Différents types de modules de mémoire utilisés dans le système intégré

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Un système embarqué utilise différents types de modules de mémoire pour un large éventail de tâches telles que le stockage du code logiciel et des instructions pour le matériel. Ces codes logiciels et instructions sont utilisés pour programmer le microcontrôleur .

Différents types de mémoire

Différents types de mémoire



Un module de mémoire est un dispositif physique qui est utilisé pour stocker des programmes ou des données sur une base temporaire ou permanente pour une utilisation dans l'électronique numérique. Il existe différentes variétés de mémoires dans le système embarqué, chacune ayant son propre mode de fonctionnement particulier. Une mémoire efficace augmente les performances des systèmes embarqués.


2 types de modules de mémoire

Différents types de modules de mémoire pour tout système dépend de la nature de l'application de ce système. Les performances de la mémoire et les exigences de capacité sont faibles pour les systèmes à faible coût. La sélection d'un module de mémoire est la condition la plus critique dans la conception d'un projet basé sur un microcontrôleur .



Les types généraux de modules de mémoire suivants peuvent être utilisés dans un système intégré.

  • Mémoire volatile
  • Une mémoire non volatile

Module de mémoire volatile - RAM

Les périphériques de mémoire volatile sont des types de périphériques de stockage qui conservent leur contenu jusqu'à ce que l'alimentation leur soit appliquée.

Lorsque l'alimentation est coupée, ces mémoires perdent leur contenu.


Un exemple de périphérique de mémoire volatile est la mémoire vive (RAM)

Module de mémoire volatile-RAM

Module de mémoire volatile-RAM

La puce de mémoire RAM, appelée mémoire principale, est un emplacement de stockage qui permet de stocker et d'accéder rapidement aux informations à partir d'un emplacement aléatoire avec un module de mémoire. La cellule de mémoire à laquelle on peut accéder pour le transfert d'informations vers ou depuis n'importe quel emplacement aléatoire souhaité est appelée une mémoire à accès aléatoire.

Une mémoire RAM est conçue avec une collection de cellules de stockage. Chaque cellule contient soit BJT, soit MOSFET en fonction du type de module de mémoire. Par exemple, une mémoire RAM 4 * 4 peut stocker 4 bits d'informations.

Chaque instruction d'une ligne et d'une colonne dans cette matrice est une cellule mémoire. Chaque bloc étiqueté BC, représente les cellules binaires avec ses 3 entrées et 1 sortie. Chaque bloc se compose de 12 cellules binaires.

Circuit de stockage de données interne pour la mémoire RAM

Pour chaque bloc de mémoire, chaque mot émis par le décodeur est l'entrée de sélection. Le décodeur est activé avec l'entrée d'activation de la mémoire. Lorsque la broche d'activation de la mémoire est au niveau logique bas, toutes les sorties du décodeur sont au niveau logique bas et la mémoire ne sélectionne aucun mot. Lorsque la broche d'activation est au niveau logique haut, la sortie parallèle correspondant à l'entrée série est donnée comme entrée de sélection à chaque bloc de mémoire.

Circuit de stockage de données interne pour puce de mémoire RAM

Circuit de stockage de données interne pour puce de mémoire RAM

Une fois le mot sélectionné, la broche de lecture et d'écriture de chaque bloc détermine l'opération. Si la broche de lecture / écriture est au niveau logique bas, l'entrée est écrite sur le bloc de mémoire. Si la broche de lecture / écriture est au niveau logique haut, la sortie est lue à partir de chaque bloc.

Mémoire ROM non volatile

Les mémoires non volatiles sont des types de stockage permanent de puces de mémoire qui peuvent récupérer des informations stockées même lorsque l'alimentation est coupée. Un exemple de périphérique de mémoire non volatile est la mémoire morte (ROM).

Le ROM signifie Mémoire en lecture seule . La ROM ne peut être utilisée que pour lire, mais ne peut pas être écrite dessus. Ces périphériques de mémoire sont non volatiles.

Mémoire ROM non volatile

Mémoire ROM non volatile

Les informations sont stockées en permanence dans ces mémoires lors de la fabrication. La ROM peut stocker les instructions nécessaires pour démarrer l'ordinateur lorsque l'ordinateur est alimenté. Cette opération est appelée bootstrap.

Une cellule de mémoire ROM est conçue avec un seul transistor. La mémoire ROM n'est pas seulement utilisée dans les ordinateurs mais également dans d'autres appareils électroniques tels que les contrôleurs, les micro-fours, les machines à laver, etc.

Une famille ROM est conçue avec une collection de cellules de stockage. Chaque cellule de mémoire contient un transistor bipolaire ou MOSFET en fonction des types de mémoire.

Types de puces RAM disponibles

La famille RAM comprend deux périphériques de mémoire importants qui sont

Mémoire statique à accès aléatoire (SRAM)

Le module de mémoire statique à accès aléatoire est un type de RAM qui conserve les bits de données dans sa mémoire tant que l'alimentation est fournie. La SRAM n'a pas besoin d'être actualisée périodiquement. La RAM statique offre un accès plus rapide aux données et coûte plus cher que la DRAM.

Mémoire vive statique (SRAM)

Mémoire vive statique (SRAM)

Chaque bit d'une SRAM est stocké dans quatre transistors qui forment deux inverseurs à couplage croisé. Deux supplémentaires transistors - types servent à contrôler l'accès aux cellules de stockage lors des opérations de lecture et d'écriture. Une SRAM utilise généralement six transistors pour stocker chaque bit de mémoire. Ces cellules de stockage ont deux états stables qui sont utilisés pour désigner «0» et «1».

Avantages:

  • La SRAM externe offre de grandes capacités de stockage que les mémoires sur puce.
  • Les dispositifs SRAM peuvent même être trouvés dans des capacités de plus en plus petites.
  • Les SRAM ont généralement une latence très faible et des performances élevées.
  • La mémoire SRAM peut être conçue et interfacée très facilement par rapport à d'autres mémoires

Applications:

  • La SRAM externe est assez efficace en tant que tampon plus rapide pour un bloc de données de taille moyenne. Vous pouvez utiliser une SRAM externe pour mettre en mémoire tampon des données qui ne rentrent pas dans la mémoire de la puce et nécessitent une latence inférieure à celle fournie par la DRAM.
  • Si votre système nécessite un bloc de mémoire supérieur à 10 Mo, vous pouvez envisager différents types de mémoires telles que la SRAM.

Mémoire à accès aléatoire dynamique:

La mémoire dynamique à accès aléatoire est un type de module RAM qui stocke chaque bit de données dans un condensateur séparé. Il s'agit d'un moyen efficace de stocker les données en mémoire car il nécessite moins d'espace physique pour stocker les données.

Mémoire aléatoire à accès dynamique (DRAM)

Mémoire aléatoire à accès dynamique (DRAM)

Une taille particulière de DRAM peut contenir plus de quantités de données qu'une puce SRAM de même taille. Les condensateurs de la DRAM doivent être constamment rechargés pour garder leur charge. C'est la raison pour laquelle la DRAM nécessite plus de puissance.

Chaque puce de mémoire DRAM se compose d'emplacements de stockage ou de cellules de mémoire. Il est composé d'un condensateur et d'un transistor qui peuvent maintenir un état actif ou inactif. Chaque cellule DRAM est appelée un bit.

Lorsque la cellule DRAM conserve une valeur à l’état actif «1», la charge est à l’état haut. Lorsque la cellule DRAM détient une valeur à l’état inactif «0», la charge est inférieure à un certain niveau.

Avantages:

  • La capacité de stockage est très élevée
  • C'est un appareil à faible coût

Applications:

  • Il est utilisé pour stocker un gros bloc de données
  • Il est utilisé pour exécuter le code du microprocesseur
  • Applications nécessitant un accès mémoire à faible latence.

Types de mémoires ROM

Différents types de mémoire de la famille ROM ont quatre périphériques de mémoire importants qui sont:

Mémoire morte programmable:

La mémoire morte programmable (PROM) ne peut être modifiée qu'une seule fois par l'utilisateur. Le PROM est fabriqué avec une série de fusibles. La puce est programmée par le programmeur PROM dans lequel certains fusibles sont brûlés. Les fusibles ouverts sont lus comme des uns, tandis que les fusibles brûlés sont lus comme des zéros.

Mémoire morte programmable

Mémoire morte programmable

Mémoire morte programmable effaçable:

Mémoire morte programmable effaçable

Mémoire morte programmable effaçable

La mémoire morte programmable effaçable est l'un des types spéciaux de modules de mémoire qui peuvent être programmés un nombre illimité de fois pour corriger les erreurs. Il peut conserver son contenu jusqu'à ce qu'il soit exposé à la lumière ultraviolette.

La lumière ultraviolette efface son contenu permettant de programmer la mémoire. Pour écrire et effacer la puce mémoire EPROM, nous avons besoin d'un dispositif spécial appelé programmeur PROM.

L'EPROM est programmée en forçant une charge électrique sur un petit morceau de poly silicium métallique connu sous le nom de grille flottante, qui est situé dans la cellule mémoire. Lorsque la charge est présente dans cette porte, la cellule est programmée, c'est-à-dire que la mémoire contient «0». Lorsque la charge n’est pas présente dans la porte, la cellule n’est pas programmée, c’est-à-dire que la mémoire contient «1».

Mémoire de lecture seule programmable effaçable électrique :

L'EEPROM est une puce de mémoire morte modifiée par l'utilisateur qui peut être effacée et programmée plusieurs fois.

Mémoire morte programmable effaçable électriquement

Mémoire morte programmable effaçable électriquement

Ces périphériques de mémoire sont utilisés dans les ordinateurs et autres appareils électroniques pour stocker une petite quantité de données qui doivent être sauvegardées lorsque l'alimentation est retirée. Le contenu de l'EEPROM est effacé en l'exposant à une charge électrique.

Les données EEPROM sont stockées et supprimées 1 octet de données à la fois. L'EEPROM n'a pas besoin d'être supprimée de l'ordinateur pour être modifiée. Le changement du contenu ne nécessite pas d'équipement supplémentaire.

L'EEPROM moderne permet des opérations de page multi-octets et a une durée de vie limitée. L'EEPROM peut être conçue de 10 à 1000 cycles d'écriture. Lorsque le nombre d'opérations d'écriture est terminé, l'EEPROM cesse de fonctionner.

L'EEPROM est un périphérique de stockage qui peut être implémenté avec moins de normes de conception de cellules. La cellule la plus courante est composée de deux transistors. Le transistor de stockage a une jauge flottante similaire à l'EPROM. Les EEPROM ont deux familles qui sont l'EEPROM série et l'EEPROM parallèle. L'EEPROM parallèle est plus rapide et rentable que la mémoire série.

Mémoire flash:

La mémoire flash est l'appareil le plus utilisé pour les appareils électroniques et informatiques. La mémoire flash fait partie des types spéciaux de mémoire qui peuvent être effacées et programmées avec un bloc de données. La mémoire flash conserve ses données même sans alimentation du tout. La mémoire flash est populaire car elle fonctionne plus rapidement et efficacement que l'EEPROM.

Mémoire flash

Mémoire flash

Le module de mémoire flash est conçu pour environ 100000 à 10000000 cycles d'écriture. La principale contrainte de la mémoire flash est le nombre de fois où les données peuvent y être écrites. Les données peuvent être lues à partir de la mémoire flash autant de fois que souhaité, mais après un certain nombre d'opérations d'écriture, elles cesseront de fonctionner.

Mémoire sur puce

La mémoire On-Chip fait référence à tout module de mémoire comme la RAM, la ROM ou d'autres mémoires mais qui sort physiquement sur le microcontrôleur lui-même. Différent microcontrôleurs - types comme le microcontrôleur 8051 a une mémoire ROM On-Chip limitée. Cependant, il a la capacité de s'étendre jusqu'à un maximum de 64 Ko de mémoire ROM externe et de 64 Ko de mémoire RAM externe.

Mémoire sur puce

Mémoire sur puce

La broche / EA est utilisée pour contrôler les mémoires externes et internes du microcontrôleur. Si la broche / EA est connectée à 5V, les données sont récupérées vers ou depuis la mémoire interne du microcontrôleur. Lorsque la broche / EA est connectée à la terre, les données sont récupérées vers ou depuis les mémoires externes.

J'espère que vous devez maintenant avoir une compréhension claire des différents types de mémoire. Voici une question de base pour vous - Pour concevoir un système embarqué, quel type de ROM et de RAM est généralement utilisé et pourquoi?

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