Tema
3.2 Estructura de los sistemas de memoria Introducción
La memoria principal o RAM (Random Access Memory, 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 el la aleatoria y rápidamente Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módul os de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pin es" 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 pe rmanece grabada. Tipos de RAM
Hay muchos tipos de memorias DRAM, Fast Page, EDO, SDRAM, etc. Y lo que es pe or, varios nombres. Trataremos estos cuatro, que son los principales, aunque mas adelante en este Informe encontrará prácticamente todos los demás tipos.
DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la origi nal", y por tanto la más lenta.
Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns ), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la sigui ente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.
Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
Fast Page ( FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evol uciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Al go más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.
Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están sali endo (haciendo su Output), lo que l a hace algo más rápida (un 5%, más o menos).
Muy común en los Penti um MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sól o se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.
PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que util izan los AMD K6 -2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que
se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias ve ndidas como "de 100 MHz" las cumplen.
PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).
Material
1 Sistema mínimo con Microprocesador, circuito de rel oj, circuito de rese t, memoria EEPROM, PPI 8255 y decodificador de di recciones con GAL22V10D. 1 Circuito Inte grado SRAM 6116. Equipo
1 Fuente de C.D. 1 Osciloscopio 1 Multímetro 1 Punta lógica para prueba de tercer estado 1 Circuito de Leds de prueba Procedimiento Experimental
1. Implemente el circuito mostrado en la figura 6.8 considerando que ya se tiene armado el siste ma mínimo de microprocesador incluyendo la memoria EEPROM y el PPI 8255 y solo debe rá adicionarse el circuito integrado 6116 que integra la memoria SRAM. 2. Utilice la figura 6.5 para guiarse en la implementación física.
Figura 6.5 Implementación de memoria SRAM. 3. Edite el si guiente programa en lenguaje ensamblador, tal y como se muestra en la fi gura 6.6 y obtenga el código de máquina.
Figura 6.6 Programa de registro de corrimien to. 4. Programe la memoria EEPROM en el programador universal con el archivo P06 Registro de corrimiento. hex. 5. Escriba la función decodificadora de dirección en un proyecto de ISPLEVER tal y como se muestra en la f igura 6.7. 6. Programe la GAL con el archivo con te rminación .jed y pruebe el si stema completo para comprobar el funcionamiento del sistema. 7. Mida el ti empo de encendido del led y el tiempo entre cambios producido por el sistema, comprobando que se cumplan los ti empos de diseño.
El tiempo de encendido fue de 130ms, mie ntras que el periodo fue 11.70s que es el tiempo que tarda en encender el mismo led. Se debe tomar en cuenta que la frecuencia del microprocesador Z80 fue a 3MHz.
En la primera imagen tenemos el ciclo que tarada en encender un led, mientras que en la segunda tenemos el pulso que hace prende r al led que según nuestros cursores es aproximadamente de 130ms.
Figura 6.7 Habilitación de la memoria SRAM con la GAL22V10D. Cuestionario
1. ¿Es posibl e llamar una y otra vez en forma recursiva a las subrutinas con la estructura de la pila de este microprocesador?
Si ya que estas son ocupados para procesos de detención del microprocesador como el uso del Stack pointer. 2. Porque se establece la dirección inicial de la pila en la dirección final de la SRAM y no en la posición inicial. Es debido a que la subrutina ocupa un concepto ll amado LIFO (Last In Fi rts Out) este funciona como si fuera una tina llena de bloques y donde el último bloque es el primero que tomamos para vuestro uso. 3. Justifi que la expresión de Boole empleada para la activación de l a SRAM. Para activar la SRAM tenemos el uso de las direcciones A11-A15 igual que la EEPROm el problema aquí es que son las mismas direcciones por lo que para evitar activar las dos memorias al mismo tiempo ten dremos que negar A13 y A12 e igual que la EEPROM usaremos una OR y una XNOR para RD y WR ya que no puede estar activadas al mismo tiempo. 4. Explique el concepto LIFO empleado en la pila del mi croprocesador Z80. El término LIFO es el acrónimo inglé s de Last In, Fi rst Out (último en entrar, primero en salir) . El término LIFO se utiliza en estructuras de datos y teoría de colas. Guarda analogía con una pil a de platos, en la que los platos van ponié ndose uno sobre el otro, y si se quiere sacar uno, se saca primero el último que se puso. 5. Como identifica el microprocesador a cuál de las 2 memorias del circuito se está accediendo. Atreves del uso de una tabla de verdad de direcciones con la cual tendremos que e n cierta combinación A12 y A13 son las que marcaran la di ferencia entre usar la SRAM y EEPROM. Conclusiones
Debido a que sol o vimos como prendían los leds, no se logró ver cómo funciona una subrutina por lo que l a única relación que podemos hacer es que los leds tenían una secuencia infi nita. Como observación la frecuencia de 4MHz no fue óptima para nuestro sistema ya que se pasmaba por lo que se debió reducir la frecuencia a 3MHZ. Bibliografía
Manual de Z80 Zil og Diccionario De Informática & Internet Márcia Regina Sawaya Nobel 3ra edición