Memorias

Memoria RAM.

¿Qué es la memoria RAM?

La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.

Se le llama RAM porque es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente.

Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos.

La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada.

Tipos de RAM.

 DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta. Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.

Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.

SRAM: Static Random Access Memory (SRAM), o Memoria Estática de Acceso Aleatorio es un tipo de memoria basada en semiconductores que a diferencia de la memoria DRAM, es capaz de mantener los datos (mientras esté alimentada) sin necesidad de circuito de refresco (no se descargan). Sin embargo, sí son memorias volátiles, es decir que pierden la información si se les interrumpe la alimentación eléctrica.

No debe ser confundida con la SDRAM (Syncronous DRAM).

A six-transistor CMOS SRAM cell.

PSRAM: Otras formas de RAM son la RAM pseudo estática (PSRAM – Pseudo Static RAM) y la RAM no volátil (NVRAM – NonVolatile RAM). La PSRAM es una DRAM con un controlador refrescador de memoria embebido. La NVRAM es una variación especial de la RAM que es capaz de mantener datos, incluso luego de que se remueve la alimentación de poder. Esto se logra almacenando los valores en una memoria EEPROM (explicada en la siguiente sección), justo antes de perder la alimentación.

Memoria ROM

Una memoria de sólo lectura (ROM – Read Only Memory) contiene un patrón permanente de datos que no puede alterarse. Una ROM es no volátil. Además suele ser utilizada para almacenar subrutinas de bibliotecas para funciones de uso frecuente, programas del sistema, etc.

Existen varios tipos de memoria ROM, entre los cuales se encuentran:

Mask ROM: Llegan del fabricante ya grabadas. El proceso de grabación se hace en el mismo momento de la producción de la memoria por medio de unas mascaras litográficas. La máscara es muy costosa. Cada dato que se quiere cambiar requiere fabricar nuevamente todas las memorias.

PROM: La grabación de la memoria se realiza después de la fabricación de la misma, pero una vez grabada ya no puede ser modificada.

EPROM: (Erasable Programmable ROM). Este dispositivo usa un transistor como componente programable. Esta se lee y escribe electrónicamente, pero para el borrado de la misma es necesario exponerla a radiación ultravioleta para reasignar carga negativa a todas las celdas.

EAPROM: se puede borrar y reprogramar eléctricamente.

EEPROM: (Electrically Erasable Programmable ROM). En esta memoria se puede escribir en cualquier momento sin borrar todo el contenido anterior, ya que permite actualizaciones a nivel de byte. El borrado de los datos se realiza mediante un voltaje específico a los bytes de memoria direccionados.

PIC.

PIC: Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument.

El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como Peripheral Interface Controller (controlador de interfaz periférico).

El PIC original se diseñó para ser usado con la nueva CPU de 16 bits CP16000. Siendo en general una buena CPU, ésta tenía malas prestaciones de E/S, y el PIC de 8 bits se desarrolló en 1975 para mejorar el rendimiento del sistema quitando peso de E/S a la CPU. El PIC utilizaba microcódigo simple almacenado en ROM para realizar estas tareas; y aunque el término no se usaba por aquel entonces, se trata de un diseño RISC que ejecuta una instrucción cada 4 ciclos del oscilador.

PLD.

Los PLD son dispositivos digitales que se pueden configurar por el usuario para implementar una amplia variedad de funciones lógicas en sistemas. Estos dispositivos tienen pines de entrada, un arreglo lógico programable y pines de entrada y salida. Muchos PLD's tienen salidas programables que incrementan su flexibilidad haciéndolos útiles para una gran variedad de aplicaciones. 

SPLD: Simple Dispositivos Lógicos Programables (SPLD) Sencillo dispositivo de lógica programable (SPLD) chips son el tipo más simple, más pequeño y menos costoso de dispositivo de lógica programable (PLD). Fichas SPLD se pueden utilizar en tablas para reemplazar la serie 7400-lógica transistor-transistor (TTL) de los componentes. También se utilizan en una variedad de aplicaciones comerciales, industriales, y la comunicación.

CPLD: Un CPLD (del acrónimo inglés Complex Programmable Logic Device) es un dispositivo electrónico. Los CPLD extienden el concepto de un PLD (del acrónimo inglés Programmable Logic Device) a un mayor nivel de integración ya que permite implementar sistemas más eficaces, ya que utilizan menor espacio, mejoran la fiabilidad del diseño, y reducen costos. Un CPLD se forma con múltiples bloques lógicos, cada uno similar a un PLD. Los bloques lógicos se comunican entre sí utilizando una matriz programable de interconexiones, lo cual hace más eficiente el uso del silicio, conduciendo a una mejor eficiencia a menor costo.

Procesador de un CPLD de la marca Altera.

FPGA.

Una FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array) es un dispositivo semiconductor que contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad se puede programar. La lógica programable puede reproducir desde funciones tan sencillas como las llevadas a cabo por una puerta lógica o un sistema combinacional hasta complejos sistemas en un chip.

Las FPGAs se utilizan en aplicaciones similares a los ASICs sin embargo son más lentas, tienen un mayor consumo de potencia y no pueden abarcar sistemas tan complejos como ellos. A pesar de esto, las FPGAs tienen las ventajas de ser reprogramables (lo que añade una enorme flexibilidad al flujo de diseño), sus costes de desarrollo y adquisición son mucho menores para pequeñas cantidades de dispositivos y el tiempo de desarrollo es también menor.

Las FPGAs fueron inventadas en el año 1984 por Ross Freeman y Bernard Vonderschmitt, co-fundadores de Xilinx, y surgen como una evolución de los CPLDs.

Tanto los CPLDs como las FPGAs contienen un gran número de elementos lógicos programables. Si medimos la densidad de los elementos lógicos programables en puertas lógicas equivalentes (número de puertas NAND equivalentes que podríamos programar en un dispositivo) podríamos decir que en un CPLD hallaríamos del orden de decenas de miles de puertas lógicas equivalentes y en una FPGA del orden de cientos de miles hasta millones de ellas.

Aparte de las diferencias en densidad entre ambos tipos de dispositivos, la diferencia fundamental entre las FPGAs y los CPLDs es su arquitectura. La arquitectura de los CPLDs es más rígida y consiste en una o más sumas de productos programables cuyos resultados van a parar a un número reducido de biestables síncronos (también denominados flip-flops). La arquitectura de las FPGAs, por otro lado, se basa en un gran número de pequeños bloques utilizados para reproducir sencillas operaciones lógicas, que cuentan a su vez con biestables síncronos. La enorme libertad disponible en la interconexion de dichos bloques confiere a las FPGAs una gran flexibilidad.