Memórias RAMs Dinâmicas - DRAMs

 

 

Memórias DRAMs armazenam os dados enquanto a tensão de alimentação estiver aplicada ao circuito integrado. A célula de memória é um capacitor de alguns picofarads.

 

 

Tecnologia de DRAMs: MOS

 

 

Características
  • alta capacidade
  • baixo consumo
  • velocidade moderada
  • menor custo
Desvantagens
  • refrescamento
  • circuito externo de suporte
  • circuito interno de suporte
  • endereçamento mais complexo

 

 

A densidade típica de uma DRAM é quatro vezes a densidade de uma SRAM.

Enquanto o consumo de potência de uma DRAM é um sexto a metade do consumo de uma SRAM.

O custo de armazenamento por bit de uma DRAM é um quinto a um quarto de uma SRAM.

 

 

Estrutura e Operação da DRAM

 

 

As memórias RAM dinâmicas armazenam os 1s e 0s como cargas em pequenos capacitores CMOS (alguns picofarads).

Como estes capacitores tendem a perder cargas com decorrer do tempo, as DRAMs precisam periodicamente recarregar as células de memórias(capacitores).

Esta operação é denominada refrescamento(refreshing) de uma DRAM.

O período de refrescamento típico para as DRAMs atuais varia de 2 a 8ms.

 

 

A célula de memória de uma DRAM é constituída por um capacitor e circuitos associados para prover os meios necessários para o refrescamento da célula de memória.

A Fig.5 mostra a representação da célula de memória de uma DRAM.

 

 

fig9
Fig.5

 

 

As chaves SW1 a SW4 são MOSFET que são controladas pelas várias saídas dos decodificadores de endereços e sinais de leitura/escrita.

 

 

Operação de Escrita: SW1, SW2 ON
SW3, SW4 OFF
   
Operação de Leitura: SW2, SW3, SW4 ON
SW1 OFF

 

 

O Amplificador Sensor(Sense Amplifier) compara a tensão da célula com uma tensão de referência para determinar se o valor lógico armazenado é 0 ou 1, fornece um valor de tensão nominal na saída de dados.

Esta tensão de saída é ligada à célula através das chaves SW2 e SW4, e refresca a tensão do capacitor, carregando-o ou descarregando-o.

Ou seja, o dado armazenado é refrescado cada vez que a célula é lida.

 

 

A arquitetura interna de uma DRAM com capacidade igual a 16K x 1 palavrasXbits é mostrada na Fig.6, onde 16.384 células estão arranjadas em uma matriz 128X128, onde cada célula ocupa uma posição única em uma  linha e em uma coluna dentro da matriz.

São necessários 14 bits de endereços A13 até A0 para selecionar  uma célula.

Os endereços mais baixos A0 até A6  selecionam a linha.

Os endereços mais altos A7 até A13 selecionam a coluna.

 

 

fig10
Fig.6

 

 

As células de memória estão dispostas em vários bancos de matrizes retangulares. Uma única linha (para cada banco) é selecionada pelo decodificador de linha. O endereço da coluna é decodificado e usado para selecionar um dos bancos e selecionar uma coluna para cada bit na palavra de dados.

 

 

fig10
Fig.7

 

 

Se a DRAM usar uma palavra de dados de oito bits, um determinado endereço de coluna habilitaria as oito colunas que compõem esse local de memória de oito bits.

 

 

Multiplexação de Endereços em DRAMs

 

 

As DRAMs são fabricadas em chips de alta capacidade de armazenamento, requerendo um grande número de bits de endereços.

Para reduzir o número de pinos de endereços de uma DRAM, os fabricantes empregam a multiplexação de endereços, onde cada pino de entrada pode acomodar dois bits de endereço diferentes.

 

 

A temporização das operações de leitura e escrita para uma memória DRAM são mais complexas que as operações de uma SRAM.

A multiplexação do barramento de endereços aumenta a complexidade da interface entre a DRAM e a CPU.

A Fig.8 mostra a lógica necessária para controlar uma memória dinâmica .

 

 

enderecamento
Fig. 8 - Endereçamento de DRAM

 

 

O bloco de temporização e contrôle(Timing and Control) deve executar a multiplexação de endereços e gerar os sinais CAS' e RAS' ativos BAIXOS necessários.

 

 

Dois sinais de entrada importantes CAS' e RAS' controlam quando os bits de endereços são registrados.

 

 

fig13 Row Address Strobe Gatilha o registrador de endereços de linha
fig14 Column Address Strobe Gatilha o registrador de endereços de coluna

 

 

Os bits de endereços são aplicados na DRAM em duas etapas através do uso dos sinais fig15_99_2  e fig16_99_2, ativos BAIXOS, conforme mostra a Fig.9 abaixo.

 

 

fig12
Fig.9

 

 

A DRAM não possui uma entrada de seleciona circuito(CS-Chip Select).

Os sinais fig15fig16 realizam a função de seleciona circuito, desde que os dois sinais devem ser BAIXOS para os decodificadores selecionarem uma célula para leitura ou escrita.

 

 

 

 

Questões para Revisão
Resolva algumas questões sobre o assunto de Memórias DRAMs.
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Atualizada em 26/03/25

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