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Eletrônica

Digital

Mémorias



Introdução


As memórias são um dos principais componentes da eletrônica digital sequencial , como tambem dos circuitos microprocessados ou microcontrolados. São nas memorias que são guardadas as instruções com as quais o sistema, seja ele computador ou microcontrolador se orienta, nas memorias tambem são armazenadas informações codificadas digitalmente. Estas informações nada mais são do que informações relativas a processamento com resultados de operações arimetricas, endereços, variaves de processo, comando de operaçoes, entre muitas outras informações

Duas informações são indispensaveis quando se trata de memórias: o Dado que é a informação guardada já citada anteriormente e o Endereço que a é localização da informação. As memorias acessam informações em lugares denominados localidades de memórias, cada uma das localidades de uma memória possui um conjunto de bits no que nos permite o seu acesso. A esse conjunto de bits damos o nome de endereço. Esse conceito é de fácil compreensão, pois como o próprio nome diz, o conjunto de bits representa o endereço da localidade onde está armazenada uma informação.
Na Figura abaixo temos uma representação simplificada de uma memória genérica.


Classificação das Memórias:

Tempo de Acesso
A informação é acessada através de endereços, que são um conjunto de bits associados às posições de memória. O tempo de acesso de uma memória é o tempo necessário desde a entrada de um endereço até o momento em que a informação apareça na saída. No caso de memórias de leitura/escrita, também é o tempo para a informação ser gravada. É possível ter acesso a uma dada posição de memória de duas maneiras diferentes:
• Acesso sequencial: É preciso percorrer todas as posições anteriores até chegar à posição desejada. Assim, o tempo de acesso depende da posição. Exemplo: fita magnética.
• Acesso aleatório: É possível que se chegue ao endereço diretamente. O tempo de acesso independe então da posição. Exemplo: memórias semicondutoras, RAM.

Volatilidade
As memórias voláteis são aquelas que, perdem as informações armazenadas ao se desligar a alimentação. Um exemplo típico são as RAM. As memórias não voláteis são aquelas que mesmo sem alimentação, continuam com as informações armazenadas. Exemplos são as memórias magnéticas e as memórias ROM, PROM e EPROM.

Troca de dados
Em relação a troca de dados com outros componentes do sistema, as memórias podem ser de escrita/leitura (ex: RAM) ou memórias de apenas leitura (ex: ROM).

Tipo de armazenamento
Quanto ao tipo de armazenamento as memórias classificam-se em:
• Estáticas: São aquelas em que, uma vez inserido, o dado lá permanece.
• Dinâmicas: Necessitam que a informação seja re-inserida periodicamente, caso contrário esta informação é perdida.

Estrutura geral e organização de uma memória:

Uma memória armazena ou acessa informações, por meio de endereços, em lugares denominados localidades de memórias. Para o acesso a estas localidades, o bloco possui uma série de terminais de entrada de endereços que são ligados a um conjunto de fios denominado barra de endereços (address bus). Para a entrada e saída dos dados, o bloco possui uma série de terminais ligados à barra de dados (data bus). Além disto, o bloco possui terminais de controle ligados à barra de controle (control bus). A figura abaixo esquematiza uma memória eletrônica típica com os barramentos indicados.

A simbologia da figura anterior mostra que a barra de dados é bidirecional, isto indica que a memória em questão é do tipo leitura/escrita.


Tipos de Memórias: Não Voláteis

As memórias não voláteis são aquelas que mantem salvas suas informações (dados) mesmo com o desligamento da energia elétrica, por esta característica elas são utilizadas para guardar programas ou FIREWARES (softwares que ficam alojados em circuitos integrados).

ROM (Read Only Memory)
Memória somente de leitura, é gravada de fabrica a pedido do cliente, só pode ser gravada uma única vez é só compensa financeiramente para largas escalas de produção, os cartuchos antigos de vídeo games eram produzidos com este tipo de memória.

PROM (Programmable Read Only Memory)
Memória programável somente de leitura, são memórias adquiridas sem programa e gravadas pelo cliente ou projetista, porém estas memorias apenas podem ser gravadas uma única vez, são uteis para produções de média escala.

EPROM (Erase Programmable Read Only Memory)
Memórias apagáveis e programáveis apenas de leitura, foram o primeiro tipo de memória não volátil com a capacidade de múltiplas regravações, sua programação é elétrica e seu apagamento por luz ultravioleta, característica desconfortável pela necessidade de retira-la do circuito para nova programação, porém é uma memória barata e que possibilitava grandes capacidades, muito utilizada como BIOS de computadores pessoais (PCs).

EEPROM (Electric Erase Programmable Read Only Memory)
Memória somente de leitura de apagamento e programação elétrica, essa memória revolucionou esse tipo de sistema, pois possibilitava a programação e reprogramação de maneira elétrica sem a necessidade da retirada do componente do circuito, porém demanda de grande complexidade de projeto o que reduz sua capacidade e eleva seu preço. Este tipo de memoria também possui um numero limitado de ciclos de gravação.

Memória Flash
é uma das memórias mais utilizadas hoje em dia e foi um grande desafio tecnológico sua concepção, pois era necessária uma memória tão barata e com a mesma capacidade de uma EPROM, porém com a facilidade de programação e reprogramação de uma EEPROM, e isso foi obtido com a redução das espessuras de óxidos de isolação dos transistores integrados no CI. A memória flash é de alta densidade, baixo custo, não volátil e rápida (para leitura e não para escrita), essas memórias são encontradas em uma infinidade de locais como, por exemplo, em cartões de memórias (Memory stick), maquinas fotográficas, mp3 players portáteis ou mesmo integradas em componentes como, por exemplo, microcontroladores. Geralmente as memórias FLASH são utilizadas para gravar a programação do microcontrolador, por causa da grande velocidade e armazenamento.

NVRAM (Non- Vlatile RAM)
Esta memória é idêntica a SRAM, porem ela tem uma bateria de backup que a ser desligadas, a bateria de backup a alimenta mantendo os dados salvos na memória. Geralmente é utilizada no clock do computador, onde existe uma bateria de Li que alimenta a memória mesmo com o computador desligado.


Tipos de Memórias: Voláteis

As memórias voláteis são aquelas que perdem suas informações (dados) com o desligamento da energia elétrica, desse modo elas não se prestam a utilização como memória de programa, porém são muito baratas e atingem altíssimas capacidades, desse modo são utilizadas como memória de trabalho, ou seja, memórias onde dados temporários como resultados de operações aritméticas, endereções, informações de processamento e outros, os dados são alocados podendo rapidamente serem processados pelo CPU ou enviados aos periféricos.

RAM Estática (SRAM)
Memórias de acesso aleatório (Random Access Memory) que são construídas com flip-flops e, portanto apenas perdem os dados com o desligamento da energia elétrica, são caras e de baixa capacidade. São as utilizadas pelos microcontroladores, é na SRAM onde ficam armazenados os valores das variáveis de um programa.

RAM Dinâmica (DRAM)
– Memórias de aceso aleatório que são construídas cada célula com apenas um transistor FET, são mais baratas e atingem altas capacidades, porém mesmo sem o desligamento da energia perdem seu conteúdo e, portanto necessitam periodicamente de um ciclo de reativação chamado de “Refresh Memory”.