Diversi tipi di moduli di memoria utilizzati nel sistema integrato

Diversi tipi di moduli di memoria utilizzati nel sistema integrato

Un sistema integrato utilizza diversi tipi di moduli di memoria per un'ampia gamma di attività come l'archiviazione del codice software e le istruzioni per l'hardware. Questi codici e istruzioni software vengono utilizzati per programmare il microcontrollore .

Diversi tipi di memoria

Diversi tipi di memoria



Un modulo di memoria è un dispositivo fisico utilizzato per memorizzare programmi o dati su base temporanea o permanente da utilizzare nell'elettronica digitale. Esistono diverse varietà di memorie nel sistema embedded, ognuna con la propria modalità di funzionamento particolare. Una memoria efficiente aumenta le prestazioni dei sistemi embedded.




2 tipi di moduli di memoria

Diversi tipi di moduli di memoria per qualsiasi sistema dipende dalla natura dell'applicazione di quel sistema. Le prestazioni di memoria e i requisiti di capacità sono ridotti per i sistemi a basso costo. La selezione di un modulo di memoria è il requisito più critico nella progettazione di un file progetto basato su microcontrollore .

I seguenti tipi generali di moduli di memoria possono essere utilizzati in un sistema integrato.



  • Memoria volatile
  • Memoria non volatile

Modulo di memoria volatile - RAM

I dispositivi di memoria volatile sono tipi di dispositivi di archiviazione che conservano il loro contenuto fino a quando non viene applicata l'alimentazione.

Quando si spegne l'alimentazione, questi ricordi perdono il loro contenuto.


Un esempio di dispositivo di memoria volatile è Random Access Memory (RAM)



Modulo di memoria volatile-RAM

Modulo di memoria volatile-RAM

Il chip di memoria RAM, indicato come memoria principale, è una posizione di archiviazione che consente di archiviare e accedere rapidamente alle informazioni da una posizione casuale con il modulo di memoria. La cella di memoria a cui è possibile accedere per il trasferimento di informazioni ao da qualsiasi posizione casuale desiderata è chiamata memoria ad accesso casuale.

Una memoria RAM è progettata con una raccolta di celle di archiviazione. Ogni cella contiene BJT o MOSFET in base al tipo di modulo di memoria. Ad esempio, la memoria RAM 4 * 4 può memorizzare 4 bit di informazioni.

Ogni istruzione di una riga e di una colonna in questa matrice è una cella di memoria. Ogni blocco etichettato BC, rappresenta le celle binarie con i suoi 3 ingressi e 1 uscita. Ogni blocco è composto da 12 celle binarie.

Circuito di archiviazione dati interno per memoria RAM

Per ogni blocco di memoria, ogni parola in uscita dal decodificatore è l'ingresso di selezione. Il decoder viene abilitato con l'ingresso di abilitazione della memoria. Quando il pin di abilitazione della memoria è a livello logico basso, tutte le uscite del decodificatore sono a livello logico basso e la memoria non seleziona alcuna parola. Quando il pin di abilitazione è a livello logico alto, l'uscita parallela corrispondente all'ingresso seriale viene fornita come ingresso di selezione a ciascun blocco di memoria.

Circuito di memorizzazione dati interno per chip di memoria RAM

Circuito di memorizzazione dati interno per chip di memoria RAM

Una volta selezionata la parola, il pin di lettura e scrittura di ogni blocco determina l'operazione. Se il pin di lettura / scrittura è a livello logico basso, l'ingresso viene scritto sul blocco di memoria. Se il pin di lettura / scrittura è a livello logico alto, l'uscita viene letta da ciascun blocco.

Non-Volatile Memory-ROM Memory

Le memorie non volatili sono tipi di memoria permanente di chip di memoria che possono recuperare le informazioni memorizzate anche quando l'alimentazione è spenta. Un esempio di dispositivo di memoria non volatile è la memoria di sola lettura (ROM).

La ROM sta per Memoria di sola lettura . La ROM può essere utilizzata solo per leggere, ma non può essere scritta. Questi dispositivi di memoria non sono volatili.

Memoria non volatile-ROM Memory

Memoria non volatile-ROM Memory

Le informazioni vengono memorizzate permanentemente in tali memorie durante la produzione. La ROM può memorizzare le istruzioni necessarie per avviare il computer quando il computer viene alimentato. Questa operazione viene definita bootstrap.

Una cella di memoria ROM è progettata con un singolo transistor. La memoria ROM non viene utilizzata solo nei computer ma anche in altri dispositivi elettronici come controller, micro forni, lavatrici ecc.

Una famiglia ROM è progettata con la raccolta di celle di archiviazione. Ogni cella di memoria contiene transistor bipolare o MOSFET in base ai tipi di memoria.

Tipi di chip RAM disponibili

La famiglia RAM include due importanti dispositivi di memoria che sono

Memoria statica ad accesso casuale (SRAM)

Il modulo Static Random Access Memory è un tipo di RAM che conserva i bit di dati nella sua memoria finché viene fornita l'alimentazione. La SRAM non deve essere aggiornata periodicamente. La RAM statica fornisce un accesso più rapido ai dati ed è più costosa della DRAM.

Memoria statica ad accesso casuale (SRAM)

Memoria statica ad accesso casuale (SRAM)

Ogni bit in una SRAM è memorizzato in quattro transistor che formano due inverter ad accoppiamento incrociato. Altri due transistor - tipi servono a controllare l'accesso alle celle di memoria durante le operazioni di lettura e scrittura. Tipicamente una SRAM utilizza sei transistor per memorizzare ogni bit di memoria. Queste celle di stoccaggio hanno due stati stabili utilizzati per indicare '0' e '1'.

Vantaggi:

  • La SRAM esterna fornisce grandi capacità di archiviazione rispetto alle memorie su chip.
  • I dispositivi SRAM possono essere trovati anche in capacità sempre più piccole.
  • Le SRAM hanno tipicamente una latenza molto bassa e prestazioni elevate.
  • La memoria SRAM può essere progettata e interfacciata molto facilmente rispetto ad altre memorie

Applicazioni:

  • La SRAM esterna è abbastanza efficace come buffer più veloce per blocchi di dati di medie dimensioni. È possibile utilizzare SRAM esterna per memorizzare nel buffer i dati che non si adattano alla memoria su chip e richiedono una latenza inferiore rispetto a quella fornita dalla DRAM.
  • Se il tuo sistema richiede un blocco di memoria più grande di 10 MB, puoi considerare diversi tipi di memoria come SRAM.

Memoria dinamica ad accesso casuale:

La memoria dinamica ad accesso casuale è un tipo di modulo RAM che memorizza ogni bit di dati all'interno di un condensatore separato. Questo è un modo efficiente per archiviare i dati in memoria perché richiede meno spazio fisico per archiviare i dati.

Memoria casuale ad accesso dinamico (DRAM)

Memoria casuale ad accesso dinamico (DRAM)

Una particolare dimensione della DRAM può contenere più quantità di dati rispetto a un chip SRAM con le stesse dimensioni. I condensatori nella DRAM devono essere costantemente ricaricati per mantenere la loro carica. Questo è il motivo per cui la DRAM richiede più potenza.

Ogni chip di memoria DRAM è costituito da posizioni di archiviazione o celle di memoria. È costituito da un condensatore e un transistor che possono mantenere lo stato attivo o inattivo. Ogni cella DRAM viene chiamata bit.

Quando la cella DRAM mantiene un valore allo stato attivo '1', la carica è allo stato alto. Quando la cella DRAM mantiene un valore allo stato inattivo '0', la carica è inferiore a un certo livello.

Vantaggi:

  • La capacità di archiviazione è molto elevata
  • È un dispositivo a basso costo

Applicazioni:

  • Viene utilizzato per archiviare grandi blocchi di dati
  • Viene utilizzato nell'esecuzione del codice del microprocessore
  • Applicazioni in cui è richiesto l'accesso alla memoria a bassa latenza.

Tipi di memorie ROM

Diversi tipi di memoria nella famiglia ROM hanno quattro importanti dispositivi di memoria che sono:

Memoria di sola lettura programmabile:

La Memoria di sola lettura programmabile (PROM) può essere modificata una sola volta dall'utente. La PROM è realizzata con una serie di fusibili. Il chip è programmato dal programmatore PROM in cui alcuni fusibili sono bruciati. I fusibili aperti vengono letti come uno, mentre i fusibili bruciati vengono letti come zeri.

Memoria di sola lettura programmabile

Memoria di sola lettura programmabile

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile:

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile

La memoria di sola lettura programmabile cancellabile è uno dei tipi speciali di moduli di memoria che possono essere programmati un numero qualsiasi di volte per correggere gli errori. Può trattenere il suo contenuto fino a quando non viene esposto alla luce ultravioletta.

La luce ultravioletta ne cancella il contenuto rendendo possibile la programmazione della memoria. Per scrivere e cancellare il chip di memoria EPROM, abbiamo bisogno di un dispositivo speciale chiamato programmatore PROM.

La EPROM è programmata forzando la carica elettrica su un piccolo pezzo di metallo di silicio policristallino noto come floating gate, che si trova nella cella di memoria. Quando la carica è presente in questa porta, la cella è programmata, cioè la memoria contiene '0'. Quando la carica non è presente nel gate, la cella non è programmata, cioè la memoria contiene '1'.

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente :

EEPROM è un chip di memoria di sola lettura modificato dall'utente che può essere cancellato e programmato per un numero di volte.

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente

Memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente

Questi dispositivi di memoria vengono utilizzati nei computer e in altri dispositivi elettronici per memorizzare una piccola quantità di dati che devono essere salvati quando viene rimossa l'alimentazione. Il contenuto della EEPROM viene cancellato esponendolo a una carica elettrica.

I dati EEPROM vengono memorizzati e rimossi 1 byte di dati alla volta. Non è necessario rimuovere la EEPROM dal computer per essere modificata. La modifica del contenuto non richiede l'attrezzatura aggiuntiva.

La moderna EEPROM consente operazioni su pagine multi byte e ha una durata limitata. La EEPROM può essere progettata da 10 a 1000 cicli di scrittura. Quando il numero di operazioni di scrittura è completato, la EEPROM smette di funzionare.

EEPROM è un dispositivo di archiviazione che può essere implementato con meno standard nella progettazione delle celle. La cella più comune è composta da due transistor. Il transistor di memorizzazione ha un misuratore flottante simile a EPROM. Le EEPROM hanno due famiglie che sono EEPROM seriale e EEPROM parallela. La EEPROM parallela è più veloce ed economica della memoria seriale.

Memoria flash:

La memoria flash è il dispositivo più utilizzato per dispositivi elettronici e informatici. La memoria flash è tra i tipi speciali di memoria che possono essere cancellati e programmati con un blocco di dati. La memoria flash conserva i suoi dati anche senza alimentazione. La memoria flash è popolare perché funziona in modo veloce ed efficiente rispetto alla EEPROM.

Memoria flash

Memoria flash

Il modulo di memoria flash è progettato per circa 100000-10000000 cicli di scrittura. Il vincolo principale con la memoria flash è il numero di volte in cui i dati possono essere scritti su di essa. I dati possono essere letti dalla memoria flash tutte le volte che si desidera, ma dopo un certo numero di operazioni di scrittura smetterà di funzionare.

Memoria su chip

La memoria On-Chip si riferisce a qualsiasi modulo di memoria come RAM, ROM o altre memorie ma che esce fisicamente sul microcontrollore stesso. Diverso microcontrollori -tipi come il microcontrollore 8051 ha una memoria ROM su chip limitata. Tuttavia ha una capacità di espansione fino a un massimo di 64 KB di memoria ROM esterna e 64 KB di memoria RAM esterna.

Memoria su chip

Memoria su chip

Il pin / EA viene utilizzato per controllare le memorie esterne ed interne del microcontrollore. Se il pin / EA è collegato a 5V, i dati vengono recuperati da o verso la memoria interna del microcontrollore. Quando il pin / EA è collegato a terra, i dati vengono recuperati da o verso le memorie esterne.

Spero che ormai tu abbia una chiara comprensione dei diversi tipi di memoria. Ecco una domanda fondamentale per te: per progettare qualsiasi sistema embedded, quale tipo di ROM e RAM viene solitamente utilizzato e perché?

Dai le tue risposte nella sezione commenti qui sotto.

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