DRAMs - Operação de Refrescamento

Uma célula de uma memória DRAM é refrescada cada vez que uma operação de leitura é realizada sobre a célula. Cada célula deve ser refrescada periodicamente (tipicamente, todo 4 a 16ms, dependendo da memória) ou os dados serão perdidos.

As células não podem ser refrescadas individualmente em cada operação devido a grande capacidade das DRAMs: uma memória de 1M X 1 palavrasXbit, com período de refrescamento de 4ms, precisaria de 4ns para refrescar cada célula sucessivamente. Este tempo é bastante pequeno para qualquer DRAM comercial.

As memórias DRAMs são projetada e fabricadas de modo que

Assim, é preciso fazer somente uma operação de leitura sobre cada linha da DRAM em cada 4ms para garantir que cada célula da matriz será refrescada.

Métodos de Refrescamento

• Refrescamento de Rajada(Burst refresh) : a operação normal da memória é interrompida e cada célula é refrescada sucessivamente até toda as linhas serem refrescadas.
  
• Refrescamento Distribuído(Distributed refresh): o refrescamento das linhas é intercalado com a operação normal da célula.
  

Método de Refrescamento Somente-'RAS('RAS-only refresh)
O refrescamento somente-'RAS é realizada habilitando um endereço de linha com 'RAS enquanto 'CAS  e R/'W permanecem no nível ALTO. Este método pode ser usado para realizar um refrescamento de rajada.Um contador de refrescamento do controlador da DRAM fornece os endereços de linha sequencialmente.

Método de Refrescamento 'CAS-antes-de-'RAS('CAS-before-'RAS refresh)
O método de refrescamento 'CAS-antes-de-'RAS, conhecido como CBR REFRESH, é realizado fazendo 'CAS cair para o nível BAIXO, e depois, fazer 'RAS transitar para o nível BAIXO. CBR usa um contador interno da DRAM para obter o endereço da linha a ser refrescada. Este contador é incrementado a cada refrescamento de linha e resetado quando todas as linhas foram refrescadas.

Método de Refrescamento Oculto(Hidden refresh)
Neste método de refrescamento,  uma linha é refrescada enquanto os dados são mantidos válidos nos pinos de saída da memória.O sinal 'CAS é mantido no nível BAIXO depois de um ciclo de leitura e então o sinal 'RAS é pulsado para o nível BAIXO. Em cada pulso de 'RAS, um linha é refrescada.

Método de Auto Refrescamento(Self-refresh)
O método de Auto Refrescamento é completamente automático e é realizado forçando o sinal 'CAS para o nível BAIXO antes de 'RAS  e então mantendo os dois sinais no nível baixo por determinado intervalo de tempo(aproximadamente 100ms). Um oscilador interno gatilha  o contador de endereços de linhas até que todas células sejam refrescadas.

Existem três modos diferentes de realizar o refrescamento de uma DRAM padrão:

• Refrescamento SOMENTE-'RAS('RAS-ONLY Refresh
  
• Refrescamento 'CAS-ANTES-DE-'RAS('CAS-BEFORE-'RAS Refresh)
  
• Refrescamento OCULTO(HIDDEN Refresh)
  

Cada modo pode ser usado nos métodos distribuído ou rajada, dependendo qual atende melhor as necessidades do projeto. Contudo, o método CBR Refresh('CAS-BEFORE-'RAS Refresh) é a escolha preferida devido a facilidade de implementação e a economia de potência que proporciona.

Embora o contador de refrescamento seja uma solução simples, deve-se considerar que os endereços de linha do contador de refrescamento não podem interferir com os endereços gerados pela CPU durante uma operação normal de leitura/escrita. Por esta razão, os endereços do contador de refrescamento tem que ser multiplexados com os endereços da CPU, de modo que a fonte interna de endereços da DRAM seja ativada nos instantes corretos.