Memorias
Estáticas; 6116, 2716 y 2816.
Ing. Juan Gilberto Mateos
Suárez
MEMORIAS
A todo dispositivo que sirva para almacenar información se le
asigna el nombre de memoria, en una memoria debe existir la posibilidad
de poder extraer la información que fué previamente almacenada.
En un sistema la información se almacena en forma de datos y
de instrucciones, de tal manera que la memoria debe estar en condiciones
de recibir palabras que son datos y palabras que son instrucciones, en
cualquier momento, o poder ceder dicha información cuando así
se requiera, para realizar esta función se necesita un sistema de
control para la transferencia de información, que se encuentra dentro
de la memoria.
La memoria esta constituida por localidades con casilleros individuales
para cada bit de información, (BIT significa BInary
digIT), cada localidad corresponde a una dirección determinada,
la estructura de una memoria es similar al barrio de una ciudad, en el
que cada casa corresponde a su número..
Una vez que dicha información haya sido incluida dentro de la
memoria de un sistema, cada información, ya sea dato o instrucción
puede alcanzarse únicamente a través de su dirección.
La memoria esta caracterizada por tres propiedades fundamentales;
* Capacidad de la memoria
* Tiempo de acceso
* Costos por bit
CAPACIDAD DE LA MEMORIA
La capacidad de la memoria o capacidad de almacenamiento viene
definida por el número de bits de almacenamiento existente y el
número de la longitud de palabras, la capacidad de la memoria se
indica en Kbytes, en un sistema la capacidad puede ampliarse indefinidamente,
sin que tengan que cambiarse las unidades de E/S ni la CPU, las etapas
de ampliación pueden ser;
1,024 Kbytes
2,048 Kbytes
4,096 Kbytes
8,192 Kbytes
16,384 Kbytes
32,768 Kbytes
65,536 Kbytes
131,072 Kbytes
262,144 Kbytes
TIEMPOS DE ACCESO
El tiempo de acceso es el tiempo que se necesita para localizar y leer
una información almacenada; el tiempo de acceso es una característica
importante para determinar la velocidad de resolución de un sistema,
conociendo el tiempo de acceso se puede predecir el tiempo necesario para
procesar un trabajo, si algunas localidades de la memoria se alcanzan más
rápidamente que otras se suele tomar el valor promedio de todas
ellas, se habla entonces del tiempo de acceso promedio.
COSTOS POR BIT
Los costos por bit comprenden los gastos de adquisición de una
memoria referidos únicamente a un solo bit, si al adquirir una memoria
se establece un limite de gastos que no ha de ser sobrepasado, puede apreciarse
que cuando más grande se elija la capacidad de la memoria, mayor
será el tiempo de acceso, en cambio si se requiere una capacidad
mínima los costos disminuirán a medida que aumentan los tiempos
de acceso.
LA MEMORIA RAM 6116
El dispositivo 6116 es una memoria de acceso aleatorio, Random Acces
Memory (RAM), cuenta con una capacidad de 2048 palabras de 8 bits cada
una, es una memoria estática de alta velocidad, esta fabricada con
la tecnología CMOS, opera con una fuente de alimentación
de +5.0 Volts y esta dispuesta en una pastilla de 24 terminales.
CARACTERÍSTICAS DE LA MEMORIA
RAM 6116
· Organización
de la memoria: 2048 X 8
· Alta velocidad:
tiempo de acceso 150 nseg.
· Baja potencia
en estado inactivo: 10 uW
· Baja potencia
en estado activo: 160 mW
· RAM completamente
estática: No requiere reloj para su funcionamiento
· Temperatura
de operación: 0.75 grados centígrados
· Temperatura
de almacenamiento: De -55 a +125 grados centígrados.
· Potencia de
disipación: 1 Watts
· Todas sus
entradas y salidas son compatibles directamente con la tecnología
TTL
· Es directamente
compatible con las memorias de 16K estándar, tipo RAM 6132
DESCRIPCIÓN DE LAS TERMINALES
· A0-A10: Lineas de direcciones
· E/S0-E/S7: Entrada y Salida de
datos
· CS Habilitador de la pastilla
· OE Habilitador de salidas
· WE Habilitador para la escritura
· Vcc Voltaje de alimentación
+5.0 Volts
· GND Terminal de tierra 0.0 Volts
OPERACIÓN DE LECTURA
Un dato será leído del dispositivo de almacenamiento RAM
6116, mediante la aplicación de un nivel alto en la terminal (WE)',
un nivel bajo en (CS)', y estando en nivel bajo la terminal (OE)', con
estas conexiones se dispone que se pueda leer la memoria RAM 6116, si se
coloca un nivel alto en la terminales (OE)'. y/o (CS)' las lineas de E/S
y/o la pastilla 6116 se ponen en estado de alta impedancia, respectivamente.
(CS)' posee la función de controlar la activación de la
pastilla, la cual puede ser usada por un sistema con microprocesadores
para la selección del dispositivo.
La terminal (OE)' habilita las salidas, o las pone en estado de alta
impedancia, la cual puede ser habilitada cada vez que el microprocesador
requiera leer la memoria.
OPERACIÓN DE ESCRITURA
Un dato es escrito en el dispositivo RAM 6116 mediante la aplicación
de un nivel bajo en la terminal (WE)', un nivel bajo en (CS)', y un nivel
alto o bajo en la terminal (OE)'.
La terminal (WE)' al ser activa provoca que las terminales E/S de la
memoria RAM 6116 se habiliten para aceptar la información, en estas
condiciones la terminal (OE)' posee la opción de ser colocada en
estado de alto bajo, para realizar así la operación de escritura.
LA MEMORIA EPROM 2716
Descripción general
La EPROM 2716 contiene características borrables y es eléctricamente
reprogramable, es de alta velocidad y proporciona acceso a 16 Kbits de
información, esta diseñada para aplicaciones en donde son
importantes los cambios rápidos en la tensión.
La EPROM 2716 esta empacada en un circuito integrado de 24 terminales,
usa una placa transparente en su dorso, lo cual nos permite exponer el
chip a rayos ultravioleta ópticos, que se utilizan para borrar la
memoria, se le puede depositar una nueva información aun después
de estar borrada siguiendo los procedimientos de programación adecuados,
esta EPROM 2716 esta constituida con tecnología de alta densidad
con compuertas CMOS de canal N.
Ventajas
· Tiempo de
acceso menor que 250 nseg.
· Bajo consumo
de potencia
· Disipación
en estado activo: 525 mW máx.
· Disipación
en estado inactivo: 132 mW máx.
· Fuente de alimentación
de +5 Volts
· Rango de temperatura
de -40 hasta +85 grados centígrados
· Características
estáticas (no requiere refrescamiento por medio del reloj)
· Entradas y
salidas compatibles con la tecnología TTL
· Capacidad
de colocarse en tercer estado.
OPERACIÓN DEL DISPOSITIVO
Existen 5 modos de operación, se debe hacer notar que todas las
entradas son TTL independientemente del modo de operación, la fuente
de alimentación requiere de +5.0 Volts en la terminal Vcc, la terminal
Vpp esta en alta tensión +25 Volts durante 3 modos y en +5 Volts
en los otros dos modos de operación.
DESCRIPCIÓN DE LAS TERMINALES
· A0-A10: Lineas de direcciones
· D0-D7: Salida de datos
· (CE)' Habilitador de la pastilla
· (OE)' Habilitador de salidas
· PGM Condición de programación
· Vcc Voltaje de alimentación
+5.0 Volts
· Vss Terminal de tierra 0.0 Volts
· Vpp Voltaje de programación
· NC No conexión
OPERACIÓN DE LECTURA
Para leer la memoria se deben hacer las conexiones de las terminales que
a continuación se especifican, la terminal Vpp se conecta a Vcc
para inhibir con esto la programación, las entradas (OE)' y (CE)'
se colocan en tierra y con estas simples conexiones se puede leer la memoria,
los datos estarán sobre las terminales D1 - D7, la información
se puede visualizar con LED'S quienes indican el dato direccionado por
las terminales A0 - A10, cuya capacidad es de (2K X 8), 2048 localidades
de 8 bits cada una.
MODO DE PROGRAMACIÓN
Para programar la memoria se requieren las siguientes conexiones:
En la terminal 18 se debe depositar un pulso de Tw = 45 mseg aproximadamente,
dicho pulso deberá estar dado por un monoestable.
La terminal 20 que es el habilitador de salidas se conecta a la polarización
de +5.0 Volts (la alimentación).
La terminal 21, voltaje de programación se conecta a un voltaje
fijo de +25.0 Volts, la memoria normalmente cuando no esta grabada contiene
"unos", por lo tanto en la operación de grabación se procede
a depositar ceros.
PRECAUCIONES
Excediendo de los 25 Volts en la terminal Vpp (pin 21) se dañara
la EPROM 2716 y después todos los bits quedaran en el estado uno
lógico.
La información debe ser introducida usando el modo de programación,
depositando solamente ceros lógicos en la localidad seleccionada
y con la combinación deseada, aunque ambos unos y ceros pueden ser
presentados como datos de entrada en la palabra de información a
grabar.
La única manera de cambiar los ceros por los unos es borrando
totalmente la memoria EPROM 2716 a través de una intensa luz ultravioleta.
La EPROM 2716 esta en la modalidad de programación cuando la
fuente de alimentación de Vpp esta en +25 Volts y (OE)' en estado
lógico alto.
Se requiere un capacitor de 0.1 uF dispuesto entre +Vcc y GND para suprimir
los estados transitorios de tensión que puedan dañar al dispositivo
EPROM 2716.
La información debe se programada en 8 bits en paralelo dispuestos
en las terminales de salida del chip, los niveles deben ser compatibles
con la tecnología TTL.
Cuando la dirección y el programa son estables, se debe hacer
presente el pulso activo de programación durante 45 mseg.
Se puede programar cualquier localidad en cualquier tiempo en forma
secuencial o con acceso aleatorio,.
El pulso de programación debe tener una duración máxima
de 55 mseg.
La EPROM 2716 no debe ser programada con una señal de CD en la
terminal de programación (CE)'.
Se pueden programar varias EPROM 2716 en paralelo con la misma información,
debido a la simplicidad de los requerimientos de programación.
LA MEMORIA EEPROM 2816
El circuito integrado EEPROM 2816 es una memoria reprogramable y borrable
que contiene 2048 localidades de memoria con 8 bits cada una, (2K X 8)
y opera con una sola fuente de alimentación de + 5 Volts, con tiempos
similares a los de una RAM estática en modo de lectura, tiene dos
modos de programación una de +5 Volts y otra de alto voltaje.
El modo de programación de +5 Volts se inicia con un pulso de
escritura con una transición alto/bajo de nivel TTL con una duración
de 200 nseg, el circuito automáticamente borra el byte seleccionado
antes de escribir otro dato nuevo, se completa un ciclo de borrado/escritura
en un tiempo máximo de 10 mseg, el tiempo de acceso a lectura es
de 250 nseg, todas sus salidas son compatibles con la tecnología
TTL.
CARACTERÍSTICAS DE LA 2816
· Organización de la memoria
2048 X8
· Tipo de funcionamiento; chip estático
· Tiempos de acceso a lectura; 250
nseg.
· Capacidad de corrección
para un solo bit
· Tiempo de escritura max, 10 mseg.
· Compatible con la arquitectura
de microprocesadores
· Potencia de disipación
a).- Estado activo; 610 mW
b).- Estado inactivo: 295 mW
LA DESCRIPCIÓN DE LAS TERMINALES
ES LA SIGUIENTE
· A0 - A10 Lineas de direcciones
· E/S0 E/S7 Entrada y salida de datos
· (CE)' Habilitador del chip
· (OE)' Habilitador de las salidas
· Vpp Voltaje de programación
· Vcc + 5 Volts
· Vss 0.0 Volts tierra.
OPERACIÓN DE EPROM 2816
Este dispositivo contiene seis modos de operación, según
se muestra en la siguiente figura, los modos de programación están
diseñados para proporcionar compatibilidad máxima con los
microprocesadores y para obtener una consistencia optima en el diseño
del circuito impreso, el chip EEPROM 2816 es una memoria no volátil,
y contiene una densidad apropiada para una aplicación de tipo industrial,
con esto se logra optimizar el costo/eficiencia de manera funcional, todas
las tensiones que usa son compatibles, con la tecnología TTL con
la excepción del modo de borrado total de la memoria, en este modo
el voltaje se debe subir arriba de +9 Volts, en las otras formas se debe
sostener a + 5 Volts durante la escritura y la lectura.
OPERACIÓN DE LECTURA
Un dato es leído de la memoria EEPROM 2816 mediante la aplicación
de un nivel alto en Vpp, (voltaje de programación conectada a Vcc),
un nivel bajo en (CE)' y un nivel bajo en (OE)', con estas condiciones
se obtiene información de terminales E/S estarán en estado
de alta impedancia siempre y cuando (OE)' y/o (CE)' están en un
nivel alto.
La función de la terminal (CE)' es la de poder controlar la activación
del chip, puede ser usado por un sistema con microprocesadores para la
selección del dispositivo.
La terminal que habilita las salidas, o las pone en estado de alta impedancia,
si se tiene en cuanta que las entradas son estables el tiempo de acceso
es igual al tiempo de retardo de la terminal (CE)', los datos están
disponibles después de un tiempo de retardo de la terminal (OE)'.
OPERACIÓN DE ESCRITURA
(modo de programación de + 5 Volts)
El ciclo de escritura es iniciado por la aplicación de un nivel
bajo en Vpp, 200 nseg, mientras que (OE)' debe estar en estado alto y (CE)'
en estado bajo, la dirección es doblemente almacenada a la caída
y a la salida de Vpp, una vez realizado esto la arquitectura interna de
la memoria borrara automáticamente el dato seleccionado y procederá
a escribir el nuevo dato en un tiempo de l0 mseg, mientras tanto las terminales
E/S o E/S; permanecerán en estado de alta impedancia durante un
tiempo igual al de la operación del proceso de escritura,
La EEPROM 2816 se escribe y se borra eléctricamente utilizando
un voltaje de +5 Volts para grabar y leer, la condición de grabado
es "borrado antes de escribir", esta memoria es del tipo ROM reprogramable,
en caso de que se desconecte el circuito de alimentación de la energía
la información no se pierde, se puede usar el modo de "stanby" para
que la información no se borre.
La 2816 se borra y se programa eléctricamente y no ópticamente
como lo requieren normalmente las EPROMS, en estas, se borra la información
con luz ultravioleta, el dispositivo EEPROM 2816 ofrece flexibilidad para
borrar un solo bit o todo el chip si así se desea.
Para escribir en una localidad en particular, el bit existente se borra
antes de escribir el nuevo bit, los niveles de las terminales E/S deben
ser compatibles con la tecnología TTL en cuanto a sus equivalentes
de niveles lógicos deseados como niveles de grabación, la
programación debe durar mínimo 9 msg y un máximo de
15 mseg.
OPERACIÓN DE BORRADO
Si se desean borrar todas las direcciones de la EEPROM 2816, el dispositivo
ofrece una función para borrado inmediato de todas las localidades,
cuando esta función se lleva a cabo ... (seguirá)
