan de las memorias para su funcionamiento.

Las memorias son dispositivos de almacenamiento de datos binarios de largo o corto plazo. Los principales tipos de memoria son:

Memorias Semiconductoras, Memorias Magnticas y Opticas. Las memorias Semiconductoras estn formadas por matrices de elementos de almacenamiento que pueden ser latches, condensadores o cualquier otro elemento de almacenamiento de carga.Unidades de datos binariosLas memoria almacenan datos en unidades que tienen de 1 a 8 bits. Sabemos que la unidad menor de datos binarios es el bit; en muchas aplicaciones se tratan los datos en unidades de 8 bits denominada byte o en mltiplos de unidades de 8 bits. El byte se puede dividir en dos unidades de 4bits, que reciben el nombre de nibbles. Una unidad completa de informacin se denomina palabra y est formada generalmente por uno o mas bytes, aunque tambin puede constituir una palabra un grupo de 8 bits.

MATRIZ DE MEMORIA SEMICONDUCTORA BSICACada elemento de almacenamiento en una memoria puede almacenar un 1 un 0 y se denomina celda. Las memorias estn formadas por matrices de celdas como se ilustra en la figura siguiente, en la que se utiliza 64 celdas a modo de ejemplo. Cada bloque de la matriz de memoria representa una celda de almacenamiento y su situacin se puede especificar mediante una fila y una columna

MATRIZ DE MEMORIA SEMICONDUCTORA BSICA

La matriz de 64 celdas, vista en la diapositiva anterior, se puede organizar de muchas maneras, en funcin de las unidades de datos, as por ejemplo, se pueden entender como una memoria de 64 bits o como una memoria de 8 bytes; tambin como una memoria de 16 nibbles simplemente como la matriz de 64 bits.La posicin de una unidad de datos en una matriz de memoria, se denomina direccin.La capacidad de una memoria es el nmero total de unidades de datos que puede almacenar, as por ejemplo en las matrices que se han expuesto en la diapositiva anterior, la capacidad total es de 64 bits, que es lo mismo decir que tiene una capacidad de 8 bytes.

Operaciones bsicas de las memorias

Puesto que una memoria almacena datos binarios, los datos deben introducirse en la memoria y deben poder recuperarse cuando se necesiten.La operacin de escritura coloca los datos en una posicin especfica de la memoria y la operacin de lectura extrae los datos de una direccin especfica de memoria. La operacin de direccionamiento que forma parte tanto de la operacin de lectura como de la escritura, selecciona la direccin de memoria especfica. Los datos se introducen y se extraen de la memoria, a travs de un conjunto de lneas que se denominan bus de datos.

El bus de datos es bidireccional como se muestra en la figura de la prxima diapositiva.En las operaciones de escritura o lectura se tiene que seleccionar una direccin introduciendo un cdigo binario que representa la direccin deseada en un conjunto de lneas denominado bus de direcciones. El cdigo de direccin se decodifica y de esa forma se selecciona la direccin adecuada. El nmero de lneas del bus de direcciones depende de la capacidad de la memoria. Por ejemplo un cdigo de direccin de 4 bits puede seleccionar 16 direcciones y uno de 8 selecciona 256 direcciones

Representacin de una memoria con los buses de datos y de direcciones

Para determinar una posicin de memoria se emplean decodificadores. Los decodificadores digitales tienen n entradas y 2n salidas.As por ejemplo, una memoria de 256 posiciones de 8 bits, est compuesta internamente por un decodificador de direcciones de 8 entradas2n = 256; de donde n= 8 entradas.Ejercicio: Cuantos bits de direcciones necesita una memoria de 2kilo bytes y 8 bits de datos.1kb = 1024, luego 2kb = 2048; entonces 2048= 2n, donde n=11 por lo tanto se necesita de 11 bits de direcciones.

Diagrama lgico de una memoriacs(chip select): Selecciona el chip entre diferentes elementos que comparten un mismo bus. En 0 el bus de datos se conecta al exterior y en 1 permanece en estado de alta impedancia (Hi Z).

WE:(Write enable)(habilitador): Habilitador de escrituraSi WE es baja la operacin es de escritura y se pueden almacenar o escribir datos en cualquier posicin de la memoria: Si WE es alta la operacin es de lectura (salen datos)OE:(Ouput enable): Habilitador de salida si OE es baja se habilita la salida y el dato sale, si OE es alta se deshabilita la salida ponindose este terminal en estado de alta impedancia.Clasificacin de las Memorias: Las memorias semiconductoras se clasifican en dos grandes gruposMemorias de lectura nicamente o ROM (Read only Memories)Memorias de lectura y escritura, tambin llamadas, memorias RAM

Son de escritura y lectura, se les llama voltiles porque si se retira la fuente de alimentacin la memoria se pierde.Las memorias RAMs se pueden clasificar tambin en RAMs estticas y RAMs Dinmicas.Las Estticas estn formada por flip-flops, mientras que las Dinmicas estn formadas por una matriz de condensadores; estas ltimas debido a que la carga de los condensadores tiende a deteriorarse es necesario refrescar la memoria en forma peridica, mediante seales de control.Como la memoria RAM Dinmica requiere menos componentes que la RAM esttica, ello permite una mayor integracin.

La operatividad de la RAM puede apreciarse en la tabla siguiente:

Hoja1

CONTROL

MODOWECSOESALIDA

LECTURA100Dato sale

ESCRITURA00XDato entra

DESHABILITAR SALIDA1X1Alta impedancia

DESHABILITAR CHIPX1XAlta impedancia

Hoja2

Hoja3

NVRAMEs una memoria formada por una RAM Esttica y una matriz EEPROM en el mismo integrado . Este arreglo asocia la velocidad de lectura/escritura de la RAM y la capacidad no voltil de la EEPROM, por lo tanto las NVRAM,s son de baja capacidad y no necesitan batera de respaldo.ROM:Es una memoria de solo lectura, el procesador puede leer los datos de la ROM, pero no puede escribir en ella, esta memoria es no voltil.En el ltimo proceso de fabricacin se graba la informacin que guardar permanentemente.

PROM (ROM PROGRAMBLE)Esta memoria es de slo lectura y los datos son grabados en el primer proceso despus del cual es usado en el modo lectura.EPROM(ROM programable y borrable con luz uv). Esta memoria es de slo lectura y el proceso de grabacin en la memoria se puede realizar varias veces, para lo cual es imprescindible borrar los datos de la memoria usando luz ultravioleta.Esta memoria se aplica a diseos que van a ser fabricados en pequea escala.

La operatividad de la EPROM se puede apreciar en la tabla siguiente:

Hoja1

CONTROL

MODOCEOE/VppSALIDA

Lectura00Dato sale

Grabar0VppDato entra

Deshabilitar salida01Alta impedancia

Deshabilitar chip1XAlta impedancia

Hoja2

Hoja3

EEPROM(ROM Programable y Borrable Elctricamente Son memorias que permiten la lectura de datos y tambin es posible escribir(grabar datos en la memoria pero esta vez elctricamente, es decir no se necesita luz ultravioletaLa lectura es rpida; pero la escritura es entonces lenta. La operatividad de esta memoria se aprecia en la tabla siguiente:

Hoja1

CONTROL

MODOCEOEWESALIDA

Lectura001Dato sale

Escritura010Dato entra

Deshabilitar chip1XXAlta impedancia

Hoja2

Hoja3

EXPANSIN DE LAS MEMORIAS Es la accin mediante la cual es posible agrupar CIs, para expandir la longitud de la palabra del sistema y la capacidad.Expansin en cuanto a datos:Ejemplo.- Construir un bloque de memoria de 4k x 4 (4096 direcciones de 4 datos cada una); partiendo del chip 2147 que es una RAM de 4k x 1, (es decir 4096 direcciones de solo un dato)Solucin4k=4 (1k) =4 (210)= 212 , entonces hay 12 lneas de direccin (A0 A11)

Como se requiere 4K x 4, partiendo de 4k x 1; se requiere de 4 memorias de 4K x 1.Tal como se muestra en la implementacin siguiente:

Ejemplo: Se dispone de la SRAM MCM 6264C de 8k x 8; pero se requiere de un banco de 8k x 16Solucin8k= 23.1k = 23.210 = 213; entonces 13 lneas de direccin

Ejemplo: Se dispone de la SRAM MCM 6264C de 8k x 8; pero se requiere tener un banco de 32k x 16SolucinTenemos 8k x 8 y se requiere 32 x 16 as : 4 (8k x 16); para 8K x 16 se requiere de 2 de 8k x 8; en total se necesita de 8 SRAM de 8k x 8, para lo cual se necesita tambin de un decoder

8k x 8

_E

_E

_E

_E

_E

_E

_E

_E

A0-A14

DECODER

Bus de Datos 16 bits

A13-A14

A0-A12

A0-A12

A0-A12

A0-A12

A0-A12

A0-A12

A0-A12

8k x 8

8k x 8

8k x 8

8k x 8

8k x 8

8k x 8

8k x 8

2 X 4