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;

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)