Ejercicio Feedback Nº1. Unidad Didáctica 12 Busca en internet información acerca de los diferentes modelos de memorias y trata de hacer una breve descripción (no más de dos páginas) sobre sus características más importantes y qué aplicaciones tiene cada una de ellas. También se valorará productos comerciales.
1. MEMORIA ROM 1.1 MEMORIA PROM 1.2. MEMORIA EPROM 1.3. MEMORIA EEPROM 1.4. Memoria flash
2. MEMORIA RAM 2.1. RAM DINAMICA. 2.1.1 DIMM 2.1.2. SIMM 2.1.3. DDE 2.1.4. SO-DIMM 2.2. Memoria RAM estática
3. MEMORIA CACHE 3.1.
CACHE Nivel 1 (L1)
3.2. CACHES Nivel 2 (L2) 3.3. CACHE Nivel 3 (L3) 3.4. Caché interna 3.5. Caché externa
1. MEMORIA ROM. Las memorias de sólo lectura (ROM, read-only memory) son, al igual que las RAM, memorias de acceso aleatorio, pero, en principio, no pueden cambiar su contenido. Tampoco se borra la información de ellas si es interrumpida la corriente, por lo tanto es una memoria no volátil. Este tipo de memorias suele almacenar datos básicos y la configuración del ordenador para ser usado, principalmente, en el arranque del mismo. Por ejemplo, la BIOS y su configuración suele almacenarse en este tipo de memorias.
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Como la memoria RAM es más fácil de leerse que las ROM, antes de utilizarse, suele pasarse el contenido de la memoria ROM a la memoria RAM. A principios de los 80 estas memorias contenían todo el sistema operativo y, por lo tanto, no eran actualizables fácilmente; debían ser removidas físicamente y reemplazadas por otra. También este tipo de memorias suelen utilizarse en los cartuchos de videojuegos de consolas como Súper Nintendo, Mega Drive o Game Boy. Las memorias ROM pueden ser clasificadas, según su capacidad de variar su contenido, en:
Memoria PROM Memoria EPROM Memoria EEPROM Memoria flash
1.1 MEMORIA PROM PROM es el acrónimo de Programmable Read-Only Memory (ROM programable). Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible), que puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser escritos los datos) una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos. Pequeñas PROM han venido utilizándose como generadores de funciones, normalmente en conjunción con un multiplexor. A veces se preferían a las ROM porque son bipolares, habitualmente Schottky, consiguiendo mayores velocidades.
Programación Una PROM común se encuentra con todos los bits en valor 1 como valor por defecto de las fábricas; el quemado de cada fusible, cambia el valor del correspondiente bit a 0. La programación se realiza aplicando pulsos de altos voltajes que no se encuentran durante operaciones normales (12 a 21 voltios). El término Read-only (sólo lectura) se refiere a que, a diferencia de otras memorias, los datos no pueden ser cambiados (al menos por el usuario final).
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1.2. MEMORIA EPROM EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM programable borrable). Es un tipo de chip de memoria ROM no volátil inventado por el ingeniero Dov Frohman. Está formada por celdas de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o "transistores de puerta flotante", cada uno de los cuales viene de fábrica sin carga, por lo que son leídos como 1 (por eso, una EPROM sin grabar se lee como FF en todas sus celdas). Se programan mediante un dispositivo electrónico que proporciona voltajes superiores a los normalmente utilizados en los circuitos electrónicos. Las celdas que reciben carga se leen entonces como un 0.
Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte luz ultravioleta. Esto es debido a que los fotones de la luz excitan a los electrones de las celdas provocando que se descarguen. Las EPROMs se reconocen fácilmente por una ventana transparente en la parte alta del encapsulado, a través de la cual se puede ver el chip de silicio y que admite la luz ultravioleta durante el borrado. Como el cuarzo de la ventana es caro de fabricar, se introdujeron los chips OTP (One-Time Programmable, programables una sola vez). La única diferencia con la EPROM es la ausencia de la ventana de cuarzo, por lo que no puede ser borrada Una EPROM programada retiene sus datos durante diez o veinte años, y se puede leer un número ilimitado de veces. Para evitar el borrado accidental por la luz del sol, la ventana de borrado debe permanecer cubierta 1.3. MEMORIA EEPROM Las memorias de tipo EEPROM tienen como principal cualidad el permitir el almacenamiento y la sobre-escritura de datos por medio de los voltajes de operación norma de los circuitos electrónicos, además sostienen la información por muchos años sin fuente de alimentación. Podemos encontrar circuitos integrados de memorias EEPROM paralelas, compatibles pin a pin con circuitos con circuitos de memoria RAM o de memoria EPROM. Este tipo de memorias precisamente por ser de interfaz paralela, tiene muchos pines externos por medio de los cuales recibe y entrega los datos y permite el direccionamiento de las distintas posiciones de almacenamiento. Debido a esto, los circuitos integrados son de gran tamaño físico, impidiendo ser utilizados en aplicaciones que requieran tamaño reducido.
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Con las memorias EEPROM de interfaz serial, el control se ha reducido solamente a unos cuantos pines que son utilizados para entrada o salida de datos en forma serial( 1 o 2 pines ), habilitación ( 1 pin ), reloj de sincronismo ( 1 pin ), direccionamiento de dispositivo (3 pines) que no existen en la interfaz paralela y por último los pines de alimentación del circuito ( 2 pines ). Los datos y la dirección de las posiciones de memoria utilizarán únicamente uno o dos pines, dependiendo de el tipo de comunicación utilizada ( dos o tres hilos ). La velocidad de transferencia de datos puede variar desde lo 100 KHz hasta los 600 MHz, dependiendo del tipo de memoria y del sistema de comunicación utilizados. Descripción de las memorias: Existen dos tipos de memoria EEPROM seriales, una de ellas es la serie 24LCXX, que corresponde a los dispositivos de comunicación serial de dos hilos y la serie 93LCXX que se comunica a través de tres hilos. Cada una de las memorias utiliza protocolo de comunicación serial que depende de la acción a ejecutar, es decir, si se va a leer un dato, a escribir o se va a enviar una dirección. El programa que ejecuta el computador deberá seguir paso a paso la secuencia del protocolo dependiendo del tipo de memoria que se desea programar o leer. Si a memoria tiene más de 256 posiciones el direccionamiento se hace por medio de página siendo las 256 la página 0 (cero), las posiciones 256 a 511 la página 1 y así sucesivamente. Dentro de la información que se debe enviar a las memorias seriales se incluye uno o varios bits correspondientes a los números de página de la memoria. Secuencia de operación de las memorias: En los anexos se mostrarán unos diagramas de bloques, en los cuales se nos será más visibles la secuencia de operación de lectura y escritura para las memorias tanto de tres hilos como de dos hilos. Es de hacer notar que para cada operación debemos recibir un reconocimiento de la memoria que consiste en un pulso bajo durante un ciclo de reloj. Durante este reconocimiento la computadora debe tener una salida alta en el pin de datos con el fin de permitir a la memoria escribir escribir el pulso bajo y poder saber si realmente está entendiendo la información que se le está enviando. Para la comunicación de la computadora y cualquiera de las memorias, debemos elaborar un pequeño circuito electrónico que tiene como fin servir de interface entre dichos dispositivos y alojar los circuitos integrados a programar. A través del puerto paralelo de la computadora, el mismo que se utiliza para la impresora, podemos leer los datos que contiene la memoria y mostrarlos en la pantalla con su respectiva dirección. Así mismo, podemos enviar un dato a determinada dirección para que lo almacene de forma definitiva hasta que se sobrescriba o se borre tal posición.
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Con el fin de poder insertar o retirar los chips de la memoria del circuito electrónico sin necesidad de apagar manualmente la fuente de alimentación, se ha diseñado un pequeño sistema de tal forma que las memoria estén energizadas (+Vcc) solamente durante su programación. A través de una de las compuertas de IC1 se envía la señal para que los transistores TR1 y TR” suministren alimentación positiva (Vcc Men), a los circuitos de memoria. Por medio del LED rojo podemos visualizar el instante en que están con alimentación positiva y con el LED verde los 5 voltios de alimentación general del circuito. El circuito integrado IC1, formado por 8 compuertas buffer, es utilizado para tomar las señales provenientes del puerto paralelo, adaptarlas y dirigirlas a la memoria de interface a tres hilos. Así mismo toma la señal de datos de dicha memoria y la envía hacia el puerto paralelo de la computadora. Con la memoria de dos hilos se debe tener especial cuidado ya que utiliza un mismo pin para entrada y salida de datos. En este caso se debe utilizar una compuerta de colector abierto de tal manera que si hay conflictos entre datos que entran y salen no ocurra corto circuito y posibles daños de componentes electrónicos. Característica principal de la EEPROM:
Se pueden conectar fácilmente con microprocesadores o microcontroladores, algunas de estas memorias tienen pines para realizar esta labor. Transferencia de datos de manera serial, lo que permite ahorro del micro para dedicarlo a otras funciones. El consumo de corriente es mucho menor que en las memorias que trabajan en paralelo.
Un aspecto que podría significar una limitante para las memorias seriales es la velocidad de lectura, si se comparan con la EEPROM paralelas, aunque las velocidades que se logran son aceptables para las mayorías de las aplicaciones. Entre las diferencia que podemos encontrar entre los dos tipos de memorias serial, es que la de dos hilos usan bus IIC no siendo así para la de tres hilos. La de tres hilos maneja datos de 8 a 16 bits, mientras que la de dos hilos maneja 8 bits; e la de dos hilos la protección contra escritura es por el hardware, mientras que en la de tres hilos se protege a través del software; la operación de la de tres hilos es de hasta 6 MHz y la de 2 hilos es de 100 KHz y 400 KHz con
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opción de 1 MHz; la de tres hilos tiene 4 pines de comunicación, mientras que la de dos hilos tiene solamente dos pines. Ahora nos preguntamos qué tipo de memoria elegir a la hora de diseñar, esto depende de lo que necesite nuestro circuito; si necesitamos inmunidad al ruido o se tiene un número limitado de pines en el micro controlador se debe usar la memoria serial de dos hilos. Luego si se requiere altas velocidades de transferencia de información o hay que manejar datos de 16 bits de longitud la más indicada es la de 3 hilos. La memoria principal o RAM (Random AccessMemory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada. Se le llama RAM porque es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en gruposa unas plaquitas con "pines" o contactos: La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada. 2.1. RAM DINAMICA. DRAM (Dynamic Random Access Memory ) es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la actualidad. 2.2. Memoria RAM estática
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La RAM estática utiliza una tecnología completamente diferente. Podemos entenderlo como un circuito electrónico capaz de mantener un bit de memoria. Puede llevar cuatro o seis transistores con algo de cableado, pero no tiene que ser refrescado jamás. Esto hace que la RAM estática sea significativamente más rápida que la memoria dinámica. Sin embargo, al tener más partes, una celda de memoria estática ocupa mucho más espacio en un chip que una celda de memoria dinámica. Por este motivo se consigue menos memoria por cada chip, y hace que la memoria estática sea más cara.
CONCLUCION. En este trabajo comprendimos los distintos tipos de memorias que existen en una computadora además aprendimos la función de cada una. también la ubicación de cada una para que sirven y como es que interactúan con el microprocesador para poder lograr un mejor rendimiento del mismo así como mejorar la rapidez y agilidad a la hora de procesar datos que serán almacenados ya sea temporalmente o para siempre. comprendimos que la memoria ROM es una memoria a la cual no se le pueden modificar la información que contiene, que la memoria RAM es una memoria que alberga información solo por un tiempo ya que se considera una memoria volátil al igual que la memoria cache pero esta ayuda mucho en lo que es exploradores de red.
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