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Aula - 02, Notas de aula de Mecatrônica

Memórias e Registradores: Latch, Flip-Flop e Organização de memórias

Tipologia: Notas de aula

Antes de 2010

Compartilhado em 28/09/2010

alan-barbosa-9
alan-barbosa-9 🇧🇷

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Microprocessadores
Aula 02:
Memórias
e
Registradores
:
Latch,
Flip
-
Flop
e
1
Memórias
e
Registradores
:
Latch,
Flip
-
Flop
e
Organização de memórias
Referência para a aula:
1 CAP. 10: FLOYD T. “Sistemas Digitais Fundamentos e
Aplicações” [biblioteca];
Prof.: Edgar Campos Furtado
Sala: 217.2
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Microprocessadores Aula 02: Memórias^ e

Registradores

:^ Latch,^ Flip

  • Flop^ e^1

Memórias^ e

Registradores

:^ Latch,^ Flip

  • Flop^ e

Organização de memóriasReferência para a aula: 1 –^ CAP.^ 10:

FLOYD^ T.^ “Sistemas

Digitais^ –^ Fundamentos

e

Aplicações” [biblioteca];^ Prof.: Edgar Campos Furtado^ [email protected]

Sala: 217.

Registrador:

Elemento de um sistema digital capaz de armazenar

variáveis digitais, com tamanho finito de bits; Memória:^ Elemento

de^ um^ sistema

digital^ capaz

de^ armazenar

dados binários em grande quantidade.

Elementos de Memória: Latches e Flip-Flops

AULA-^

As memórias podem ser baseadas em elementos: •^ Magnéticos:

HD, Disquetes, entre outros;

-^ Ópticos:^ CD-ROM, DVD, entre outros; •^ Semicondutores:

RAM, Capacitores, entre outros;

UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

Elementos de Memória: Latches e Flip-Flops

Latch RS ( reset-set

Elemento seqüencial biestável.

S et^ R eset^

Qanterior^ Qfinal 0 0 0

Mantêm Tabela Verdade AULA-^ UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

0 X

1 X

Qfinal=0 Qfinal=1 Não Permitido:Indeterminado

Elementos de Memória: Latches e Flip-Flops

Latch RS ( reset-set

) com CLOCK

: o estado é alterado sempre

que as entradas apropriadas mudam e o clock está ativo.

AULA-^ Portas AND: Função Habilitar OperaçãoUFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

1 AND^ QS 

QS 0 AND QS (^0) QS: Qualquer Sinal

Elementos de Memória: Latches e Flip-Flops

Mas afinal, qual a diferença entre

Latch^ tipo D e o Flip-flop tipo D? AULA-^

UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

LATCH D^

FLIP-FLOP D

Quando^ a^ entrada

de^ CLOCK está ativa, o^ latch

é considerado aberto ,^ e^ o^ valor

da^ saída^ Q torna-se o valor da entrada

D ,

ou^ seja,^ é

um^ elemento BIESTÁVEL ASSINCRONO!

Quando^ a^ entrada

de^ CLOCK muda^ de^ estado

(borda^ de subida ou de descida), o valor dasaída^ Q^ torna-se

o^ valor^ da entrada^ D ,^

mantendo-se^

até uma possível mudança em outro CLOCK , ou seja, é um elemento BIESTÁVEL SÍNCRONO

Elementos de Memória: Latches e Flip-Flops

Os Flip-Flops podem ser construídos a partir de

latches. Flip-flop com mudançano^ tempo^ de^

descida do CLOCK AULA-^ D C1 Q1C2 Q2UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

As^ memórias

semicondutoras

são,^ em^ geral,

constituídos

por

matrizes de latches ou capacitores.

Exemplo de matrizes 2D.

Memória Baseada em Semicondutores

Designações:16 X 416 nibbles Capacidade:

Designações:64 X 164 bitCapacidade: AULA-^ Designações:8 bits X 8 bits ou 8 X 88 bytesCapacidade:64 bitsUFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

Capacidade: 64 bits^

64 bits Célula: 1bit.Endereço: Linha 16, Coluna 4.

Exemplo de matrizes 3D. Nesse casso, cada endereço de linha ecoluna representa uma word.

Memória Baseada em Semicondutores

Designações:8 X 8 X 8 64 bytes AULA- Linha UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado Coluna

64 bytes Capacidade:512 bits Célula: 8bits.Endereço: Linha 7, Coluna 8.

Exemplo de escrita na memória (desconsiderando clock)

Operações Básicas na Memória Em geral, oendereço éfornecido na^ instrução.

AULA-^ instrução. 1 – Código de endereçamento 101 é colocado no barramento de endereço edecodificado;2 – A palavra é disponibilizada no barramento de dados;3 – A palavra é armazenada (escrita) no endereço 5 da memória.UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

Exemplo de leitura na memória (desconsiderando clock)

Operações Básicas na Memória^ AULA- 1 – Código de endereçamento 011 é colocado no barramento de endereço edecodificado;2 – A palavra é disponibilizada no barramento de dados;3 – A palavra é lida no endereço 3 da memória.UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

Organização de uma memória

Exemplo^ de

duas^ organizações

de^ uma^ memória

de^ mesma

capacidade:

AULA-^ UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

Memória^ particionada

em^4 setores de 1024 bits:RAS –^ Row Access Strobe CAS –^ Column Access Strobe CS –^ Chip Select

WE –^ Write Enable

OE –^ Output Enable

Elementos de três estados e Barramentos

Em^ geral^ a^

entrada^ e^ a

saída^ de^ dados

ocorre^ através

de^ um

mesmo barramento utilizando-se elementos de três estados: Alto-1; Baixo-0 e Alta impedância.

Um^ barramento

é^ definido

como^ um^ caminho

para^ os

sinais^ elétricos

que^ serve^

de

AULA-^ UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

O^ elemento^

de^ três estados é simbolizadospor^ ∇^ ou

interconexão entre dois o maiscomponentes de um sistema.

As memórias da família RAM são classificadas como: SRAM:^ Static Random Access Memory

  • memória estática de

acesso aleatório. Utiliza

Latches^ como célula de memória

(implementado em CI com 6 transistores); DRAM: Dynamic^ Random

Access^ Memory

-^ memória^

dinâmica

Memórias RAM AULA-^

DRAM:^ Dynamic

Random^ Access

Memory^ –^ memória

dinâmica

de acesso aleatório. Utiliza capacitores como célula dememória (implementado em CI com um transistor e umcapacitor). Os dados^ são^ acessados UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado

mais^ rapidamente

em^ memórias

SRAM.

Entretanto, as memórias DRAM ocupam muito menos espaço no CI.

Memórias RAM

Subdivisões das memórias RAM.

AULA-^ UFSJ – CAP© Edgar C. Furtado