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13/11/2017
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Docente: Antonio de Pádua 
CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO RECIFE
Graduação em Engenharia Elétrica
DISCIPLINA: Sistemas a Microprocessadores (CCE0346)
Aula Complementar
Memória
volátilnão volátil
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
FLASH
RAM
SRAM
DRAM
Sistemas a Microprocessadores
Sistemas a Microprocessadores
 ROMROM –– ReadRead--OnlyOnly MemoryMemory –– MemóriaMemória
SomenteSomente dede LeituraLeitura..
 RecebemRecebem esteeste nomenome porqueporque osos dadosdados sãosão
gravadosgravados nelasnelas apenasapenas umauma vezvez..
 DepoisDepois disso,disso, essasessas informaçõesinformações nãonão podempodem
serser apagadasapagadas ouou alteradas,alteradas, apenasapenas lidaslidas pelopelo
computadorcomputador..
 SãoSão dodo tipotipo nãonão voláteis,voláteis, istoisto é,é, osos dadosdados
gravadosgravados nãonão sãosão perdidosperdidos nana ausênciaausência dede
energiaenergia elétricaelétrica
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 ROMROM ––
 TemTem seuseu conteúdoconteúdo programadoprogramado durantedurante aa
fabricaçãofabricação dodo circuitocircuito integradointegrado..
 ÉÉ usadausada porpor fabricantesfabricantes ,, emem muitasmuitas
aplicaçõesaplicações dede microprocessadores,microprocessadores, parapara
guardarguardar seuseu códigocódigo..
 EmEm microcontroladores,microcontroladores, parapara armazenararmazenar oo
firmwarefirmware ouou apenasapenas oo gerenciadorgerenciador dede
inicialização,inicialização, entreentre outrosoutros usosusos..
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 PROMPROM –– ProgrammableProgrammable ReadRead--OnlyOnly MemoryMemory ––
MemóriaMemória SomenteSomente dede LeituraLeitura ProgramávelProgramável
 EsseEsse éé umum dosdos primeirosprimeiros tipostipos dede memóriamemória ROMROM
 ElaEla saisai dede fábricafábrica vazia,vazia, sendosendo programadaprogramada porpor
terceirosterceiros porpor meiomeio programadorprogramador PROMPROM
 AA gravaçãogravação dede dadosdados nesteneste tipotipo éé realizadarealizada porpor meiomeio
dede aparelhosaparelhos queque trabalhamtrabalham atravésatravés dede umauma reaçãoreação
físicafísica comcom elementoselementos elétricoselétricos
 AA PROMPROM sósó podepode serser programadaprogramada umauma vezvez ee nãonão podepode
serser alteradaalterada..
 ÉÉ usadausada parapara guardarguardar firmwarefirmware ee outrosoutros programasprogramas dede
baixobaixo nívelnível
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 EPROMEPROM –– ErasableErasable ProgrammableProgrammable ReadRead--OnlyOnly
MemoryMemory –– MemóriaMemória somentesomente dede LeituraLeitura
ProgramávelProgramável ApagávelApagável ::
 TêmTêm comocomo principalprincipal característicacaracterística aa
capacidadecapacidade dede permitirpermitir queque dadosdados sejamsejam
regravadosregravados nono dispositivosdispositivos
 CaracterizaCaracteriza--sese porpor conseguiconsegui serser apagadaapagada..
 ÉÉ necessárionecessário expôexpô--lala aa umauma forteforte luzluz
ultravioletaultravioleta
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 NesteNeste processo,processo, osos dadosdados gravadosgravados precisamprecisam
serser apagadosapagados porpor completocompleto
 SomenteSomente depoisdepois dissodisso éé queque umauma novanova
gravaçãogravação podepode serser feitafeita
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 AA EPROMEPROM apresentaapresenta umauma janelajanela dede quartzoquartzo
transparente,transparente, queque permitepermite aa entradaentrada dodo raioraio
UVUV parapara realizarrealizar oo apagamentoapagamento
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 AA EEPROMEEPROM –– ElectricallyElectrically ErasableErasable ProgrammableProgrammable ReadRead--
OnlyOnly MemoryMemory -- SignificaSignifica MemóriaMemória SomenteSomente deeLeituradeeLeitura
ApagávelApagável EletricamenteEletricamente
 ÉÉ umauma especieespecie dede versãoversão maismais modernamoderna dada EPROMEPROM
 PodePode serser apagadaapagada ee reescritareescrita viavia eletricidade,eletricidade, ee nãonão
porpor luzluz ultraultra violetavioleta
 NãoNão precisaprecisa serser retiradaretirada dodo circuitocircuito parapara serser limpalimpa ouou
reprogramadareprogramada
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 MemóriaMemória FlashFlash –– OuOu flashflash ROMROM éé umum tipotipo dede EEPROM,EEPROM,
tambémtambém sendosendo apagadaapagada viavia eletricidadeeletricidade..
 AA maismais comumcomum nono diadia aa diadia éé aa NANDNAND
 EstaEsta presentepresente emem pendrivespendrives,, cartõescartões dede memória,memória,
SSDsSSDs,, servidoservido aoao usuáriousuário comocomo transferênciatransferência dede dadosdados..
 TemTem umauma maiormaior capacidadecapacidade armazenamentoarmazenamento porpor chip,chip,
resultanteresultante dede umauma maiormaior densidadedensidade nasnas linhaslinhas dede bitsbits
 AsAs flashflash NANDNAND tambémtambém podepode serser apagadaapagada ee reescritasreescritas
maismais rapidamenterapidamente,, outraoutra característicacaracterística queque aa levaleva serser
idealideal parapara operaçõesoperações emem queque sese necessitanecessita dede
armazenamentoarmazenamento nãonão volátil,volátil, porémporém alterávelalterável comcom
facilidadefacilidade..
 CDCD –– ROM,ROM, DVDDVD -- ROMROM
 ApesarApesar dodo nome,nome, oo CDCD--ROMROM tecnicamentetecnicamente nãonão éé umauma
memóriamemória ROMROM..
 AA mídiamídia dede armazenamentoarmazenamento ópticoóptico herdouherdou esteeste nomenome
porqueporque sósó podepode serser gravadogravado umauma únicaúnica vez,vez, dede formaforma
análogaanáloga aa ROMROM..
 PorémPorém oo CDCD comumcomum nãonão éé baseadobaseado nana tecnologiatecnologia dede
circuitoscircuitos integradosintegrados..
 OO CDCD--RWRW funcionafunciona dede formaforma semelhantesemelhante àà EEPROMEEPROM aoao
possibilitarpossibilitar apagarapagar ee reescreverreescrever nelenele..
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 RAMRAM --RandomRandom--AccessAccess MemóryMemóry (( MemóriaMemória dede acessoacesso
aleatório)aleatório)
 PermitePermite aoao processadorprocessador tantotanto aa leituraleitura quantoquanto aa
gravaçãogravação dede dadosdados..
 PerdePerde informaçãoinformação quandoquando nãonão háhá alimentaçãoalimentação elétricaelétrica
(Memória(Memória Volátil)Volátil)..
 ConstituemConstituem umauma dasdas partespartes maismais importantesimportantes dosdos
computadores,computadores, poispois sãosão nelasnelas queque oo processadorprocessador
armazenaarmazena osos dadosdados comcom osos quaisquais estáestá lidandolidando
 TemTem umum processoprocesso dede gravaçãogravação dede dadosdados extremamenteextremamente
rápido,rápido, sese comparadocomparado aosaos váriosvários tipostipos dede memóriamemória
ROMROM..
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 HáHá doisdois tipostipos dede memóriamemória RAMRAM::
 EstáticoEstático ee dinâmico,dinâmico, istoisto éé SDRAMSDRAM ee DRAM,DRAM,
respectivamenterespectivamente..
 HáHá tambémtambém umum tipotipo maismais recenterecente chamadochamado dede MRAMMRAM..
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 SRAMSRAM (( StaticStatic RandomRandom--AccessAccess MemoryMemory –– RAMRAM
Estática)Estática)
 EsseEsse tipotipo éé muitomuito maismais rápidorápido queque asas memóriasmemórias DRAM,DRAM,
 PorémPorém armazenaarmazena menosmenos dadosdados
 TemTem preçopreço maismais elevadoelevado
 CostumamCostumam serser utilizadasutilizadas comocomo cachecache
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 AA memóriamemória cachecache consisteconsiste emem umauma pequenapequena
quantidadequantidade dede memóriamemória SRAMSRAM embutidaembutida nono
processadorprocessador..
 QuandoQuando esteeste precisaprecisa lerler dadosdados nana memóriamemória RAM,RAM, umum
circuitocircuito especialespecial chamadochamado controladorcontroladordede cachecache
transferetransfere blocosblocos dede dadosdados muitomuito utilizadosutilizados dada RAMRAM
parapara aa memóriamemória cachecache
 Assim,Assim, nono próximopróximo acessoacesso dodo processador,processador, esteeste
consultaráconsultará aa memóriamemória cachecache,, queque éé bembem maismais rápida,rápida,
permitindopermitindo oo processamentoprocessamento dede dadosdados dede maneiramaneira
eficienteeficiente
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 SeSe oo dadodado estiverestiver nana memóriamemória cachecache,, oo processadorprocessador aa
utiliza,utiliza, dodo contrario,contrario, iráirá buscábuscá--lolo nana memóriamemória RAMRAM..
 DestaDesta forma,forma, aa memóriamemória cachecache atuaatua comocomo umum
intermediáriointermediário..
 FazFaz comcom queque oo processadorprocessador nemnem sempresempre necessitenecessite
chegarchegar àà memóriamemória RAMRAM..
 OO trabalhotrabalho dada memóriamemória cachecache éé tãotão importanteimportante que,que,
semsem ela,ela, oo desempenhodesempenho dede umum processadorprocessador podepode serser
seriamenteseriamente comprometidocomprometido..
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 OsOs processadoresprocessadores trabalham,trabalham, basicamente,basicamente, comcom doisdois
tipostipos dede cachecache LL11 (( LevelLevel 11 –– NívelNível 11 )) ee cachecache LL22 ((
LevelLevel 22 –– NívelNível 22 ))..
 AA cachecache LL22 éé geralmentegeralmente maiormaior queque aa LL11 emem termostermos dede
capacidade,capacidade, porémporém umum poucopouco maismais lentalenta
 OO cachecache LL22 passoupassou aa serser utilizadoutilizado quandoquando oo cachecache LL11
sese mostroumostrou insuficienteinsuficiente
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 Antigamente,Antigamente, oo cachecache LL11 ficavaficava localizadolocalizado dentrodentro
juntojunto aoao núcleonúcleo dodo processador,processador, enquantoenquanto oo LL22 ficavaficava
localizadolocalizado nana placaplaca--mãemãe
 AtualmenteAtualmente ambosambos ficamficam localizadoslocalizados dentrodentro dodo chipchip dodo
processadorprocessador
 EmEm muitosmuitos casos,casos, oo LL11 éé divididodividido emem duasduas partespartes:: LL11
parapara dadosdados ee LL11 parapara instruçõesinstruções..
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 DependendoDependendo dada arquiteturaarquitetura dodo processador,processador, éé possívelpossível
encontrarencontrar modelosmodelos queque contamcontam comcom umum terceiroterceiro nívelnível
dede cachecache (L(L33))..
 OO processadorprocessador intelintel CoreCore ii77 37703770,, porpor exemplo,exemplo, possuipossui
cachescaches LL11 ee LL22 relativamenterelativamente pequenospequenos parapara cadacada
núcleonúcleo:: 6464 KBKB ee 256256 KB,KB, respectivamenterespectivamente..
 OO cachecache LL33 dede 88MB,MB, ee aoao mesmomesmo tempo,tempo,
compartilhadocompartilhadoporpor todostodos osos seusseus quatrosquatros núcleosnúcleos..
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 DRAMDRAM (( DynamicDynamic RandomRandom--accessaccess MemoryMemory –– RAMRAM
DinámicaDinámica))::
 MemóriasMemórias dessedesse tipotipo possuempossuem capacidadecapacidade alta,alta, istoisto é,é,
podempodem comportarcomportar grandesgrandes quantidadesquantidades dede dadosdados
 OO acessoacesso éé maismais lentolento queque àsàs memóriasmemórias estáticasestáticas
 CostumasCostumas terter oo preçopreço menosmenos quandoquando comparadocomparado aoao
tipotipo estáticoestático..
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 MRAMMRAM (( MagnetoresistiveMagnetoresistive RandomRandom--accessaccess MemoryMemory ––
RAMRAM MagnetoMagneto--resistivaresistiva))::
 MemóriaMemória semelhantesemelhante àà DRAM,DRAM, maismais queque utilizautiliza célulascélulas
magnéticasmagnéticas..
 GraçasGraças aa isso,isso, essasessas memóriasmemórias consomemconsomem menormenor
quantidadequantidade dede energiaenergia
 SãoSão rápidasrápidas ee armazenamarmazenam dadosdados porpor umum longolongo tempo,tempo,
mesmomesmo nana ausênciaausência dede energiaenergia elétricaelétrica
 ArmazenamArmazenam poucapouca quantidadequantidade dede dadosdados
 SãoSão carascaras
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 ArquiteturasArquiteturas dede MicroprocessadoresMicroprocessadores::
 VonVon NeumanNeuman
 HavardHavard
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 ArquiteturaArquitetura VonVon NeumanNeuman
 QuandoQuando umum sistemasistema dede
processamentoprocessamento dede dadosdados ((
processadoresprocessadores ee
microcontroladores)microcontroladores) possuipossui
umauma únicaúnica áreaárea dede memóriamemória
nana qualqual ficamficam armazenadosarmazenados
osos dadosdados ee oo programaprograma aa serser
executadoexecutado (( software),software),
dizemosdizemos queque esseesse sistemasistema
seguesegue aa arquiteturaarquitetura dede VonVon
NeumamNeumam
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Arquitetura Von Arquitetura Von NeumanNeuman
 NãoNão existeexiste separaçãoseparação enteente dadosdados ee programaprograma,, umauma vezvez
queque háhá umauma únicaúnica áreaárea dede memóriamemória..
 OO processadorprocessador devedeve executarexecutar umauma únicaúnica açãoação porpor vezvez::
OuOu acessaacessa osos dadosdados ouou executaexecuta umauma instruçãoinstrução..
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Arquitetura Arquitetura HavardHavard
 ExistemExistem doisdois barramentosbarramentos distintosdistintos:: umum parapara acessaracessar
memóriamemória dede dadosdados ee outrooutro parapara acessaracessar aa memóriamemória dede
programasprogramas..
 DestaDesta forma,forma, oo processadorprocessador podepode buscarbuscar aa executarexecutar
umauma instruçãoinstrução aoao mesmomesmo tempotempo emem queque acessaacessa aa
memóriamemória dede dadosdados parapara lerler ouou parapara gravargravar algumalgum
valorvalor..
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Arquitetura Arquitetura HavardHavard
Arquitetura Arquitetura HavardHavard
 ArquiteturasArquiteturas dede HavardHavard sãosão normalmentenormalmente utilizadasutilizadas
emem qualquerqualquer sistemasistema especializadoespecializado ouou parapara usouso
específicoespecífico..
 ÉÉ utilizadoutilizado emem processamentoprocessamento dede sinalsinal digitaldigital
especializadoespecializado (( DSP),DSP), normalmentenormalmente porpor produtosprodutos dede
audioaudio ee vídeovídeo dede transformaçãotransformação..
 EleEle tambémtambém éé usadousado emem processadoresprocessadores ARMARM ((
AdvancedAdvanced RISCRISC Machines)Machines)..
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 PIPELINEPIPELINE:: ÉÉ umauma técnicatécnica dede projetoprojeto ondeonde oo
HardwareHardware processaprocessa maismais dede umauma instruçãoinstrução dede cadacada
vez,vez, semsem esperaresperar queque umauma instruçãoinstrução sejaseja
executadaexecutada..
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Fluxo de Instrução/ Pipeline
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 OsOs MicrocontroladoresMicrocontroladores comcom umauma arquiteturaarquitetura VonVon--
NeumannNeumann,, dede microcontroladoresmicrocontroladores CISCCISC
(Computador(Computador comcom umum ConjuntoConjunto ComplexoComplexo dede
InstruçoesInstruçoes))..
 OsOs MicrocontroladoresMicrocontroladores comcom arquiteturaarquitetura HavardHavard sãosão
tambémtambém conhecidosconhecidos comocomo microcontroladoresmicrocontroladores RISCRISC
(( ComputadorComputador comcom ConjuntoConjunto ReduzidoReduzido dede
Instruções)Instruções)..
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 AA frequênciafrequência dodo clockclock dodo processadorprocessador
 AA quantidadequantidade dede instruçõesinstruçõesqueque podempodem serser
executadasexecutadas porpor segundosegundo (MIPS)(MIPS)
 AA quantidadequantidade dede memóriamemória CACHECACHE
 ArquiteturaArquitetura internainterna
 AA frequenciafrequencia dodo clockclock dodo microprocessadormicroprocessador
associadaassociada aa quantidadequantidade dede memóriamemória endereçavelendereçavel
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Capacidade de Processamento
 QuantidadeQuantidade dede memóriamemória queque oo microprocessadormicroprocessador éé
capazcapaz dede endereçarendereçar ..
 ExecuçãoExecução dede váriasvárias instruçõesinstruções simultaneamentesimultaneamente
 SetSet dede instruçõesinstruções
 VelocidadeVelocidade comcom queque asas instruçõesinstruções sãosão executadasexecutadas
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Capacidade de Processamento
 WatchdogWatchdog (( dodo inglesingles cãocão dede guarda)guarda) éé umauma
ferramenta,ferramenta, tantotanto dede softwaresoftware comocomo dede hardware,hardware,
criadacriada parapara monitorarmonitorar oo bombom funcionamentofuncionamento dede
equipamentosequipamentos..
 ConsisteConsiste emem umum timer,timer, queque devedeve serser resetadoresetado
periodicamenteperiodicamente pelopelo sistemasistema parapara demonstrardemonstrar queque
oo mesmomesmo estaesta funcionandofuncionando coretamentecoretamente..
 SeSe porpor algumalgum motivomotivo esseesse comandocomando dede resetreset dodo
timertimer nãonão forfor acionadoacionado oo WaatchWaatch dogdog éé ativadoativado ee
resetareseta todotodo oo sistemasistema aoao estadoestado inicialinicial
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 NosNos microcontroladoresmicrocontroladores essaessa ferramentaferramenta éé muitomuito
importanteimportante pois,pois, sese bembem programadoprogramado podepode deixardeixar oo
equipamentoequipamentomuitomuito maismais confiávelconfiável..
 AA utilizaçãoutilização dede WatcdogWatcdog emem certoscertos equipamentosequipamentos éé
essencialessencial parapara aumentaraumentar aa suasua segurançasegurança..
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 SãoSão asas operaçõesoperações queque umum processador,processador,
microprocessador,microprocessador, microcontrolador,microcontrolador, CPUCPU outrosoutros
periféricosperiféricos programáveisprogramáveis suporta,suporta, fornecefornece ouou
disponibilizadisponibiliza parapara umum programador,programador, ouou sejaseja éé oo
própriopróprio códigocódigo dede máquinamáquina..
 CadaCada componentecomponente possuipossui oo seuseu própriopróprio conjuntoconjunto dede
instruçõesinstruções..
 OO montadormontador assemblyassembly transformatransforma oo conjuntoconjunto dede
instruçõesinstruções emem códigocódigo dede máquinamáquina parapara serser
utilizadoutilizado pelopelo componentecomponente..
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Conjuntos de Instruções
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 OO conjuntoconjunto dede instruçõesinstruções éé umum dosdos pontospontos centraiscentrais
nana arquiteturaarquitetura dede umum processadorprocessador..
 VáriosVários aspectosaspectos nana definiçãodefinição ee implementaçãoimplementação dada
arquiteturaarquitetura sãosão influenciadosinfluenciados pelaspelas característicascaracterísticas
dodo conjuntoconjunto dede instruçõesinstruções..
 PorPor exemplo,exemplo, asas operaçõesoperações realizadasrealizadas pelapela unidadeunidade
lógicalógica ee aritmética,aritmética, oo númeronúmero ee funçãofunção dede
registradoresregistradores ee aa estruturaestrutura dede interconexãointerconexão dosdos
componentescomponentes dada seçãoseção dede processamentoprocessamento..
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Conjuntos de Instruções
 AsAs operaçõesoperações básicasbásicas queque acontecemacontecem dentrodentro dada
seçãoseção dede processamentoprocessamento dependemdependem dasdas instruçõesinstruções
queque devemdevem serser executadasexecutadas..
 DestaDesta formaforma umum programaprograma compiladocompilado parapara umum
microcontroladormicrocontrolador picpic éé feitofeito parapara serser executadoexecutado
porpor aquelaaquela arquitetura,arquitetura, ouou sejaseja temtem seuseu proprioproprio
conjuntoconjunto dede instruções,instruções, nãonão podendopodendo serser executadoexecutado
porpor umum 80518051 porpor exemploexemplo
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Conjuntos de Instruções