Memorii RAM și ROM - Microprocesoare

15.Memorii ROM

Memoriile semiconductoare numai de citire, ROM (Read Only Memory) sunt folosite doar

pentru citirea informatiei (înscrisa anterior) informatie ce este rezidenta permanent în cadrul

sistemului. Pentru realizarea rezidentei permanente, memoria ROM trebuie sa fie de tip nevolatil, adica la pierderea tensiunii informatia nu se distruge. Structural, un circuit ROM se prezinta sub forma unei matrice de dimensiune A linii si m coloane, în fiecare nod al matricei (intersectia unei linii cu o coloana) este memorat un bit, deci

capacitatea de memorare a circuitu1ui fiind A x m biti. În general, informatia este stocata sub forma unui cuvânt cu 1ungimea de m biti, deci ocupa o

linie întreaga a matricei. Numaru1 de adrese, deoarece liniile sunt egale cu iesirile decodificatorului, este totdeauna o putere a lui 2. Pentru un numar de 1024 (=210) adrese exista exprimarea un Kilo (1K). De exemplu, un numar de 4096 adrese este exprimat ca fiind 4K. Cu aceasta forma se exprima doar numarul de adrese nu si capacitatea memoriei, de aceea se adauga si lungimea cuvântului, de exemplu:1Kx1 (are capacitatea 1024 biti); 4K x1 (=4096 biti); 1K x8 notat si 1KB (=8192 biti, un Kilo bait).

Fig. 2.1 Memorii semiconductoare ROM: a – schema de principiu a unui circuit

ROM; b – schema bloc de reprezentare a unui circuit ROM.

La aplicarea unui cuvânt de adresare se obtine un semnal logic unu doar la o singura iesire a decodificatorului care va selecta linia (adresa) corespunzatoare a matricei. Pe linia selectata în nodurile în care exista tranzistoare, acestea intra in conductie, coloana (de bit) este legata la masa, deci potential logic „0”, iar în nodurile în care nu exista tranzistoare coloana de bit ramâne la potential logic „ 1 „. Bitii cuvântului înscrisi pe linia (locatia) adresata sunt aplicati prin intermediul unor amplificatoare 2 inversoare tip TSL pe magistrala de date. Deci într-o locatie bitii 1 ai cuvântului înscris necesita existenta unor tranzistoare în nodurile respective, iar bitii 0 lipsa tranzistoarelor

16.Conectarea la Magistrale

Modul cum se conecteaza un circuit de memorie ROM la magistralele unui sistem rezulta din figura 1.2a, iar secventa de citire este data în figura 1.2b. În general, în logica (exterioara) de obtinere a semnalului de selectare CS se folosesc bitii cei mai semnificativi de pe magistrala de adrese, de exemplu An-1 = 0. Pentru o memorie ROM se defineste timpul de acces, tACC, ca interva1ul de timp din momentul aplicarii cuvântului de adresa pe magistrala de adresare pâna în momentul când cuvântul (de la acea locatie) se afla pe magistrala de date.

Fig. 2.2 a – conectarea circuitelor de memorie ROM la magistrale;

b – diagramele în timp pentru operatia de citire

Din punct de vedere al implementarii unei functii sub forma FCD circuitul de memorie

realizeaza nivelul de SI, prin intermediul decodificatorului care are la iesirea sa toti termenii canonici

produs ai variabilelor de adresare, iar nivelul de SAU se obtine prin programarea nodurilor de pe o

coloana a matricei. De exemplu, în figura 1.1a la iesirea de pe coloana (sau linia magistralei de date)

Dm-1 se obtine functia logica de n variabile cu urmatorii termeni produs:

Dm-1=P0+P1+… Pn2-1,

iar pe coloana lui D1:

D1=P1+…Pn2-2.

Deoarece la o memorie ROM se obtin (la iesirea decodificatorului) toti termenii produs, ceea

ce înseamna ca pot fi completate cu 1 toate casutele din diagrama Veitch-Karnaugh, din acestia se aleg 3

doar cei doriti prin nivelul SAU programabil. Aceasta înseamna ca la sinteza unei functii logice nu mai

este necesara minimizarea pentru ca, oricum exista toti termenii canonici produs. Existenta tuturor

acestor termeni, uneori fara a putea fi folositi toti duce la o multitudine de posibilitati de implementare

cu memorii ROM

17.Memorii RAM

La memoriile cu acces aleatoriu, RAM (Random Access Memory) accesul la oricare cuvânt al

memoriei este realizabil în acelasi interval de timp. Dar acelasi timp de acces, pentru oricare cuvânt,

este realizat si de catre o memorie ROM. Exista si memorii, la care timpul de acces nu este acelasi

pentru oricare cuvânt, denumite memorii cu acces serial sau secventiale (de exemplu, benzile

magnetice, discurile, memoriile cu bule magnetice, memoriile cu dispozitive cuplate prin sarcina -

CCD etc.). Pentru accesul serial trebuie sa se parcurga toate adresele (locatiile), de la cea prezenta la

cea la care se afla cuvântul dorit. Accesul serial este caracterizat de timpul mediu de acces; de

exemplu, pentru o banda magnetica care necesita un timp de 40 s pentru a fi parcursa de la un capat la

altul, timpul mediu de acces va fi de 20 s. O denumire mai corecta, pentru memoria semiconductoare

cu acces aleatoriu, ar fi memorie cu citire si scriere, RWM (Read Write Memory).

Structural o memorie semiconductoare RAM se prezinta, ca si cea ROM, tot sub forma

matriceala, în fiecare nod al matricei existând o celula (circuit bistabil, capacitate MOS) în care poate

fi înscris sau sters un bit. Cele la care celula de memorare are la baza o structura de bistabil (latch) sunt de tip static SRAM (Static RAM), iar cele la care functionarea celulei de memorare se bazeaza pe înmagazinarea, într-un timp finit, a unei sarcini electrice pe un condensator sunt de tip dinamic DRAM (Dynamic RAM). Memoriile RAM sunt de tip volatil deoarece la pierderea tensiunii informatia din aceste celule se distruge (exista totusi unele si de tip nevolatil).

Fig. 2.3 Memorii semiconductoare RAM: a – schema de principiu a unui circuit RAM de 4096

biti; b – schema bloc de reprezentare a unui circuit cu doua cai pentru date;

c – schema bloc de reprezentare a unui circuit cu o singura cale pentru date