Un sistema integrado utiliza diferentes tipos de módulos de memoria para una amplia gama de tareas, como el almacenamiento de código de software e instrucciones para hardware. Estos códigos e instrucciones de software se utilizan para programar el microcontrolador .
Diferentes tipos de memoria
Un módulo de memoria es un dispositivo físico que se utiliza para almacenar programas o datos de forma temporal o permanente para su uso en electrónica digital. Hay diferentes variedades de memorias en el sistema integrado, cada una con su propio modo de funcionamiento particular. Una memoria eficiente aumenta el rendimiento de los sistemas integrados.
2 tipos de módulos de memoria
Diferentes tipos de módulos de memoria para cualquier sistema depende de la naturaleza de la aplicación de ese sistema. Los requisitos de capacidad y rendimiento de la memoria son pequeños para sistemas de bajo costo. La selección de un módulo de memoria es el requisito más crítico en el diseño de un proyecto basado en microcontrolador .
Los siguientes tipos generales de módulo de memoria se pueden utilizar en un sistema integrado.
- Memoria volatil
- Memoria no volátil
Módulo de memoria volátil - RAM
Los dispositivos de memoria volátil son tipos de dispositivos de almacenamiento que retienen su contenido hasta que se les aplica energía.
Cuando se apaga la energía, estos recuerdos pierden su contenido.
Un ejemplo de dispositivo de memoria volátil es la memoria de acceso aleatorio (RAM)
Módulo de memoria volátil-RAM
El chip de memoria RAM, conocido como memoria principal, es una ubicación de almacenamiento que permite almacenar información y acceder a ella rápidamente desde una ubicación aleatoria con un módulo de memoria. La celda de memoria a la que se puede acceder para la transferencia de información hacia o desde cualquier ubicación aleatoria deseada se llama memoria de acceso aleatorio.
Una memoria RAM está diseñada con una colección de celdas de almacenamiento. Cada celda contiene BJT o MOSFET según el tipo de módulo de memoria. Por ejemplo, la memoria RAM 4 * 4 puede almacenar 4 bits de información.
Cada instrucción de una fila y columna en esta matriz es una celda de memoria. Cada bloque etiquetado BC, representa las celdas binarias con sus 3 entradas y 1 salida. Cada bloque consta de 12 celdas binarias.
Circuito de almacenamiento de datos interno para memoria RAM
Para cada bloque de memoria, cada palabra que sale del decodificador es la entrada seleccionada. El decodificador se habilita con la entrada de habilitación de memoria. Cuando el pin de habilitación de memoria está en un nivel lógico bajo, todas las salidas del decodificador están en un nivel lógico bajo y la memoria no selecciona ninguna palabra. Cuando el pin de habilitación está en un nivel lógico alto, la salida paralela correspondiente a la entrada en serie se proporciona como entrada de selección para cada bloque de memoria.
Circuito de almacenamiento de datos interno para chip de memoria RAM
Una vez seleccionada la palabra, el pin de lectura y escritura de cada bloque determina la operación. Si el pin de lectura / escritura está en un nivel lógico bajo, la entrada se escribe en el bloque de memoria. Si el pin de lectura / escritura está en un nivel lógico alto, la salida se lee de cada bloque.
Memoria ROM no volátil
Las memorias no volátiles son tipos de almacenamiento permanente de chips de memoria que pueden recuperar información almacenada incluso cuando la alimentación está apagada. Un ejemplo de dispositivo de memoria no volátil es la memoria de solo lectura (ROM).
La ROM significa Memoria de sólo lectura . La ROM solo se puede usar para leer, pero no se puede escribir en ella. Estos dispositivos de memoria no son volátiles.
Memoria ROM no volátil
La información se almacena permanentemente en tales memorias durante la fabricación. La ROM puede almacenar las instrucciones necesarias para iniciar la computadora cuando se le da energía. Esta operación se conoce como bootstrap.
Una celda de memoria ROM está diseñada con un solo transistor. La memoria ROM no solo se usa en las computadoras sino también en otros dispositivos electrónicos como controladores, microhornos, lavadoras, etc.
Una familia ROM está diseñada con una colección de celdas de almacenamiento. Cada celda de memoria contiene un transistor bipolar o MOSFET según los tipos de memoria.
Tipos de chips RAM disponibles
La familia RAM incluye dos importantes dispositivos de memoria que son
Memoria estática de acceso aleatorio (SRAM)
El módulo de memoria estática de acceso aleatorio es un tipo de RAM que retiene los bits de datos en su memoria mientras se suministre energía. No es necesario actualizar la SRAM periódicamente. La RAM estática proporciona un acceso más rápido a los datos y es más cara que la DRAM.
Memoria estática de acceso aleatorio (SRAM)
Cada bit de una SRAM se almacena en cuatro transistores que forman dos inversores de acoplamiento cruzado. Dos adicionales transistores - tipos sirven para controlar el acceso a las celdas de almacenamiento durante las operaciones de lectura y escritura. Normalmente, una SRAM utiliza seis transistores para almacenar cada bit de memoria. Estas celdas de almacenamiento tienen dos estados estables que se utilizan para indicar '0' y '1'.
Ventajas:
- La SRAM externa proporciona una gran capacidad de almacenamiento que las memorias en chip.
- Los dispositivos SRAM se pueden encontrar incluso en capacidades mayores y menores.
- Las SRAM suelen tener una latencia muy baja y un alto rendimiento.
- La memoria SRAM se puede diseñar e interconectar muy fácilmente en comparación con otras memorias
Aplicaciones:
- La SRAM externa es bastante efectiva como un búfer más rápido para bloques de datos de tamaño mediano. Puede utilizar SRAM externa para almacenar en búfer los datos que no encajan en la memoria en el chip y requieren una latencia más baja que la que proporciona la DRAM.
- Si su sistema requiere un bloque de memoria de más de 10 MB, puede considerar diferentes tipos de memorias como SRAM.
Memoria dinámica de acceso aleatorio:
La memoria dinámica de acceso aleatorio es un tipo de módulo RAM que almacena cada bit de datos dentro de un capacitor separado. Esta es una forma eficaz de almacenar los datos en la memoria porque requiere menos espacio físico para almacenar los datos.
Memoria aleatoria de acceso dinámico (DRAM)
Un tamaño particular de DRAM puede contener más cantidades de datos que un chip SRAM con el mismo tamaño. Los condensadores de la DRAM deben recargarse constantemente para mantener su carga. Esta es la razón por la que DRAM requiere más potencia.
Cada chip de memoria DRAM consta de ubicaciones de almacenamiento o celdas de memoria. Está compuesto por un condensador y un transistor que pueden mantener el estado activo o inactivo. Cada celda de DRAM se denomina bit.
Cuando la celda DRAM tiene un valor en estado activo '1', la carga está en estado alto. Cuando la celda DRAM tiene un valor en estado inactivo '0', la carga está por debajo de cierto nivel.
Ventajas:
- La capacidad de almacenamiento es muy alta.
- Es un dispositivo de bajo costo.
Aplicaciones:
- Se utiliza para almacenar grandes bloques de datos.
- Se utiliza para ejecutar código de microprocesador.
- Aplicaciones donde se requiere acceso a memoria de baja latencia.
Tipos de memorias ROM
Los diferentes tipos de memoria de la familia ROM tienen cuatro dispositivos de memoria importantes que son:
Memoria de sólo lectura programable:
La memoria programable de solo lectura (PROM) puede ser modificada solo una vez por el usuario. La PROM se fabrica con una serie de fusibles. El chip es programado por el programador PROM en el que se queman algunos fusibles. Los fusibles abiertos se leen como unos, mientras que los fusibles quemados se leen como ceros.
Memoria de sólo lectura programable
Memoria de solo lectura programable y borrable:
Memoria de solo lectura programable y borrable
La memoria de sólo lectura programable y borrable es uno de los tipos especiales de módulos de memoria que pueden programarse tantas veces como desee para corregir los errores. Puede retener su contenido hasta que se expone a la luz ultravioleta.
La luz ultravioleta borra su contenido haciendo posible programar la memoria. Para escribir y borrar el chip de memoria EPROM, necesitamos un dispositivo especial llamado programador PROM.
La EPROM se programa forzando la carga eléctrica en una pequeña pieza de metal de polisilicio conocida como puerta flotante, que se encuentra en la celda de memoria. Cuando hay carga en esta puerta, la celda está programada, es decir, la memoria contiene '0'. Cuando la carga no está presente en la puerta, la celda no está programada, es decir, la memoria contiene '1'.
Memoria de solo lectura programable y borrable eléctrica :
EEPROM es un chip de memoria de solo lectura modificado por el usuario que se puede borrar y programar varias veces.
Eléctricamente programable y borrable memoria de sólo lectura
Estos dispositivos de memoria se utilizan en computadoras y otros dispositivos electrónicos para almacenar una pequeña cantidad de datos que deben guardarse cuando se retira la fuente de alimentación. El contenido de la EEPROM se borra al exponerlo a una carga eléctrica.
Los datos de EEPROM se almacenan y eliminan 1 byte de datos a la vez. No es necesario quitar la EEPROM de la computadora para modificarla. El cambio de contenido no requiere equipo adicional.
La EEPROM moderna permite operaciones de página de varios bytes y tiene una vida útil limitada. La EEPROM se puede diseñar de 10 a 1000 ciclos de escritura. Cuando se completa el número de operaciones de escritura, la EEPROM deja de funcionar.
EEPROM es un dispositivo de almacenamiento que se puede implementar con menos estándares en el diseño de celdas. La celda más común está compuesta por dos transistores. El transistor de almacenamiento tiene un indicador flotante similar a EPROM. Las EEPROM tienen dos familias que son EEPROM en serie y EEPROM en paralelo. La EEPROM paralela es más rápida y rentable que la memoria en serie.
Memoria flash:
La memoria flash es el dispositivo más utilizado para dispositivos electrónicos e informáticos. La memoria flash se encuentra entre los tipos especiales de memoria que se pueden borrar y programar con un bloque de datos. La memoria flash mantiene sus datos incluso sin energía. La memoria flash es popular porque funciona de manera rápida y eficiente que EEPROM.
Memoria flash
El módulo de memoria flash está diseñado para aproximadamente 100000-10000000 ciclos de escritura. La principal limitación de la memoria flash es el número de veces que se pueden escribir datos en ella. Los datos se pueden leer de la memoria flash tantas veces como se desee, pero después de un cierto número de operaciones de escritura, dejará de funcionar.
Memoria en chip
La memoria On-Chip se refiere a cualquier módulo de memoria como RAM, ROM u otras memorias, pero que sale físicamente en el propio microcontrolador. Diferente microcontroladores -tipos como el microcontrolador 8051, tiene una memoria ROM en chip limitada. Sin embargo, tiene la capacidad de expandirse a un máximo de 64 KB de memoria ROM externa y 64 KB de memoria RAM externa.
Memoria en chip
El pin / EA se utiliza para controlar las memorias externas e internas del microcontrolador. Si el pin / EA está conectado a 5 V, los datos se obtienen hacia o desde la memoria interna del microcontrolador. Cuando el pin / EA está conectado a tierra, los datos se obtienen hacia o desde las memorias externas.
Espero que a estas alturas ya tenga una comprensión clara de los diferentes tipos de memoria. Aquí hay una pregunta básica para usted: para diseñar cualquier sistema integrado, ¿qué tipo de ROM y RAM se usa generalmente y por qué?
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