Endereçamento de memória

Célula básica de uma memória

Vamos analisar o circuito de uma célula básica que permite a leitura e escrita de um bit de informação.

Para escrever um dado, seleccionamos a célula, o que é feito por um circuito de endereçamento que faz   SEL = 1 e passamos o sinal de controle para escrita, (R/W=0). Depois aplicamos o dado no terminal D, que está então configurado como entrada. A figura abaixo mostra  a célula de memória nesta situação.

Vemos que a porta NE superior terá nível 0 na saída, e com isto, as chaves controladas nas entradas do flip-flop estarão fechadas configurando assim um flip-flop tipo D, ao mesmo tempo a porta NE inferior terá um nível 1 na saída fazendo com que a chave de saída do flip-flop esteja aberta de modo que o sinal presente em D esteja conectado à entrada do flip-flop e seja então armazenado. 

 Caso desejemos fazer a leitura, seleccionamos igualmente a célula fazendo SEL=1, e desta vez (R/W=1).

 

Vemos que a porta NE superior tem nível 1 na saída, isto faz com que as chaves de entrada do flip-flop estejam abertas. As portas NE que constituem o flip-flop estão agora desconectadas (estado de alta impedância) e devido a sua característica construtiva, reconhecem esta situação como um nível 1, o que faz com que o flip-flop mantenha o estado anterior (Qf = Qa). Enquanto isto, a porta NE inferior tem nível 0 na saída, o que faz com que a porta de saída esteja fechada, e com isto o bit armazenado no flip-flop estará no terminal D.

No caso da célula não ser seleccionada (SEL = 0), as duas portas NE apresentarão nível 1 em suas saídas, mantendo as três chaves abertas, deixando a célula com a saída desactivada (tri-state), impedindo qualquer escrita ou leitura de dados.

Exemplo de endereçamento

Uma memória armazena ou acessa informações, por meio de endereços, em lugares denominados localidades de memórias. Para o acesso a estas localidades, o bloco possui uma série de terminais de entrada de endereços que são ligados a um conjunto de fios denominado barra de endereços (address bus). Para a entrada e saída dos dados, o bloco possui uma série de terminais ligados à barra de dados (data bus). 

A simbologia da figura mostra que a barra de dados é bidireccional, isto indica que a memória em questão é do tipo leitura/escrita.

Agradecimentos www.carlosfelgueiras.hpg.ig.com.br

Arquitectura de von nermann e de harvard

Arquitectura de von Neumann

A Arquitectura de von Neumann – de John von Neumann é uma arquitectura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados.

A máquina proposta por Von Neumann reúne os seguintes componentes: uma memória, uma unidade aritmética e lógica (ALU), uma unidade central de processamento (CPU), composta por diversos registadores, e uma Unidade de Controlo (CU), cuja função é a mesma da tabela de controlo da Máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executa-lo sobre os dados de entrada.

Arquitectura de harvard

A Arquitectura de Harvard baseia-se em um conceito mais recente que a de Von-Neumann, tendo vindo da necessidade de por o micro controlador para trabalhar mais rápido.

 

Baseia-se na separação de barramentos de dados das memórias onde estão as instruções de programa e das memórias de dados, permitindo que um processador possa aceder as duas simultaneamente, obtendo um desempenho melhor do que a da Arquitetura de von Neumann, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra.
A principal vantagem desta arquitectura é dada pela dupla ligação às memórias de dados e programa (código), permitindo assim que o processador leia uma instrução ao mesmo tempo que faz um acesso à memória de dados.
 

Arquitectura de computadores

A evolução da informática foi caracterizada pelo desenvolvimento de computadores com características a mais diversa, traduzida pelos diferentes parâmetros, cada vez mais conhecidos da maioria de usuários de computador: a CPU adoptada, a capacidade de memória, a capacidade do disco rígido, a existência de memória cache e outros menos conhecidos. A definição destes parâmetros e a forma como os diversos componentes de um computador são organizados, define aquilo que é conhecido por arquitectura de computador e vai determinar aspectos relacionados à qualidade, ao desempenho e à aplicação para a qual o computador vai ser orientado.

Diagrama da Arquitectura com Chipset

Northbridge

A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade. A ponte norte, também chamada de MCH (Memory Controller Hub, Hub Controlador de Memória) é conectada directamente ao processador e possui basicamente as seguintes funções:

•  Controlador de MemóriaControlador do barramento AGP (se disponível) 
• Controlador do barramento PCI Express x16 (se disponível)
•  Interface para transferência de dados com a ponte sul

Southbridge

A ponte sul também chamada ICH (I/O Controller Hub, Hub Controlador de Entrada e Saída) é conectado à ponte norte e sua função é basicamente controlar os dispositivos onboard e de entrada e saída tais como:

• Discos Rígidos (Paralelo e Serial ATA)
• Portas USB , paralelas e seriais
• Som e Rede onboard
• Barramento PCI e PCI Express (se disponível)
• Barramento ISA (se disponível)
• Relógio de Tempo Real (RTC)
• Memória de configuração (CMOS)
• BIOS
• Dispositivos antigos, como controladores de interrupção e de DMA

Resumo

Chipset- um chipset  é o conjunto da north bridge e da south bridge.

North bridge- é chip que interliga os depositivos mais rápidos da moterboard: AGP, memória RAM, PCI.

South bridge- é um chip que implementa as capacidades mais "lentas" da placa-mãe: BIOS, USB e teclado, teclado e rato.

FSB- é o barramento de transferência de dados que transporta informação entre a CPU e o northbridge da placa-mãe.

DMA- permite que certos dispositivos de hardware num computador acedam a memória do sistema para leitura e escrita independentemente da CPU.

Grafeno

Grafeno é um material encontrado no grafite e em outros compostos de carbono, é uma folha planar de átomos de carbono em ligação sp2 densamente compactados e com espessura de apenas um átomo, reunidos em uma estrutura cristalina hexagonal. O nome vem de grafite + -eno; o grafite em si consiste de múltiplas folhas arranjadas uma sobre a outra. Bastante abundante e de estrutura significativamente estável e resistente, ele pode ser a chave para a produção de transístores de apenas 0.01 micron, indo além do limite teórico de 0.02 micron, onde os transístores possuiriam apenas dois ou três átomos de espessura e poucas dezenas de átomos de comprimento, aproximando-se dos limites físicos da matéria.

Geim, 51, e Novoselov, 36, receberão o prémio Nobel da Física em 2010 por suas experiências com este novo material, que permite avanços decisivos na física quântica. O Nobel de Física inclui prémio de 10 milhões de coroas suecas (1,1 milhão de euros) e será entregue em 10 de Dezembro, coincidindo com o aniversário da morte do fundador dos prémios, Alfred Nobel.

Reuters/Efe

Os russos Andre Geim e Konstantin Novoselov pesquisaram material que permite avanços na física quantica

Suas pesquisas alcançaram importantes aplicações práticas para o grafeno, ligadas à criação de novos materiais e a manufactura electrónica, como explicou a Academia.
Os analistas consideram que os transístores de grafeno serão substancialmente mais rápidos do que os de silício empregados na actualidade na maior parte dos aparelhos electrónicos, com o qual será possível fabricar computadores mais eficientes.

Circuitos Integrados

 O que é um circuito integrado?

Em electrónica, um circuito integrado (também conhecido como CI, microcomputador, micro-chip, chip de silício, chip ou chips) é um circuito electrónico miniaturizado (composto principalmente por dispositivos semicondutores), que tem sido produzido na superfície de um substrato fino de material semicondutor.

Os circuitos integrados são usados em quase todos os equipamentos electrónicos usados hoje e revolucionaram o mundo da electrónica.

Tipos de encapsulamentos:


Existem vários tipos de encapsulamentos desenvolvidos para as placas de circuito impresso, os quais são usados dependendo do hardware em questão. Por exemplo, o PGA (Pin Grid Array) é usado bastante em micro processadores, implementando uma matriz de pinos que circula o chip principal da CPU. Este modelo possui algumas variantes, como o PPGA, e o FC-GPA, os quais são usadas em processadores muito famosos, como o Pentium III e 4

Outro modelo muito usado é o Ball Grid Array, cujos pinos são em formato de bolas, usado bastante em chipsets de placas mãe e em algumas placas de vídeo e CPUs.

Sendo um modelo mais antigo, o Dual In-Line Package foi um dos encapsulamentos mais usados  desde a década de 70. Seu uso é recomendado para módulos menores, utilizando de uma quantidade reduzida de pinos, normalmente em formato de ganchos.

SIL – Single In Line

Alguns integrados pré-amplificadores, e mesmo alguns amplificadores de certa potência, para áudio, apresentam esta configuração.

Cápsulas metálicas TO-5
Têm um corpo cilíndrico metálico, com os terminais dispostos em linha circular, na sua base.
A contagem dos terminais inicia-se pela pequena marca, em sentido horário, com o componente visto por baixo.

Circuitos Integrados TTL e CMOS

TTL (Transistor-Transistor – Logic)

TTL significa Transistor-Transistor – Logic. A tensão de alimentação se restringe a 5V contínuos, tendo, porém, uma faixa de tensão correspondente aos níveis lógicos 0 e 1.

TTL é principalmente reconhecida pelo fato de ter duas séries que começam pelos números 54 para os componentes de uso militar e 74 para os componentes de uso comercial.

Os CIs da série TTL 74-padrão oferecem uma combinação de velocidade e potências consumidas adequadas a um grande número de aplicações. Entre os CIs desta série, podemos encontrar uma ampla variedade de portas lógicas, flip-flops, construídos segundo a tecnologia SSI, além de registadores de deslocamento, contadores, descodificadores, memórias e circuitos aritméticos, construídos com a tecnologia MSI.

CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor)

CMOS é um, semicondutor metal-óxido complementar. É um tipo de tecnologia empregada na fabricação de circuitos integrados onde se incluem elementos de lógica digital, micro processadores, micro controladores, memórias RAM, etc. 

As principais vantagens dos circuitos integrados CMOS são o baixíssimo consumo de energia (que leva à baixa dissipação de calor) e a possibilidade de alta densidade de integração, comparativamente com outras tecnologias como a TTL. 

 Circuitos CMOS são também largamente utilizados em calculadoras, relógios digitais, e outros dispositivos alimentados por pequenas baterias.