Buscar

apresentacao memorias

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 27 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 27 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 27 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO
RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
SISTEMAS DIGITAIS II
Memórias Semicondutoras
Prof. Juliano D`Ornelas Benfica
2009/01
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
São dispositivos São dispositivos capazes de armazenar capazes de armazenar 
informainformaççõesões digitais. A menor unidade de digitais. A menor unidade de 
informainformaçção que pode ser armazenada ão que pode ser armazenada éé o bit. Outros o bit. Outros 
tipos de agrupamentos tambtipos de agrupamentos tambéém são muito usuais m são muito usuais 
quando se trata de memquando se trata de memóória, são eles:ria, são eles:
Bit :Bit : ““00”” ou ou ““11””..
NibbleNibble :: agrupamento de 4 bits.agrupamento de 4 bits.
Byte :Byte : agrupamento de 8 bits ou 2 agrupamento de 8 bits ou 2 nibblenibble..
Word :Word : agrupamento de 16 bits ou 2 bytes ou 4 agrupamento de 16 bits ou 2 bytes ou 4 
nibblenibble..
Outros conceitos tambOutros conceitos tambéém são importantes, como por m são importantes, como por 
exemplo:exemplo:
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
Barramento:Barramento: muito usado quando referimos a muito usado quando referimos a 
memmemóória. ria. O barramento consiste em um O barramento consiste em um 
agrupamento de fiosagrupamento de fios, por exemplo: um barramento , por exemplo: um barramento 
de 8 bits, significa 8 fios. A representade 8 bits, significa 8 fios. A representaçção grão grááfica de fica de 
um barramento, um barramento, éé um fio mais grosso, simbolizando o um fio mais grosso, simbolizando o 
agrupamento de fios.agrupamento de fios.
TriTri--statestate:: significa que significa que alaléém dos nm dos nííveis lveis lóógicos gicos ““00””
ou ou ““11””,, o circuito tambo circuito tambéém pode m pode ““desligardesligar--sese”” do do 
circuito. Este terceiro estado (ncircuito. Este terceiro estado (níível) chamavel) chama--se se tritri--
statestate. O fato de um circuito ter um terceiro estado . O fato de um circuito ter um terceiro estado éé
importante, pois importante, pois evita que o barramento entre evita que o barramento entre 
““curtocurto--circuitocircuito”” pelo uso concomitante de dois pelo uso concomitante de dois 
dispositivos eletrônicos.dispositivos eletrônicos.
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
As memAs memóórias são compostas por três conjuntos de fios, ou seja, rias são compostas por três conjuntos de fios, ou seja, 
três barramentos, são eles:três barramentos, são eles:
Barramento de EndereBarramento de Endereçço :o : conjunto de fios por onde são conjunto de fios por onde são 
acessados os endereacessados os endereçços dos dados armazenados. O barramento os dos dados armazenados. O barramento 
de enderede endereçço o éé unidirecionalunidirecional, ou seja, a informa, ou seja, a informaçção trafega ão trafega 
apenas em um sentido.apenas em um sentido.
Barramento de Dados :Barramento de Dados : conjunto de fios por conjunto de fios por onde os dados onde os dados 
trafegamtrafegam. O barramento de dados pode ser . O barramento de dados pode ser bidirecionalbidirecional (a (a 
informainformaçção pode trafegar num sentido ou no outro ão pode trafegar num sentido ou no outro –– entrada/ entrada/ 
sasaíída) ou unidirecional.da) ou unidirecional.
Sinais de Controle :Sinais de Controle : conjunto de fios que indicam se a conjunto de fios que indicam se a 
memmemóória estria estáá selecionada (selecionada (CS CS –– Chip Chip SelectSelect), se ), se éé um um 
processo de escrita (processo de escrita (WR WR –– WriteWrite) ou de leitura () ou de leitura (RD RD –– ReadRead), ), 
entre outros.entre outros.
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
Conforme visto na figura anterior, uma Conforme visto na figura anterior, uma 
memmemóória ria éé formada por milhares de formada por milhares de 
endereendereçços(ex. os(ex. 32kB : 32.768 endere32kB : 32.768 endereçços os 
que armazenam 1 byteque armazenam 1 byte). Para ). Para evitarevitar que que 
um chip tenha um chip tenha um fio para cada endereum fio para cada endereççoo, , 
utilizautiliza--se um decodificador. se um decodificador. 
Uma memUma memóória de ria de 32kB tem um 32kB tem um 
decodificadordecodificador de de 15 entradas e 32768 15 entradas e 32768 
sasaíídasdas (2^15 = 32768). Portanto, o (2^15 = 32768). Portanto, o 
barramento de enderebarramento de endereçço tero teráá apenas 15 linhas apenas 15 linhas 
(A0 .... A14 (A0 .... A14 –– AddressAddress). O barramento de ). O barramento de 
dados ficardados ficaráá inalterado (8 bits).inalterado (8 bits).
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
MemMemóórias Semicondutorasrias Semicondutoras
NotaNotaçção:ão:
WW wordword(16bits)(16bits)
BB byte(8bits)byte(8bits)
NN niblenible(4bits)(4bits)
BB bit (1bit)bit (1bit)
KK kilokilo (x10^3)(x10^3)
MM mega(x10^6)mega(x10^6)
GG gigagiga(x10^9)(x10^9)
TT teratera(x10^12)(x10^12)
Tipos de MemTipos de Memóóriasrias
••MemMemóórias Não Volrias Não Volááteis:teis:
As memórias não-voláteis caracterizam se por não perder os dados 
gravados ao cessar-se a alimentação elétrica. São usadas 
portanto para registro de dados por um tempo mais longo e que não 
necessitem de atualização constante.
TIPOS DE MEMÓRIA ROM
–1. ROM
–2. PROM
–3. EPROM
–4. EEPROM ou E2PROM
–5. FLASH EPROM
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
••ROM (ROM (ReadRead OnlyOnly Memory):Memory):a ROM é uma 
memória somente de leitura, ou seja, os dados são 
armazenados durante o processo de fabricação, não 
permitindo nova gravação. Em computadores antigos, a ROM 
continha a programação (BIOS – Basic Input Output System) que 
permite um computador inicializar.
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
••PROM (PROM (ProgrammableProgrammable ReadRead--onlyonly Memory):Memory):a PROM é
uma ROM que é fornecida virgem para o comprador. Este 
então deve utilizar um equipamento especial para gravar a 
PROM com os dados desejados. A gravação é feita de uma só
vez, para toda a capacidade da PROM, e uma vez realizada, 
não pode mais ser desfeita. A PROM tampouco perde seu 
conteúdo na ausência de uma fonte de eletricidade.
Fusível
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
••EPROM (Erasable Programmable ReadEPROM (Erasable Programmable Read--
only Memory):only Memory):a EPROM é uma PROM que pode ter 
seus dados apagados e ser reutilizada. O processo de 
“apagamento” consiste na exposição das células de 
memória a raios ultravioleta. Por isso, que estas memórias 
são dotadas de uma “janela” de quartzo. 
••EEPROM EEPROM ouou E2PROM (Electrically Erasable E2PROM (Electrically Erasable 
Programmable ReadProgrammable Read--only Memory): only Memory): EEPROM é
uma ROM programável pelo usuário e que pode ser apagada 
e reprogramada repetidamente através da aplicação de uma 
tensão mais elevada que a tensão normal de operação.Na 
EEPROM é possível apagar o conteúdo de apenas um 
endereço e reprogramar somente um determinado dado. 
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
••FLASH ROM:FLASH ROM:a memória Flash é um tipo de memória não-
volátil, que pode ser apagada e regravada em unidades de 
memória chamadas blocos. 
Existem dois tipos de memória Flash:
1 - Tipo NOR : Os chips de memória Flash NOR possuem uma 
interface de endereços similar à da memória RAM.
Características: 
•São muito caras
•Leituras rápidas
•Gravações bem lentas
•Bastante utilizadas em sistemas móveis pela leitura rápida
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
2 - Tipo NAND : Os chips de memória Flash NOR possuem uma 
interface de endereços similar à da memória RAM.
Características: 
•Mais baratas
•Leituras rápidas
•Gravações muito rápidas
•Bastante utilizadas para armazenamento de dadosO grande boom da memória Flash aconteceu entre 2004 e 
2005, quando uma combinação de dois fatores fez com que os 
preços por MB caíssem rapidamente:
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
1 - O brutal aumento na produção e a concorrência entre os 
fabricantes. Além de gigantes como a Samsung e a Toshiba, até
mesmo a Intel e AMD investiram pesadamente na fabricação de 
memória Flash.
2 - A introdução da tecnologia MLC (mult-level cell), onde cada 
célula passa a armazenar dois ou mais bits ao invés de apenas 
um. É possível graças ao uso de tensões intermediárias. Com 4 
tensões diferentes, a célula pode armazenar 2 bits, com 8 
pode armazenar 3 bits e assim por diante. Com isso permitiu reduzir 
drasticamente o custo por megabyte, quase que de uma hora para a
outra.
3 - Die-Stacking, onde dois ou mais chips são "empilhados", 
conectados entre sí e selados dentro de um único encapsulamento.
Como uma boa parte do custo de um chip de memória flash 
corresponde justamente ao processo de encapsulamento.
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
CompactCompact Flash:Flash: ÉÉ utilizada uma interface muito similar utilizada uma interface muito similar àà interface interface 
IDE usada pelos IDE usada pelos HDsHDs, com nada menos que 50 pinos. Aqui temos , com nada menos que 50 pinos. Aqui temos 
um cartão CF aberto onde mostra o chip de memum cartão CF aberto onde mostra o chip de memóória e seu ria e seu 
controlador:controlador:
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
SmartSmart Media:Media: Em 1995 a Toshiba lanEm 1995 a Toshiba lanççou o formato ou o formato SmartSmart Media Media 
(SM), um formato muito mais simples, onde o chip de mem(SM), um formato muito mais simples, onde o chip de memóória ria éé
acessado diretamente, sem o uso de um chip controlador. Nesta foacessado diretamente, sem o uso de um chip controlador. Nesta foto to 
você pode ver um cartão você pode ver um cartão SmartSmart Media em comparaMedia em comparaçção com um ão com um 
cartão MMC e um Memory cartão MMC e um Memory StickStick
Surgiram então os formatos Surgiram então os formatos xDxD, MMC, SD e Memory , MMC, SD e Memory StickStick..
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
Cartões Cartões xDxD:: ÉÉ um formato proprietum formato proprietáário, usado em câmeras da rio, usado em câmeras da 
Olympus e da Olympus e da FujifilmFujifilm. Eles são relativamente r. Eles são relativamente ráápidos se pidos se 
comparados com os comparados com os SmartSmart Media e com os cartões MMC, mas são Media e com os cartões MMC, mas são 
bem mais lentos que os cartões SD usados atualmente. bem mais lentos que os cartões SD usados atualmente. 
Assim como nos cartões SM, os contatos são ligados diretamente nAssim como nos cartões SM, os contatos são ligados diretamente no o 
chip de memchip de memóória, sem o uso de um chip controlador. ria, sem o uso de um chip controlador. 
MemMemóórias Não Volrias Não Volááteisteis
Cartões MMCCartões MMC: O MMC : O MMC éé um padrão "quase aberto", onde um padrão "quase aberto", onde éé
necessnecessáário pagar uma taxa inicial para obter as especificario pagar uma taxa inicial para obter as especificaçções e ões e 
mais um valor anual mais um valor anual áá MMC MMC AssociationAssociation..
Os cartões MMC possuem exatamente as mesmas dimensões dos Os cartões MMC possuem exatamente as mesmas dimensões dos 
cartões SD atuais. As cartões SD atuais. As úúnicas diferennicas diferençças visas visííveis veis éé que os cartões que os cartões 
MMC são um pouco mais finos (1.4 mm, contra 2.1 mm dos SD) e MMC são um pouco mais finos (1.4 mm, contra 2.1 mm dos SD) e 
possuem apenas 7 pinos, enquanto os SD possuem dois pinos possuem apenas 7 pinos, enquanto os SD possuem dois pinos 
extras, totalizando 9.extras, totalizando 9.
O maior problema O maior problema éé que os cartões MMC são lentos. Jque os cartões MMC são lentos. Jáá os os SDsSDs são são 
muito mais rmuito mais ráápidos.pidos.
Tipos de MemTipos de Memóóriasrias
••MemMemóórias Volrias Volááteis:teis:
Usualmente chamadas de RAM’s (Random Access Memory), as 
memórias voláteis assim são caracterizadas por reter os dados 
gravados enquanto a eletricidade é fornecida a elas. Assim 
que o fornecimento cessa, os dados são perdidos. As 
memórias SRAM dividem-se basicamente em RAM’s estáticas e 
RAM’s dinâmicas.
–TIPOS DE MEMÓRIA RAM
–1. SRAM
–2. DRAM
–3. FPM-RAM
–4. EDO-RAM
–5. BEDO-RAM
–6. SDRAM
–7. DDR-RAM
–8. RAMBUS
MemMemóórias Volrias Volááteisteis
••MEMMEMÓÓRIAS RAM (RIAS RAM (RandomRandom Access Memory)Access Memory)
Podemos classificar as memPodemos classificar as memóórias RAM, como rias RAM, como SRAMSRAM e e DRAMDRAM. Segue . Segue 
abaixo um quadro comparativo entre a memabaixo um quadro comparativo entre a memóória SRAM e DRAM:ria SRAM e DRAM:
CCéélula de Armazenamento:lula de Armazenamento:
As memAs memóórias rias SRAM armazenam os bits em cSRAM armazenam os bits em céélulas do tipo fliplulas do tipo flip--
flopflop, que ret, que retéém a informam a informaçção atão atéé que esta seja alterada.que esta seja alterada.
As memAs memóórias rias DRAM utilizam cDRAM utilizam céélulas compostas de um lulas compostas de um 
capacitorcapacitor da ordem de da ordem de fentofento faradayfaraday (10(10--15) e um transistor. 15) e um transistor. 
Como o capacitor perde sua carga com o passar do tempoComo o capacitor perde sua carga com o passar do tempo, as , as 
DRAMDRAM’’ss precisam ter o seu conteprecisam ter o seu conteúúdo periodicamente restaurados, do periodicamente restaurados, 
numa operanuma operaçção chamada ão chamada refreshrefresh. . O O refreshrefresh consiste em consiste em 
percorrer todas as linhas da mempercorrer todas as linhas da memóória, fazendo desta forma a ria, fazendo desta forma a 
carga do capacitorcarga do capacitor. O intervalo . O intervalo éé entre 32ms (para uma mementre 32ms (para uma memóória ria 
de 1Mbit) por exemplo.de 1Mbit) por exemplo.
SRAM (Static Random Access Memory)
DRAM (Dinamic Random Access Memory)
MemMemóórias Volrias Volááteisteis
Velocidade da memVelocidade da memóória:ria:
As memAs memóórias rias SRAM são mais rSRAM são mais ráápidaspidas que as que as 
memmemóórias DRAM. rias DRAM. 
As memAs memóórias rias DRAMDRAM têm tempo de acesso da ordem têm tempo de acesso da ordem 
de de 40ns40ns, enquanto que as , enquanto que as SRAMSRAM da ordem de da ordem de 2ns2ns..
Capacidade de Armazenamento:Capacidade de Armazenamento:
As memAs memóórias rias SRAMSRAM apresentam apresentam baixa capacidadebaixa capacidade
de armazenamento, enquanto que as memde armazenamento, enquanto que as memóórias rias 
DRAMDRAM apresentam apresentam alta capacidadealta capacidade..
Tipos de MemTipos de Memóória RAMria RAM
FPM(FPM(FastFast Page Page ModeMode))--RAM:RAM:
ÉÉ o mais velho e menos sofisticado tipo de o mais velho e menos sofisticado tipo de 
RamRam, usada em micros , usada em micros 486 e 486 e PentiumsPentiums mais mais 
antigosantigos, esse tipo de mem, esse tipo de memóória ria éé encontrado em encontrado em 
velocidades de 80, 70 e 60 velocidades de 80, 70 e 60 nanosnanos. Pode ser utilizada . Pode ser utilizada 
em velocidades de barramento de atem velocidades de barramento de atéé 66 MHz. 66 MHz. 
Este tipo de memEste tipo de memóória ria guarda o valor da guarda o valor da úúltima ltima 
linha acessadalinha acessada, portanto, para os , portanto, para os prpróóximos ximos 
dados acessadosdados acessados na mesma linha, o controlador de na mesma linha, o controlador de 
memmemóória ria não precisarnão precisaráá enviar enviar àà memmemóória o ria o 
valor da linha, somente o da colunavalor da linha, somente o da coluna. Com isso, o . Com isso, o 
acesso seqacesso seqüüencial encial éé mais rmais ráápidopido. . 
Tipos de MemTipos de Memóória RAMria RAM
EDO (Extended Data Out)EDO (Extended DataOut)--RAMRAM::
A EDO RAM tambA EDO RAM tambéém trabalha com acessos m trabalha com acessos 
seqseqüüenciais. A diferenenciais. A diferençça a éé que eles acontecem de que eles acontecem de 
forma mais rforma mais ráápida. Isto spida. Isto sóó foi possfoi possíível com a vel com a 
adiadiçção de um ão de um latchlatch na sana saíída de dadosda de dados. suportam . suportam 
trabalhar com trabalhar com barramento de 75 MHzbarramento de 75 MHz..
••BEDO (BEDO (BurstBurst ExtendedExtended Data Out)Data Out)--RAM: RAM: A A 
memmemóória BEDO ria BEDO éé muito parecida com a memmuito parecida com a memóória ria 
EDOEDO, por, poréém na BEDO ao m na BEDO ao invinvéés de informar a LINHA s de informar a LINHA ––
COLUNA COLUNA –– COLUNA COLUNA –– COLUNACOLUNA, , éé necessnecessáário apenas rio apenas 
informar a informar a LINHA LINHA –– COLUNACOLUNA e as colunas seguintes e as colunas seguintes 
são geradas são geradas automaticamenteautomaticamente..
Tipos de MemTipos de Memóória RAMria RAM
SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)SDRAM (Synchronous Dynamic RAM)
A SDRAM, alA SDRAM, aléém de ser m de ser sincronizada pelo sincronizada pelo clockclock do barramento, do barramento, 
tambtambéém tem um m tem um contador internocontador interno que faz com que o que faz com que o 
controlador de memcontrolador de memóória ria não precise requisitar novos dados, não precise requisitar novos dados, 
caso eles sejam consecutivoscaso eles sejam consecutivos, e principalmente, possui duas , e principalmente, possui duas 
matrizes de capacitores, fazendo com que seja possmatrizes de capacitores, fazendo com que seja possíível vel dois dois 
acessos a endereacessos a endereçços diferentesos diferentes serem iniciados em paralelo. serem iniciados em paralelo. 
Suportam barramento de atSuportam barramento de atéé 100 MHz100 MHz
••DDRAM (Doubled Data Rate RAM): DDRAM (Doubled Data Rate RAM): A memA memóória ria DDR DDR éé uma uma 
SDRAM com a taxa de dados dobradaSDRAM com a taxa de dados dobrada. Ela . Ela trabalha com trabalha com 
duas memduas memóórias SDRAM em paralelorias SDRAM em paralelo, permitindo assim dobrar , permitindo assim dobrar 
a taxa de transferência de dados. Ela a taxa de transferência de dados. Ela éé capaz de capaz de entregar dois entregar dois 
dados por cada ciclo de dados por cada ciclo de clockclock, um sincronizado pela , um sincronizado pela borda de borda de 
subida e outro pela borda de descida. subida e outro pela borda de descida. 
Suportam velocidades de barramento de cerca de 250 MHzSuportam velocidades de barramento de cerca de 250 MHz
Tipos de MemTipos de Memóória RAMria RAM
DR DRAM (Direct DR DRAM (Direct RambusRambus DRAM)DRAM)
Normalmente, elas operam sob um barramento com Normalmente, elas operam sob um barramento com 
amplitude de 16 bits e amplitude de 16 bits e freqfreqüüência de 200 MHzência de 200 MHz em em 
QDR (equivalente a 800 MHz).QDR (equivalente a 800 MHz). O QDR (O QDR (QuadrupleQuadruple
Data Rate) Data Rate) éé um mum méétodo de funcionamento que todo de funcionamento que 
permite passar 4 bits por ciclo de permite passar 4 bits por ciclo de clockclock e assim, e assim, 
quadruplicaquadruplica a taxa de transferência. a taxa de transferência. A RDRAM A RDRAM 
opera tipicamente a 800MHz. opera tipicamente a 800MHz. 
A A alta velocidade tambalta velocidade tambéém causa problemasm causa problemas, , 
como a necessidade de como a necessidade de fiafiaçção mais curta dentro ão mais curta dentro 
do chipdo chip e e maior blindagem de modo a prevenir maior blindagem de modo a prevenir 
interferência eletromagninterferência eletromagnééticatica..
Tipos de Tipos de EncapsulamentoEncapsulamento