Post on 01-May-2015
A.S.E.A.S.E. 24.24.11
ARCHITETTURA DEI SISTEMI ARCHITETTURA DEI SISTEMI ELETTRONICIELETTRONICILEZIONE N° 24LEZIONE N° 24
• Contatori modulo “N” qualunqueContatori modulo “N” qualunque• Contatori realizzati con sommatoriContatori realizzati con sommatori
MemorieMemorie• Definizioni Definizioni • Memoria RAMMemoria RAM• OrganizzazioneOrganizzazione• TemporizzazioneTemporizzazione• Cella baseCella base• Tipi di indirizzamentoTipi di indirizzamento
A.S.E.A.S.E. 24.24.22
RichiamiRichiami
• Macchina di MEALYMacchina di MEALY• Macchina di MOOREMacchina di MOORE• ContatoriContatori
A.S.E.A.S.E. 24.24.33
Contatori decadici in cascataContatori decadici in cascata
Q3 Q2 Q1 Q0
Co E Ck
Q3 Q2 Q1 Q0
Co E Ck
Q3 Q2 Q1 Q0
Co E Ck
EE
CkCk
Dec 0Dec 0Dec 1Dec 1Dec 2Dec 2
A.S.E.A.S.E. 24.24.44
Contatore modulo “N”Contatore modulo “N”(con N che non è potenza del 2)(con N che non è potenza del 2)
• Nomero di Flip – Flop necessariNomero di Flip – Flop necessari• K con 2K con 2KK ≤ N < 2 ≤ N < 2K+1K+1
• Gruppo di rivelazione RGruppo di rivelazione R• R = N – 1R = N – 1
• Gruppo di blocco BGruppo di blocco B• agisce sull’ingresso T dei F-F che non devono agisce sull’ingresso T dei F-F che non devono
commutarecommutare
• Gruppo forzante FGruppo forzante F• Agisce sull’ingressi T dei F-F che devono commutareAgisce sull’ingressi T dei F-F che devono commutare
A.S.E.A.S.E. 24.24.55
TabellaTabella 1616 1515 1414 1313 1212 1111 1010 99 77 66 55 33
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00000011
011011 101101 0000
BLOCCA FORZA RIVELA
A.S.E.A.S.E. 24.24.66
Problema della funzione Problema della funzione “FORZA”“FORZA”
• I F-F che sono forzati a commutare lo fanno I F-F che sono forzati a commutare lo fanno anche se l’abilitazione (E) non è attivaanche se l’abilitazione (E) non è attiva
• Problema particolarmente sentito nel caso di Problema particolarmente sentito nel caso di più blocchi in cascata (BCD in cascata)più blocchi in cascata (BCD in cascata)
• Si evita portando il segnale di abilitazione Si evita portando il segnale di abilitazione anche al blocco di rilvelazioneanche al blocco di rilvelazione
A.S.E.A.S.E. 24.24.77
Contatore sincrono modulo 10Contatore sincrono modulo 10
T Q
Ck
QQ00
CkCk
EE
QQ11 QQ22 QQ33
T Q
Ck
T Q
Ck
T Q
Ck
T1T1 T2T2 T3T3
RR
BB FF
CoCo
A.S.E.A.S.E. 24.24.88
Contatore mediante sommatoreContatore mediante sommatore
• Architettura baseArchitettura base
0, 1
Ck
A.S.E.A.S.E. 24.24.99
Contatore mediante sommatoreContatore mediante sommatore
• Uso de Full AdderUso de Full Adder
FA FA FA FA
0
1
000
A.S.E.A.S.E. 24.24.1010
Contatore mediante sommatoreContatore mediante sommatore
• Uso dell’ half adderUso dell’ half adder
HA HA HA HA
1
A.S.E.A.S.E. 24.24.1111
Definizioni Definizioni MEMORIEMEMORIE
• Memoria = elemento in grado di Memoria = elemento in grado di conservare un’informazioneconservare un’informazione
• Memorie Volatili = in grado di Memorie Volatili = in grado di conservare l’informazione solo se conservare l’informazione solo se alimentatealimentate
• Memorie Non Volatili = non perdono Memorie Non Volatili = non perdono l’informazione anche se non alimentatel’informazione anche se non alimentate
A.S.E.A.S.E. 24.24.1212
DefinizioniDefinizioniMEMORIE NON VOLATILIMEMORIE NON VOLATILI
• ROM = Read Only MemoryROM = Read Only Memory• Programmata in fabbricaProgrammata in fabbrica
• PROM = Programmable Read Only MemoryPROM = Programmable Read Only Memory• Programmabile Programmabile una sola voltauna sola volta dall’utente dall’utente
[OTP][OTP]
• EPROM =Erasable Programmable ROMEPROM =Erasable Programmable ROM• Prog. elettricamente, Cancellazione UVProg. elettricamente, Cancellazione UV
• EE22PROM = Electrical Erasable PROMPROM = Electrical Erasable PROM• Programmazione e cancellazione elettricaProgrammazione e cancellazione elettrica
A.S.E.A.S.E. 24.24.1313
DefinizioniDefinizioniMEMORIE VOLATILIMEMORIE VOLATILI
• RAM = Random Access MemoryRAM = Random Access Memory• Memoria nella quale e possibileMemoria nella quale e possibile
– ScrivereScrivere WRITE WRITE (W)(W)– LeggereLeggere READREAD (R)(R)
• RAM Statica = se alimentata, conserva RAM Statica = se alimentata, conserva l’informazione per un tempo infinitol’informazione per un tempo infinito
• RAM Dinamica = anche se alimenta, RAM Dinamica = anche se alimenta, dopo un certo tempo perde dopo un certo tempo perde l’informazionel’informazione
A.S.E.A.S.E. 24.24.1414
Organizzazione di una RAMOrganizzazione di una RAM
• Memoria RAM di “H” parole di “N” bitMemoria RAM di “H” parole di “N” bit– H è una potenza del 2H è una potenza del 2– N solitamente può valere 1, 4, 8N solitamente può valere 1, 4, 8
• OsservazioneOsservazione• 221010 = = 1,0241,024 1K1K (Kilo)(Kilo)• 222020 = = 1,048,576 1,048,576 1M1M
(Mega)(Mega)• 223030 = = 1,073,741,8241,073,741,824 1G1G (Giga)(Giga)
A.S.E.A.S.E. 24.24.1515
Descrizione ai terminaliDescrizione ai terminali
• Memoria RAM 64K x 4Memoria RAM 64K x 4
64K x 464K x 4
A0
A15
D0
D3
CS R/W
A.S.E.A.S.E. 24.24.1616
LegendaLegenda
• A0 : A15A0 : A15 = indirizzi= indirizzi (ADDRESS)(ADDRESS)
• D0 : D3D0 : D3 = dati= dati (DATE)(DATE)
• CSCS = Attivatore (Chip Select) = Attivatore (Chip Select)
[attivo basso][attivo basso]• R/WR/W = scrittura / lettura (Read/Write)= scrittura / lettura (Read/Write)
[1 = legge, 0 = scrive][1 = legge, 0 = scrive]
A.S.E.A.S.E. 24.24.1717
TemporizzazzioneTemporizzazzione• Ciclo di letturaCiclo di lettura
• Ciclo di scritturaCiclo di scrittura
A0:A15
CS
R/W
D0:D3
A0:A15
CS
R/W
D0:D3
A.S.E.A.S.E. 24.24.1818
Cella di Memoria RAM STATICACella di Memoria RAM STATICA
R S
Q
Write Din
Word select
Dout
A.S.E.A.S.E. 24.24.1919
Parola (Word)Parola (Word)
Write
W s
R SQ
Din-3 Dout-3
R SQ
Din-2 Dout-2
R SQ
Din-1 Dout-1
R SQ
Din-0 Dout-0
A.S.E.A.S.E. 24.24.2020
OrganizzazioneOrganizzazione
Ws-0
R SQ
R SQ
R SQ
R SQ
Write
Write
R SQ
Din-3 Dout-3
R SQ
Din-2 Dout-2
R SQ
Din-1 Dout-1
R SQ
Din-0 Dout-0
Ws-1
A.S.E.A.S.E. 24.24.2121
Tecniche di accessoTecniche di accesso
• La singola word ha La singola word ha •N ingressi = Data InN ingressi = Data In•N uscite =Data Out N uscite =Data Out •1 selettore di parola1 selettore di parola
• All’esterno sono necessariAll’esterno sono necessari•N Data I/O (bidirezionale)N Data I/O (bidirezionale)•Chip Select (CS)Chip Select (CS)•Selezione Read/ Write (R/W)Selezione Read/ Write (R/W)•K indirizziK indirizzi
A.S.E.A.S.E. 24.24.2222
Schema 1Schema 1
• Uso di Buffer THREE-STATEUso di Buffer THREE-STATE
DD
DDoutout
DDinin
RR WW
A.S.E.A.S.E. 24.24.2323
Schema 2Schema 2
• Tabella di veritàTabella di verità
CS R/W R W
0 0 1 0
0 1 0 1
1 0 0 0
1 1 0 0
CSCS
R/WR/W
WW
RR
A.S.E.A.S.E. 24.24.2424
OsservazioneOsservazione
• Gli indirizzi sono codificati in binarioGli indirizzi sono codificati in binario• È necessario un decodificatire K – 2È necessario un decodificatire K – 2KK
DEC
K.....
0
2K
A.S.E.A.S.E. 24.24.2525
Schema completoSchema completo
M M M M
M M M M
M M M M
DEC
16
0
216-1
A0:A16
1
D3 D2 D1 D0
W
R
A.S.E.A.S.E. 24.24.2626
OsservazioniOsservazioni
• Architettura non quadrataArchitettura non quadrata• Complessità del Decoder N = 2Complessità del Decoder N = 2NN
• occorrono 2occorrono 2NN AND a N AND a N ingressiingressi
– Esempio: Memoria da 1Mbit (2Esempio: Memoria da 1Mbit (22020))– Complessità del Decoder 21 milioni di Complessità del Decoder 21 milioni di
Transistori !!Transistori !!
• Si ricorre a memorie a singolo bit e a Si ricorre a memorie a singolo bit e a struttura a matricestruttura a matrice
A.S.E.A.S.E. 24.24.2727
RAMRAMRAMRAM
Organizzazione a MatriceOrganizzazione a Matrice
• Celle di memoria organizzate a quadratoCelle di memoria organizzate a quadrato
XXXX
YYYY
11
22N/N/
22
N/2N/211 22N/N/
22
N/2N/2
A.S.E.A.S.E. 24.24.2828
OsservazioniOsservazioni
• Sono presenti due decodificatoriSono presenti due decodificatori– Decodificatore di riga Decodificatore di riga – decodificatore di colonnadecodificatore di colonna
• A ciascun decodificatore arriva N/2 A ciascun decodificatore arriva N/2 indirizziindirizzi
• Complessità totale dei Decoder Complessità totale dei Decoder
2 decodificatori N/2 – 22 decodificatori N/2 – 2N/2N/2
occorrono 2x2occorrono 2x2N/2N/2 AND a N/2 AND a N/2 ingressiingressi
[per memoria da 1 Mbit (2[per memoria da 1 Mbit (22020) occorrono ) occorrono
2 x 22 x 21010 x 11 =22528 transistori ] x 11 =22528 transistori ]
A.S.E.A.S.E. 24.24.2929
CONCLUSIONICONCLUSIONI
• Contatori modulo “N” qualunqueContatori modulo “N” qualunque• Contatori realizzati con sommatoriContatori realizzati con sommatori
MemorieMemorie• Definizioni Definizioni • Memoria RAMMemoria RAM• OrganizzazioneOrganizzazione• TemporizzazioneTemporizzazione• Cella baseCella base• Tipi di indirizzamentoTipi di indirizzamento