LES MEMOIRES et le décodage d’adresses

Une mémoire est un dispositif permettant le stockage d ’informations. • Les informations sont appelées des données. • Chaque donnée possède une adresse. • Caractéristiques principales : - type (mémoire intégrée ou externes) - catégorie (RAM, ROM, PROM, …), - capacité (en bits, ko Mo, Go, To), - vitesse (temps d’accès, temps de cycle), - consommation (repos ou en fonctionnement).

Types de mémoire • Les mémoires externes ou mémoires de masse Disque dur HDD (Magnetic Disk ) SSD (Solid State Disk)  Disque optique CD ROM (Compact Disk Read Only Memory) CD-R (CD-Recordable) : enregistrement unique CD-RW(CD-Rewritable) : enregistrements multiples DVD (Digital Versatil Disk) Cassette magnétique Streamer DAT, DLT ou LTP (400 Go)

Types de mémoire • Les mémoires intégrées  Interne aux processeurs Registres Mémoire cache Circuit intégré seul Composants Circuits intégrés assemblés Barrette mémoire Carte mémoire (SD, MMC, Compact Flash) Clé USB 

Elément le plus rapide d’un système « intelligent » : le microprocesseur  Plus les mémoires s’en approchent, plus elles sont rapides

Seules les mémoires intégrées nous intéressent dans la suite du cours !

Bascule, registre et mémoire. Une bascule : mémoriser une information sur 1 seul bit. Un registre : mémoriser une information sur n bits. Une mémoire : mémoriser plusieurs informations BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES 7

Principe de fonctionnement 100 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 100 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 100 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 100 BUS D’ADRESSES 1 0 0 1 1 0 1 0 BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 100 BUS D’ADRESSES 1 0 0 1 1 0 1 0 BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 111 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 111 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 111 BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 111 BUS D’ADRESSES 1 1 1 1 0 1 1 0 BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement 111 BUS D’ADRESSES 1 1 1 1 0 1 1 0 BUS DE DONNEES

Principe de fonctionnement BUS D’ADRESSES BUS DE DONNEES

Organisation de la mémoire BUS D’ADRESSES (BA) 3 fils  23 cases mémoires (8 tiroirs dans la commode) 8 cases dans chaque tiroir 8 bits à chaque adresse. Format des mots : 1 octet Sauf cas très particulier, le bus de données est de format identique aux mots (1 octet  8 fils sur BD)

 Capacité de la mémoire C = 23 x 8 = 64 bits La capacité d’une mémoire est la quantité d’informations mémorisable dans cette mémoire. Capacité = Nb mots (ou Nb adresses) x Format mot Exemple : BA = 3fils  23 adresses (ou mots) BD = 8fils  8 bits / mot La capacité peut s’exprimer en : Bit : l’élément de base pour la représentation de l’information . octet : 1 octet = 8 bits kilo-octet (ko) : 1 ko = 1024 octets = 210 octets Méga-octet (Mo) : 1 Mo = 1024 Ko = 220 octets Géga-octet (Go) : 1 Go =1024 Mo = 230 octets Téra-octet (To) : 1 To = 1024 Go =240 octets  C = 23 x 8 = 64 bits

Dilemme technologique : La mémoire idéale grande capacité, très rapide, faible consommation  Elle n’existe pas ! Dilemme technologique : capacité et rapidité (consommation) (Consommation ) Si Rapidité  Capacité (Consommation ) Si Capacité  Rapidité

Structure générale d’une mémoire Sélection Commande CS : Chip select CE : Chip Enable Souvent actif à 0L (lecture ou écriture) Mémoire Read/Write  R/W Données (m bits) Adresses ( n bits)

Chronogramme de fonctionnement Cycle de lecture : R/W = 1 Le temps d’accès : durée du début d’une opération (lecture/écriture) en mémoire à la mise à disposition des données sur le BD. Le temps de cycle : intervalle minimum qui doit séparer deux opérations successives de lecture ou d'écriture.

Les catégories de mémoires intégrées Mémoires à semi-conducteurs Mémoires vives (RAM) Mémoires mortes (ROM) RAM statique (SRAM) RAM dynamique (DRAM) ROM PROM EPROM EEPROM (Flash) RAM : Random Access Memory SRAM : Static RAM DRAM : Dynamic RAM ROM : Read Only Memory PROM : Programmable ROM EPROM : Erasable PROM EEPROM : Electrically EPROM accessible par octet FLASH : EEPROM accessible par bloc d’octets

Rétention des informations Si une mémoire ne conserve pas les données mémorisées après une coupure d’alimentation : la mémoire est dite volatile (mémoires vives). Si une mémoire conserve les données mémorisées après une coupure d’alimentation : la mémoire est dite non volatile (mémoires mortes). 25

Les caractéristiques des mémoires Catégorie Utilisation effacement Mode écriture Volatilité RAM Lecture et écriture Electrique (par octet) Electrique Volatile ROM Lecture seule Impossible Masquage en usine Non volatile PROM EPROM RMM (Read Mostly Memory) Par UV (C.I total) EEPROM FLASH Electrique (par bloc) UV : rayonnement ultraviolet C.I. : circuit intégré (mémoire)

Synoptique d’une RAM 8 bits . I/O7 – I/O0

Synoptique d’une FLASH 16 bits

Synoptique d’une FLASH série

Synoptique d’une RAM double port

Application dans les systèmes programmés Compilation Fichier.c 020-023 buffer 024 cpt 025-026 var Char buf[4]; Int8 cpt=4; Int16 var=0; void main() { while (true) {cpt++; var=cpt; } Fichier.asm 0000: GOTO 0040 … 0050: INCF 24,F 0051: CLRF 26 0052: MOVF 24,W 0053: MOVWF 25 0054: GOTO 0050 Fichier.sym FLASH RAM Début 0000 ? 0001 … Buf[0] 0020 Buf[1] 0021 Buf[2] 0022 Buf[3] 0023 cpt 0024 4 var 0025 00 0026 Fin FFFF … 004F 16 0050 27 0051 08 0052 83 0053 0054 87 0055 00 0056 FFFF Compilation :1000400083129412A712270883168700831227169B :100050002708831687008312A711270883168700B5 :100060000130831294000030831694000108C739D0 :1000700008388100831290010030F80092000030AF :100080008316920083122715270883168700831290 :0E0090009701A40AA6012408A50049286300D0 :02400E003A3F37 :00000001FF Fichier.hex

Système minimum

Décodage d’adresses : le but Tous les périphériques (mémoires, interfaces E/S, etc.) sont reliés en permanence sur le bus de données. Afin d’éviter les "conflits de bus", il faut donc sélectionner un seul périphérique à la fois. Les autres sont mis en état haute impédance (physiquement connectés, mais électriquement « absent »). Le décodage d’adresses réalise cette sélection en allouant à chaque périphérique une zone de l’espace adressable.

Cartographie mémoire (Map) Microprocesseur BD : 8 fils BA : 16 fils $FFFF FLASH $E000 $DFFF PERIPH_2 $B000 NU $14FF PERIPH_1 $1400 $13FF EEPROM $1000 $0FFF … $0800 $07FF RAM $0000  216 octets Découpage de l’espace total pour les différentes zones utiles. $ FFFF $ 0000 Espace mémoire Adressable total = 64 ko

Décodage d’adresses : comment ? En utilisant les signaux de sélection (CE ou CS) des mémoires et périphériques avec un décodeur.

Décodage d’adresses : comment ? En utilisant les signaux de sélection (CE ou CS) des mémoires et périphériques avec un PLD.

FIN