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* MEMÓRIAS * Memórias São elementos de um sistema que o permite guardar informações temporariamente ou permanentemente O nome é normalmente atribuído a sistemas de memória digital * Classificação Memórias Voláteis Não-voláteis Registradores DRAM SRAM ROM PROM PROM EPROM Flash EEPROM Latches * Memórias Voláteis Uma memória é considerada volátil se o seu conteúdo se mantém apenas quando está alimentada eletricamente Útil para guardar informações durante a operação do sistema Principais tipos são registradores, SRAM e DRAM. * Latches Elementos de memória capazes de armazenar de 1 a milhares de bits Cada bit pode ser gravado através de um sinal de ativação (ativado por nível) Podem estar concentrados ou disperso no sistema Pouco usados atualmente. Pouca compatibilidade com as ferramentas * Registradores Elementos de memória capazes de armazenar de 1 a milhares de bits Cada bit pode ser gravado através de um sinal de ativação (ativado por borda) Podem estar concentrados ou disperso no sistema Podem ser implementados em bancos de registradores * Registradores * Registradores * Memória de Acesso Aleatório As memórias de acesso aleatório (RAM) são módulos de memória que permitem acessar qualquer posição e em qualquer momento, por oposição ao acesso sequencial, imposto por alguns dispositivos de armazenamento, como fitas magnéticas. Podem ser banco de registradores, SRAM ou DRAM MEMÓRIA RAM Endereço [3:0] Dados [7:0] Escrita Leitura 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Memória * RAM Estática - SRAM As memórias RAM estáticas são implementadas apenas com transistores * RAM Estática - SRAM Vantagens: – Menores que os registradores; Desvantagens: – Mais lentas que os registradores; – O consumo de energia é maior; São utilizadas: Memórias cache dos microprocessadores Memória principal dos microcontroladores * RAM Dinâmica - DRAM As memórias RAM dinâmicas são implementadas com transistores e capacitores Diferente das SRAM, precisam ser atualizadas (refresh) * RAM Dinâmica - DRAM Comparadas às SRAM: Vantagens: – As células de memória são menores, com apenas um transistor e um capacitor; – O consumo de energia é menor; – A capacidade de armazenamento é maior. Desvantagens: – A atualização periódica dos dados é necessária; – O ciclo de leitura é maior que o de escrita; – São mais lentas que as estáticas. São utilizadas na memória principal dos computadores. * RAM Dinâmica - DRAM * Synchronous DRAM Muito utilizada nas placas de CPU produzidas entre 1997 e 2001 Mais veloz que a EDO DRAM Funcionam sincronizadas com o relógio do chipset Sua velocidade é informada em MHz * Synchronous DRAM As velocidades das memórias SDRAM foram padronizadas, pela Intel, em: PC 66 (66 MHz) PC 100 (100 MHz) PC 133 (133 MHz) * Synchronous DRAM As memórias SDRAM realizam transferências de dados quando a tensão sobe * Double Data Rate SDRAM As memórias DDR SDRAM realizam transferências quando a tensão sobe e desce A velocidade da memória é, então, dobrada em relação à velocidade da memória SDRAM * * SDRAM X DDR SDRAM Exemplo: SDRAM com 64 linhas (8 bytes) de dados e um barramento de 100 MHz 8 bytes X 100 MHz = 8 X 100 X 106 bytes/s = 800 MB/s DDR SDRAM com as mesmas características 2 x 800 MB/s = 1600 MB/s (classificada como PC 1600) * SDRAM X DDR SDRAM DDR SDRAM com 64 linhas (8 bytes) de dados e um barramento de 133 MHz 8 bytes X 133 MHz = 8 X 133 X 106 bytes/s = 1064 MB/s 2 x 1064 MB/s = 2128 MB/s (classificada como PC 2100) * DDR 2 Clock de barramento mais rápido Células de memórias no mesmo clock * SDRAM x DDR x DDR2 x DDR3 * Classificação Memórias Voláteis Não-voláteis Registradores DRAM SRAM ROM PROM PROM EPROM Flash EEPROM Latches * Memórias Não-Voláteis Uma memória é considerada não-volátil se o seu conteúdo se mantém mesmo quando não está alimentada eletricamente Útil para guardar informações a longo prazo e armazenamento secundário Principais tipos são ROMs, Flash e discos magnéticos. * Família ROM Read Only Memory (ROM) – Memória somente leitura Família de memórias. Principais tipos são ROM, EPROM, EEPROM e Flash. Podem ser escritas mas a operação principal é a leitura Usos: Sistemas embarcados, Implementação de funções de lógica aleatória, Software fixo, Armazenamento de microprogramas, BIOS * ROM (propriamente dita) Fabricada na máscara de circuito impresso Não pode ser regravada jamais * ROM Programável - PROM Vantagens: baixo custo de projeto (em relação a projetar uma ROM) permitindo criar novas funcionalidades para um produto, através da programação de um novo Desvantagens: custo unitário um pouco superior (em relação a ROM) permite apenas uma gravação * ROM Programável - PROM * ROM Programável - PROM * ROM Apagável e Programável EPROM ROM programável, apagável por luz ultravioleta Gravada com kit de programação específico Apagada com exposição à ultravioleta Transistor FAMOS: Floating Gate Avanlanche MOS * ROM Apagável e Programável EPROM injeção de portadores no gate flutunte a remoção da tensão de programação não remove as cargas acumuladas a programação provoca uma Vt maior * ROM Apagável e Programável EPROM Exposição do componente à luz ultravioleta, de 10 a 30 minutos Fótons UV têm energia suficiente para empurrar os elétrons contidos no gate flutuante, através do isolante * ROM Apagável e Programável EPROM Conexões internas da EPROM * ROM Apagável e Programável Eletricamente - EEPROM Semelhante à EPROM Gravação e apagamento realizados eletricamente Transistor MOS “FLOTOX” (Floating-Gate Tunnel Oxide) * ROM Apagável e Programável Eletricamente - EEPROM * Flash EEPROM Evolução de EPROM e EEPROM Densidade da EPROM (ocupa pouco espaço) Versatilidade da EEPROM Apagamento por blocos Pode ser regravada até 1 milhão de vezes * Implementação de memórias em CI Programas geradores de SRAM, banco de registradores, ROMs e PROM. Fornecem: Layout para integração Modelo em verilog para simulação Características elétricas EEPROM e Flash são implementadas como caixa preta pela fábrica * Implementação de memórias em CI * Implementação de Memórias em FPGA O FPGA tem pequenos blocos de memória distribuídas na sua estrutura interna O sintetizador de memória pode ser usado Ou a ferramenta de síntese pode identificar a memória no seu código Não possui EEPROM ou Flash internamente * Implementação de Memórias em FPGA * Implementação de Memórias em FPGA * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
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