Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Los mejores documentos en venta realizados por estudiantes que han terminado sus estudios
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Descubre las mejores universidades de tu país según los usuarios de Docsity
Ebooks gratuitos
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Son ejercicios de ecuaciones difereciales
Tipo: Ejercicios
1 / 13
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Tarea 4: Estructura, función y aplicaciones de una memoria RAM Noemí Abigail Curiel López A Daniel Rong Chen A Gael González Arbesú A octubre, 2022 Modelación de sistemas mínimos y arquitecturas computacionales Yoel Ledo Mezquita Grupo 232 Tecnológico de Monterrey Campus CCM
Estructura En los sistemas de almacenamiento principal, la unidad mínima de información se le conoce como bit; al agrupar a diferentes bits con un significado común obtenemos la longitud de palabra de almacenamiento, misma que puede ser de 1, 2, 4, 8,... siempre congruente con una potencia de 2, los cuales se denominan localidades. Tomando en cuenta este contexto, se contestaron las siguientes preguntas en relación a la hoja de datos de la memoria 2114 (un modelo clásico que se comercializó por muchos años): a) ¿Qué longitud de palabra tiene? Tiene 1,024 palabras de 4 bits cada una. b) ¿Cuál es el tamaño de la memoria? 1024 x 4, por lo cual son 4.096 bits. c) ¿Cuántas localidades se pueden acceder? Existen 1,024 localidades de memoria. d) ¿Cuántas líneas de dirección tiene esta memoria? 10 terminales de dirección (de A0 hasta A9) e) ¿Cuántas líneas de datos se consideran en esta memoria? Se consideran 4 líneas de datos. f) ¿Cuáles señales son consideradas líneas de control y qué función tienen? En la memoria 2114, el bus de control está constituido por solo 2 señales o líneas de control: ~CS y R/~W. Estas líneas de control se emplean para gestionar el acceso y el uso de las líneas de datos y dirección mediante la señalización de peticiones y reconocimientos, así como la indicación de qué tipo de información pasa por las líneas de datos. Función: Acceso a la memoria
en donde cada instrucción máquina es un input que cambia algún estado predefinido o podría detonar otras acciones. Explícitamente, cada registro en una computadora puede almacenar un estado para ser leído y la memoria ROM desde la que se carga un programa de arranque almacena un estado inicial que puede cambiar o reescribirse a medida que comienza a manejar la entrada (TechTarget, s.f.). Por lo tanto, las operaciones de lectura y escritura también pueden ser analizadas desde un punto de vista de estados y cambios a partir de datos de entrada y salida, donde una propuesta para un diagrama de estado de máquina para la lectura puede ser el siguiente: Mientras que una propuesta de diagrama para el proceso de escritura puede ser el siguiente: Aplicaciones: Diseño de bloques de bloques de memoria. En muchas ocasiones es necesario agrupar un conjunto de memorias para satisfacer los requerimientos de almacenamiento. Con esto en mente, se contestó a las siguientes
preguntas en las que las memorias base (los chips de memoria indicados) se deben estructurar como bancos de memoria para cumplir con el almacenamiento requerido: a) Empleando chips de memoria del tipo 2114, ¿cuántos chips se requeriría y cómo se interconectarían para ofrecer un almacenamiento 4K x 8 bits? Indique todas las señales involucradas (datos, dirección y control) para realizar apropiadamente los ciclos de lectura y escritura. Para lograr construir una arquitectura con dichas especificaciones a partir de un componente como la memoria 2114 es importante recalcar que debido a sus características y capacidad, será necesario considerar una expansión de memoria, la cual puede realizarse a través de un incremento en el número de palabras o en el tamaño de palabra de una memoria. Este proceso usualmente requiere la colaboración simultánea entre distintos componentes y pasos ordenados que puede ser definido de manera general mediante el siguiente diagrama de bloques: Donde, como mencionado anteriormente, la direccionalidad de las líneas depende del tipo de bus al que pertenecen y su funcionalidad, la cual puede ser descrita mediante el siguiente diagrama:
Puede ser interconectada de manera general mediante las previamente mencionadas 8 memorias 1K x 4 junto con un decodificador: En esta distribución, se puede observar cómo las 8 memorias están interconectadas de manera que cada una de las cuatro entradas del decodificador está conectada a dos Chip Select de dos memorias 1K x 4 y cada R/W está conectado entre sí para leer y escribir información (ambos siendo parte de las líneas de control). Asimismo, se observa que las
líneas de dirección se han conectado entre todas tal como las líneas de datos para obtener información, todas siguiendo la direccionalidad de líneas previamente mencionada. b) ¿Qué modificación se haría al banco de memoria de 4K localidades si ahora se requiere una longitud de palabra de 32 bits (conocido como double word). Considerando una memoria de 4K x 8 y un banco de memoria objetivo de 4K x 32, en este caso no se requeriría la utilización de un decodificador, pues solamente aumenta el tamaño de la palabra, así que basta con añadir los módulos necesarios interconectados para lograr esta expansión de memoria. Este proceso puede ser demostrado con el siguiente diagrama a bloques: Entonces, se requerirán 4 módulos 4K x 8 conectados entre sí a la vez distribuidos en 1 fila y 4 columnas, dado que en cada módulo se almacenarán 8 bits hasta acumular entre ellos 32 bits. Gráficamente, la distribución sería la siguiente: 4K x 8 4K x 8 4K x 8 4K x 8
En este esquema, se puede ver la distribución de las 32 memorias 1K x 4, donde cada conjunto de 8 memorias se conecta a un pin del decodificador mediante sus pines Chip Select. Asimismo, todas las líneas de dirección se entrelazan, todas las líneas de datos se interconectan para obtener datos de entrada y todos los pines R/W se conectan para leer y escribir información siguiendo la direccionalidad previamente mencionada. Conclusiones Durante este escrito se pudieron analizar a profundidad las características, estructura y funciones principales de una memoria reciente y altamente usada en diversos ámbitos de modo que se pudieran explorar las mejores implementaciones y esquemas de distribución para su uso en computadoras. Consecuentemente, a partir del estudio de su hoja de datos se descubrió que la memoria 2114 de acceso aleatorio de 4096 bits (1K x 4) ha sido fabricada con tecnología de punta y alta fiabilidad. En particular, con esta memoria el acceso a los datos es particularmente simple, pues no se requieren tiempos de configuración de direcciones, además de que funciona con una sola fuente de alimentación, es directamente compatible con TTL y DTL y no requiere relojes o refrescantes debido a su uso de
operaciones totalmente estáticas. Adicionalmente, el acceso a los datos es particularmente simple, pues no se requieren tiempos de configuración de direcciones. Así, esta memoria se ha convertido en una de las más esenciales e indispensables para el desarrollo de múltiples proyectos y aplicaciones de memoria donde la interfaz simple es el objetivo de diseño, pero también donde se requieren generar bancos de memoria muy específicos, pues gracias a su excelente funcionalidad, adaptabilidad y versatilidad a la interconexión, sus líneas de dirección y de datos en múltiplos binarios son fácilmente agrupables y multiplicables con la ayuda de decodificadores o duplos de sí misma. Esto nos permite incorporar a los principios de diseño de las memorias los diferentes esquemas disponibles y evaluar todas las opciones para una arquitectura ingenieril apta. En cuanto al uso de una memoria inicial del tamaño deseado para los requerimientos del sistema, este posee una gran ventaja por sobre otras distribuciones tomando en cuenta su mejora importante en la rapidez y rendimiento del almacenamiento y transporte de información debido a la nula necesidad de realizar diversas interconexiones internas adicionales y por la misma razón, el requerimiento de un menor consumo de energía, así como la significativa reducción de materiales para su producción y la mínima cantidad de espacio físico requerida para su incorporación en el hardware, lo cual reduce globalmente sus costos de elaboración y de utilización. No obstante, es bien sabido que hay una diversidad enorme de memorias y sus características dependiendo de los requerimientos para lo que serán utilizadas o los dispositivos que las usarán, por lo tanto, es prácticamente imposible encontrar una memoria adecuada a unas especificaciones muy particulares a un proyecto individual, por lo que la disponibilidad de estos elementos será limitada. Ahora bien, con respecto al uso de memorias intercaladas, su principal ventaja consiste en que permite maniobrar y personalizar la memoria que se utiliza, de manera que uno mismo tiene mayor comodidad y libertad con base en la disponibilidad de las memorias
Free Code Camp. (2018). Understanding State Machines. Free Code Camp. Recuperado de https://www.freecodecamp.org/news/state-machines-basics-of- computer-science-d42855debc66/ Intersil. (s.f.). 2114 4096 (1024x4) NMOS Static RAM. Intersil. Motorola. (s.f.). MCM2114 MCM21L14. Motorola. NTE. (s.f.). NTE2114 Integrated Circuit MOS, Static 4K RAM, 300ns. NTE. Orenga, M. & Manonellas, G. (s.f.). El procesador. Universidad Oberta de Catalunya. Recuperado de http://cv.uoc.edu/annotation/8255a8c320f60c2bfd6c9f2ce11b2e7f/619469/ PID_00218272/PID_00218272.html#:~:text=2)%20En%20una%20operaci%C3%B3n %20de,se%20quiere%20escribir%20el%20dato. Tech Target. (s.f.). State machine. Tech Target. Recuperado de https://www.techtarget.com/whatis/definition/state-machine Universidad Simón Bolívar. (2008). Laboratorio – Práctica 5: Memorias RAM “Random Access Memory”. Universidad Simón Bolívar. Recuperado de http://hc09paa3.pbworks.com/f/Digitales_Lab5.pdf
