a.s.e.23.1 architettura dei sistemi elettronici lezione n° 23 memorie definizionidefinizioni...
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A.S.E.A.S.E. 23.23.11
ARCHITETTURA DEI SISTEMI ARCHITETTURA DEI SISTEMI ELETTRONICIELETTRONICI
LEZIONE N° 23LEZIONE N° 23
MemorieMemorie• Definizioni Definizioni • Memoria RAMMemoria RAM• OrganizzazioneOrganizzazione• TemporizzazioneTemporizzazione• Cella baseCella base• Tipi di indirizzamentoTipi di indirizzamento
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A.S.E.A.S.E. 23.23.22
RichiamiRichiami
• Flip – Flop R – SFlip – Flop R – S• Flip – FLop D edge triggeredFlip – FLop D edge triggered• DecodificatoriDecodificatori• Tecniche di sintesi di reti sequenzialiTecniche di sintesi di reti sequenziali
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A.S.E.A.S.E. 23.23.33
Definizioni Definizioni MEMORIEMEMORIE
• Memoria = elemento in grado di Memoria = elemento in grado di conservare un’informazioneconservare un’informazione
• Memorie Volatili = in grado di Memorie Volatili = in grado di conservare l’informazione solo se conservare l’informazione solo se alimentatealimentate
• Memorie Non Volatili = non perdono Memorie Non Volatili = non perdono l’informazione anche se non alimentatel’informazione anche se non alimentate
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A.S.E.A.S.E. 23.23.44
DefinizioniDefinizioniMEMORIE NON VOLATILIMEMORIE NON VOLATILI
• ROM = Read Only MemoryROM = Read Only Memory• Programmata in fabbricaProgrammata in fabbrica
• PROM = Programmable Read Only MemoryPROM = Programmable Read Only Memory• Programmabile Programmabile una sola voltauna sola volta dall’utente dall’utente
[OTP][OTP]
• EPROM =Erasable Programmable ROMEPROM =Erasable Programmable ROM• Prog. elettricamente, Cancellazione UVProg. elettricamente, Cancellazione UV
• EE22PROM = Electrical Erasable PROMPROM = Electrical Erasable PROM• Programmazione e cancellazione elettricaProgrammazione e cancellazione elettrica
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A.S.E.A.S.E. 23.23.55
DefinizioniDefinizioniMEMORIE VOLATILIMEMORIE VOLATILI
• RAM = Random Access MemoryRAM = Random Access Memory• Memoria nella quale e possibileMemoria nella quale e possibile
– ScrivereScrivere WRITE WRITE (W)(W)– LeggereLeggere READREAD (R)(R)
• RAM Statica = se alimentata, conserva RAM Statica = se alimentata, conserva l’informazione per un tempo infinitol’informazione per un tempo infinito
• RAM Dinamica = anche se alimenta, RAM Dinamica = anche se alimenta, dopo un certo tempo perde dopo un certo tempo perde l’informazionel’informazione
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A.S.E.A.S.E. 23.23.66
Organizzazione di una RAMOrganizzazione di una RAM
• Memoria RAM di “H” parole di “N” bitMemoria RAM di “H” parole di “N” bit– H è una potenza del 2H è una potenza del 2– N solitamente può valere 1, 4, 8N solitamente può valere 1, 4, 8
• OsservazioneOsservazione• 221010 = = 1,0241,024 1K1K (Kilo)(Kilo)• 222020 = = 1,048,576 1,048,576 1M1M
(Mega)(Mega)• 223030 = = 1,073,741,8241,073,741,824 1G1G (Giga)(Giga)
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A.S.E.A.S.E. 23.23.77
Descrizione ai terminaliDescrizione ai terminali
• Memoria RAM 64K x 4Memoria RAM 64K x 4
64K x 464K x 4
A0
A15
D0
D3
CS R/W
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A.S.E.A.S.E. 23.23.88
LegendaLegenda
• A0 : A15A0 : A15 = indirizzi= indirizzi (ADDRESS)(ADDRESS)
• D0 : D3D0 : D3 = dati= dati (DATE)(DATE)
• CSCS = Attivatore (Chip Select) = Attivatore (Chip Select)
[attivo basso][attivo basso]• R/WR/W = scrittura / lettura (Read/Write)= scrittura / lettura (Read/Write)
[1 = legge, 0 = scrive][1 = legge, 0 = scrive]
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A.S.E.A.S.E. 23.23.99
TemporizzazzioneTemporizzazzione• Ciclo di letturaCiclo di lettura
• Ciclo di scritturaCiclo di scrittura
A0:A15
CS
R/W
D0:D3
A0:A15
CS
R/W
D0:D3
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1010
Cella di Memoria RAM STATICACella di Memoria RAM STATICA
R S
Q
Write Din
Word select
Dout
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1111
Parola (Word)Parola (Word)
Write
W s
R SQ
Din-3 Dout-3
R SQ
Din-2 Dout-2
R SQ
Din-1 Dout-1
R SQ
Din-0 Dout-0
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1212
OrganizzazioneOrganizzazione
Ws-0
R SQ
R SQ
R SQ
R SQ
Write
Write
R SQ
Din-3 Dout-3
R SQ
Din-2 Dout-2
R SQ
Din-1 Dout-1
R SQ
Din-0 Dout-0
Ws-1
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1313
Tecniche di accessoTecniche di accesso
• La singola word ha La singola word ha •N ingressi = Data InN ingressi = Data In•N uscite =Data Out N uscite =Data Out •1 selettore di parola1 selettore di parola
• All’esterno sono necessariAll’esterno sono necessari•N Data I/O (bidirezionale)N Data I/O (bidirezionale)•Chip Select (CS)Chip Select (CS)•Selezione Read/ Write (R/W)Selezione Read/ Write (R/W)•K indirizziK indirizzi
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1414
Schema 1Schema 1
• Uso di Buffer THREE-STATEUso di Buffer THREE-STATE
DD
DDoutout
DDinin
RR WW
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1515
Schema 2Schema 2
• Tabella di veritàTabella di verità
CS R/W R W
0 0 1 0
0 1 0 1
1 0 0 0
1 1 0 0
CSCS
R/WR/W
WW
RR
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1616
OsservazioneOsservazione
• Gli indirizzi sono codificati in binarioGli indirizzi sono codificati in binario• È necessario un decodificatire K – 2È necessario un decodificatire K – 2KK
DEC
K.....
0
2K
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1717
Schema completoSchema completo
M M M M
M M M M
M M M M
DEC
16
0
216-1
A0:A16
1
D3 D2 D1 D0
W
R
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1818
OsservazioniOsservazioni
• Architettura non quadrataArchitettura non quadrata• Complessità del Decoder N = 2Complessità del Decoder N = 2NN
• occorrono 2occorrono 2NN AND a N AND a N ingressiingressi
– Esempio: Memoria da 1Mbit (2Esempio: Memoria da 1Mbit (22020))– Complessità del Decoder 21 milioni di Complessità del Decoder 21 milioni di
Transistori !!Transistori !!
• Si ricorre a memorie a singolo bit e a Si ricorre a memorie a singolo bit e a struttura a matricestruttura a matrice
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A.S.E.A.S.E. 23.23.1919
RAMRAMRAMRAM
Organizzazione a MatriceOrganizzazione a Matrice
• Celle di memoria organizzate a quadratoCelle di memoria organizzate a quadrato
XXXX
YYYY
11
22N/N/
22
N/2N/211 22N/N/
22
N/2N/2
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A.S.E.A.S.E. 23.23.2020
OsservazioniOsservazioni
• Sono presenti due decodificatoriSono presenti due decodificatori– Decodificatore di riga Decodificatore di riga – decodificatore di colonnadecodificatore di colonna
• A ciascun decodificatore arriva N/2 A ciascun decodificatore arriva N/2 indirizziindirizzi
• Complessità totale dei Decoder Complessità totale dei Decoder
2 decodificatori N/2 – 22 decodificatori N/2 – 2N/2N/2
occorrono 2x2occorrono 2x2N/2N/2 AND a N/2 AND a N/2 ingressiingressi
[per memoria da 1 Mbit (2[per memoria da 1 Mbit (22020) occorrono ) occorrono
2 x 22 x 21010 x 11 =22528 transistori ] x 11 =22528 transistori ]
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A.S.E.A.S.E. 23.23.2121
ConclusioniConclusioni
• Memoria RAMMemoria RAM
• OrganizzazioneOrganizzazione
• TemporizzazioneTemporizzazione
• Cella baseCella base
• Tipi di indirizzamentoTipi di indirizzamento