Mis preguntas son:
- ¿Cómo se diseña la memoria ROM (con diseño de hardware)?
- ¿Cómo se diseña la memoria RAM y cómo dividieron la memoria RAM?
Mis preguntas son:
La ROM es una memoria de solo lectura, y normalmente se escribe una vez (o se escribe con poca frecuencia) como en el caso de EPROM y sus variantes, o la máscara programada en el fabricante de semiconductores con un diseño de chip personalizado que contiene los datos de ROM correctos. La ROM está disponible en chips discretos, así como parte de algunos procesadores. Por ejemplo, muchos dispositivos de consumo vendidos en grandes cantidades, como relojes digitales, termómetros, etc. contienen procesadores con ROM para reducir costos, ya que la ROM es más barata que la memoria flash. Cuando se ordenan en cantidades muy grandes, se programan con una máscara cuando se fabrican los dados de silicona, pero las cantidades más pequeñas incluyen una ROM programable una vez.
La ROM conserva los datos incluso si no hay energía.
Una ROM simple puede consistir en un solo fusible y un diodo por bit. El diodo permite direccionar los circuitos en los bordes para seleccionar filas y columnas e interrogar el fusible para averiguar si está presente o roto. Cuando se escriben datos en la ROM, se llama quema porque, literalmente, se queman los fusibles y, a menudo, se requiere un mayor voltaje en un pin de programación. Dado que los fusibles no se pueden quemar a voltajes de operación más bajos (normales), existe un pequeño riesgo de cambio de datos durante la operación normal del chip.
Los microcontroladores modernos utilizan una ROM más avanzada, y hoy en día Flash es bastante común, aunque sigue siendo más caro y menos denso que la programación con máscara, y no es adecuado para aplicaciones con costos limitados donde se utilizarán decenas de miles de chips.
RAM es una memoria que se puede leer y escribir varias veces sin degradar las celdas de la memoria. Esto se utiliza para almacenar datos y códigos de programas activos.
La RAM generalmente pierde los datos una vez que pierde poder.
En dispositivos simples, un solo bit de RAM puede consumir hasta cinco transistores que hacen un flip flop así como líneas de activación de fila / columna. Esta gran huella hace que la RAM estática sea muy costosa de producir en grandes cantidades en silicio. Se puede hacer una RAM más densa quitando varios de los transistores y agregando un capacitor. Como el capacitor pierde carga con el tiempo, cada bit debe leerse y reescribirse con frecuencia para asegurarse de que los capacitores cargados permanezcan cargados, y que los capacitores descargados no se carguen. Este tipo de RAM se conoce como DRAM, memoria de acceso aleatorio dinámico. Si bien requiere más trabajo para mantenerse actualizado, puede almacenar de 2 a 5 veces más memoria en la misma área de silicio que con la RAM estática.
Aunque solo he hablado de ROM y RAM aquí, hay muchos tipos de memoria. Cada uno tiene atributos que son útiles, y a menudo se complementan entre sí. La mayoría de los microcontroladores incluyen un tipo de memoria que es rápido y pierde datos cuando se corta la alimentación, a menudo una forma de RAM que se denomina volátil, y generalmente incluyen un tipo de memoria que es densa y no pierde sus datos cuando pierde poder - a menudo es una forma de ROM o memoria Flash que se conoce como no volátil.
Hay memorias que intentan cumplir todos los requisitos: rápidas, densas y no volátiles, pero aún son relativamente especializadas y no son tan rentables como mantener dos tipos diferentes de memoria, especialmente en el mismo silicio que el procesador muere.
Cuando tiene que administrar dos o más tipos de memoria con un procesador, generalmente los coloca en el mismo espacio de direcciones pero en direcciones diferentes. Por lo tanto, el procesador puede acceder a ellos con las mismas instrucciones, pero el programador debe saber a qué tienen acceso para no intentar, sin darse cuenta, escribir memoria que normalmente no se puede escribir.
Algunos procesadores, como los procesadores PIC de 8 y 16 bits, tienen dos espacios de direcciones completamente separados para la RAM y Flash. La arquitectura del procesador admite un espacio de código y un espacio de datos, por lo que las memorias no están simplemente en diferentes direcciones en el mismo espacio de memoria, sino que están en espacios de memoria separados lógicamente y se utilizan instrucciones diferentes para acceder a ellos.
Los procesadores con memoria externa, como los procesadores comunes de computadoras y dispositivos móviles que se usan para ejecutar Linux, Windows, iOS y otros sistemas operativos, pueden tener diferentes tipos de memoria en cualquier dirección; el diseñador de hardware es quien debe decidir dónde. el espacio de direcciones de su memoria es, con algunas restricciones, como asegurarse de que la ROM exista en la ubicación de inicio del procesador, y la memoria más lenta está en las direcciones donde se pueden usar los estados de espera.