O documento descreve as características de diferentes tipos de memórias programáveis, incluindo ROM, EPROM, EEPROM, RAM estática e dinâmica, memórias LIFO e FIFO. Também discute a organização interna e configuração externa das memórias, associações de memória, características fornecidas por fabricantes e reconhecimento de PLA.
2. Objetivos do trabalho:
Descrever as características mais importantes de uma memória
Identificar os vários tipos de memórias
Estrutura da ROM, EPROM e EEPROM
Estruturas das RAM estáticas e dinâmicas
Identificar as características das memórias LIFO e FIFO
Descrever a organização interna e configuração externa das memórias
Implementar associações de memórias para aumentar a capacidade de um
sistema
Identificar características de memórias fornecidas por um construtor
Estrutura das PAL e dos PLA
4. Volatilidade
As informações armazenadas na memória volátil, corre o risco de se alterada em
caso de qualquer falha no fornecimento de energia.
Há aqueles em que a informação volátil, independentemente da existência de
qualquer falha no fornecimento de eletricidade, permanece inalterada .
Dito de outra forma, qualquer uma destas duas memórias ( RAM e ROM ) é volátil
pela sua incapacidade de permanecer inalterado em face a qualquer avaria
elétrica do mesmo grau.
5. Tempo de Acesso
É o tempo desde o momento que é libertada a operação de leitura na memória e
no momento em que a primeira informação é solicitada. Na memória principal,
esse tempo é, em princípio, independente da direção em que a informação
relevante para o qual deseja acessar.
Pode ficar um pouco mais ao ponto de dizer que o tempo de acesso é o tempo
necessário para realizar qualquer operação, seja ler ou escrever. É que o tempo
em que solicita a memória para executar qualquer operação específica.
6. Capacidade
A capacidade de uma memória ( RAM e ROM ) é o número de posições num
sistema, ou dito de outra forma, o número de relatórios que podem conter uma
memória.
A capacidade total de memória é um fator essencial para medir a potência de um
computador . A capacidade da memória é medida em múltiplos de byte (8 bits):
kilobytes (1.024 bytes) e Megabytes (1024 kilobytes).
8. Estrutura da ROM
É um tipo de memória que permite apenas a leitura, ou seja, as suas informações
são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas
ou apagadas, somente visualizadas. São memórias cujo conteúdo é gravado
permanentemente.
9. Estrutura da EPROM
Significa "memória programável apagável somente de leitura" é um tipo de chip de
memória de computador que mantém os seus dados quando a energia é
desligada. Por outras palavras, é não-volátil.
É programada por um dispositivo eletrônico que dá vantagens maiores do que os
usados normalmente em circuitos elétricos. Uma vez programado, uma EPROM
pode ser apagada apenas por exposição a uma forte luz ultravioleta.
As EPROMs são facilmente reconhecíveis pela janela transparente no topo, pela
qual o chip de silício pode ser visto.
.
10. Estrutura da EPROM
Essa janela transparente é feita de cristal para permitir a passagem da luz
ultravioleta, pois o vidro comum bloqueia grande parte do UV.
O corpo de uma EPROM é feito em Cerâmica, pois o Poliepóxido comum usado
em outros chips não seria apropriado para garantir a fixação da janela de cristal
11. Estrutura da EEPROM
É um tipo de memória não-volátil usada em computadores e outros dispositivos
eletrônicos para armazenar pequenas quantidades de dados que precisam ser
salvos quando a energia é removida, por exemplo, dados de configuração do
dispositivo.
Apesar de no nome se declarar Read-Only, esse foi classificado incorretamente,
pois é tanto Read(Ler), quanto Write(Escrever), pelo fato de que códigos de erro
no OBD-II poderem ser removidos independentemente, dentre outras
características.
Ao contrário da maioria dos outros tipos de memória não-volátil, bytes individuais
numa EEPROM tradicional pode ser lidos, apagados e rescrita de forma
independente.
12. Estrutura da EEPROM
Enquanto uma EPROM é programada por um dispositivo eletrônico que dá
tensões maiores que as usadas normalmente em circuitos elétricos e pode ser
apagada apenas por exposição a uma forte luz ultravioleta, a EEPROM pode ser
programada e apagada dentro do próprio circuito, eletricamente, pela aplicação de
sinais de programação especiais.
Originalmente, as EEPROMs foram limitadas a operações de byte único que as
fizeram ser mais lentas, mas as EEPROMs modernas permitem operações com
múltiplos bytes.
13. Memória LIFO
Em ciência da computação, LIFO (acrônimo para a expressão inglesa Last In,
First Out que, em português significa último a entrar, primeiro a sair) refere-se
a estruturas de dados do tipo pilha.
O conceito de pilha é amplamente utilizado na informática, como, por exemplo,
durante a execução de um programa, para o armazenamento de valores de
uma variável local a um registo físico e também para conter o endereço de
retorno do trecho de um programa que chamou a função atualmente em
execução.
Usa-se os termos ”push” e ”pop” para denominar a inserção e remoção de
elementos da pilha.
14. Memória LIFO
Uma pilha é uma lista linear na qual o primeiro elemento a entrar é o último
elemento a sair.
Ela possui apenas uma entrada, chamada de topo, a partir da qual os dados
entram e saem dela.
15. Memória FIFO
Em Ciência da Computação, FIFO (acrônimo para First In, First Out, que
em português significa primeiro a entrar, primeiro a sair) refere-se a estruturas de
dados do tipo fila.
As listas são amplamente utilizadas em programação para implementar filas de
espera.
Numa fila de tipo FIFO os elementos vão sendo colocados na fila e retirados (ou
processados) por ordem de chegada.
16. Memória FIFO
A ideia fundamental da fila é que só podemos inserir um novo elemento no final da
fila e só podemos retirar o elemento do início.
17. Organização Interna e Configuração externa
das Memórias
A memória de dados e a memória de programa tem espaços de endereçamento
diferentes cada um com 64 Kbytes.
18. Memória de Programa
A memória de programa é uma memória do tipo ROM, por isso sobre ela só se
efetuam operações de leitura.
Esta memória pode ser interna e/ou externa e ocupa no máximo 64 Kbytes. O
acesso à memória de programa externa faz-se recorrendo ao sinal nPSEN
(Program Strobe Enable) que deverá ser ligado ao pino de output enable da
memória.
O sinal aplicado ao pino nEA do microcontrolador determina qual o tipo de acesso
a ser feito para os 4 Kbytes inferiores da memória de programa.
Se nEA = 0, para endereços a partir de 0000H o acesso é feito à memória de
programa externa, se nEA = 1, o acesso é feito á memória de programa interna
para endereços de 0000H até 0FFFH, sendo feito o acesso à memória de
programa externa para endereços mais elevados.
19. Memória de dados
A memória de dados é do tipo RAM podendo ser lida ou escrita pelo
microcontrolador.
Esta memória pode ser interna e/ou externa.
O espaço de endereçamento associado à memória de dados é de 64 Kbytes.
20. Memória de programa externa
O acesso à memória de programa externa faz-se recorrendo aos sinais nRD
(Read) e nWR (Write) fornecidos pelo microcontrolador para controlo da operação
da memória.
A associação de endereços pode fazer-se recorrendo a um mínimo de 1 e a um
máximo de 2bytes.
Para ter acesso à memória de programa externa utiliza-se a entrada P0 como
barramento multiplexado de endereços/dados (byte menos significativo). A entrada
P2, caso seja necessária a sua utilização, funciona como barramento de
endereços (byte mais significativo).
21. Memória de programa interna
A memória de dados interna encontra-se dividida em 3 blocos distintos.
O acesso à memória de dados interna faz-se utilizando endereços de 8 bits.
22. Memória de programa interna
A área de memória superior contém os registos com funções especiais, SFRs
(Special Function Registers).
O acesso a esta área de memória faz-se utilizando endereçamento direto.
A área de memória superior representada na imagem a tracejado não está
implementada no microcontrolador 80C51 existindo apenas nos dispositivos com
256 bytes de RAM interna.
O acesso a esta área de memória é feito utilizando endereçamento indireto sendo
uma zona de uso genérico.
A parte inferior da memória de dados interna encontra-se dividida em três zonas
distintas.
23. Memória de programa interna
Os 32 bytes inferiores destinam-se aos quatro bancos de oito registos designados
R0 a R7.
A seleção do banco de registos é feita recorrendo aos bits RS1 (Register Select) e
RS0 do registo PSW (Program Status Word). Segue-se uma área de 16 bytes
(128 bits) endereçáveis bit a bit sendo a restante área de uso genérico.
24. PAL – “Programmable Array Logic”
Dispositivo programável com o “array” de OR fixo.
Qual a diferença em relação a um PLA?
R: A PAL possui plano AND programável, mas o plano OR é fixo
R: A PLA possui ambos os planos programáveis
Significa dizer que a PAL é:
+ simples de fabricar
+ barata
+ desempenho
25. PLA “Programmable Logic Array”
O primeiro dispositivo programável.
Composto por uma matriz programável de “ANDs” e outra de “Ors”.
Normalmente são dispositivos de capacidade muito reduzida, com apenas
algumas dezenas de portas.
Utiliza lógica de fusíveis para a sua programação.
Uma vez programados não podem ser reprogramados.
26. Associações de memória para aumentar a
capacidade de um sistema
A associação de memória consiste em organizar as memórias de forma a
aumentar a capacidade de armazenamento.
Pode ser feita uma associação em série, paralela ou série/paralela.
A associação de memórias em série é usada quando pretendemos aumentar o
número de linhas de uma memória.
27. Associações de memória para aumentar a
capacidade de um sistema
EXEMPLO: Como podemos criar uma memória de 32Kbytes (uma memória com
32768 linhas por 8 colunas) sendo que dispomos apenas de memórias de
16KBytes (memórias com 16384 linhas por 8 colunas)?
Memória 1: Capacidade de armazenamento (16384 linhas x 8 colunas = 16KB)
Posição 0
Posição 00001
Posição 16383
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Memória 2
28. Associações de memória para aumentar a
capacidade de um sistema
Memória 2: Capacidade de armazenamento (16384 linhas x 8 colunas = 16KB)
Posição 0
Posição 00001
Posição 16383
Posição 0 (16385)
Posição 00001 (16385)
Posição 16383 (32767)
Memória 1 Memória 2
Associação em série das memórias 1 e 2: O número de linhas agora é de 32768
(32KB)
29. Características de memorias fornecidas por um
construtor
Marca
Cor
Iluminação Led
Velocidade da memoria
Tipo de memoria
Capacidade
Cas Latency
Compatibilidade
Voltagem
30. Reconhecer as PLAs nas suas diversas
configurações
OR GATE
AND GATE
Características
31. Reconhecer as PLAs nas suas diversas
configurações
Aplicações:
Este tipo de circuito é utilizado em memórias Prom
Prom: Memórias Rom programáveis
Eprom: Memórias Rom apagáveis
EEprom: Apagável eletricamente
32. Reconhecer as PLAs nas suas diversas
configurações
Na memoria PROM o arranjo
AND é pré-definido em fabrica
e somente o arranjo é
programável
33. Reconhecer as PLAs nas suas diversas
configurações
Desvantagens:
- São mais lentas do que outros circuitos dedicados;
- Não dão cobertura segura para transmissões assíncronas;
- Consumo de mais energia e espaço;
34. Reconhecer as PLAs nas suas diversas
configurações
Vantagens:
- A vantagem em usar ROMs desta forma é que qualquer função concebível com
n entradas pode aparecer em qualquer uma das x saídas, tornando o dispositivo
logico disponível para aplicações mais abrangentes. Também as PROMs, EPROMs
podem ser programadas utilizando um programador PROM comum sem requisitos
especializados de hardware e software.