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CHAPITRE 1 Les mémoires à semi-conducteurs Les Chapitre 1 Les mémoires à semi-c

CHAPITRE 1 Les mémoires à semi-conducteurs Les Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 1 CHAPITRE 1 Les memoires a semi-conducteurs 1.1. Définitions 1.2. Caractéristiques générales des mémoires 1.3. Différents types de mémoires à semi-conducteurs – architecture interne 1.3.1. Mémoire vive : RAM 1.3.3. Mémoire morte : ROM 1.4. Décodage d'adresse – Interfaçage Microprocesseur/mémoire 1.5. Mémoires spéciaux : Piles 1.6. Exercices 1.1. Définitions Une mémoire est un dispositif (Electronique – Magnétique) capable d’enregistrer, de conserver ‘emmagasiner’ puis de restituer une information binaire (à la demande). L'unité d’information (bit, octet, etc.) s’appelle ‘point mémoire’ ou ‘cellule’. Figure 1.1 : Schéma fonctionnel d'une mémoire.  L’adresse fournie par le bus d'adresses est le mot binaire de p bits qui permet de localiser la donnée.  La donnée de n bits entre (écriture) et sort (lecture) par le bus de données qui est bidirectionnel : deux sens possibles, en liaison avec le signal R/W.  La mémoire peut stocker 2p données de n bits chacune.  Le signal CS permet la sélection du circuit.  Le signal OE qui permet de mettre en haute impédance (validation des données de sorties). La mémoire est un arrangement linéaire d’un ensemble de cases mémoires. Chaque case à une taille mesurée par le nombre de bits (registre mémoire). A chaque case est associé un MEMOIRE 2 p données de n bits 2 Lignes (BUS) d’adresses n Lignes (BUS) de données p CS Chip Select R / W Read / Write OE Otput Enabled Lignes (BUS) de Commandes Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 2 nombre propre: Son adresse. Donc, la capacité mémoire est le nombre de cases mémoires, exprimée par le Kilo (case). Généralement, une case = 1 octet (8 bits), 2 octets (16 bits), .... Exemple: 1 case = 1 octet = 1 byte.  1 Kilo Octet (KO) = 210 = 1024 octets.  1 Méga Octet (MO) = 1 KO x 1 KO = 220 octets.  1 Giga Octet (GO) = 1 MO x 1 KO = 230 octets.  1 Téra Octet (TO) = 1 GO x 1 KO = 240 octets. Figure 1.2 : Tableau de mémoire de taille 2p cases. @15 @14 @13 @12 @11 @10 @9 1 0 1 1 0 0 1 1 @8 @7 @6 @5 @4 @3 @2 @1 @0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Figure 1.3 : Tableau de mémoire de taille 16 octets. La case (l’octet) mémoire d’adresse 9 contient un mot (octet) binaire = 10110011= B3HEX. Adresse de début Adresse de Fin Adresses …… …… x …… …… …… …… …… Dn-1 D0 A0 Ap-1 Bit = {0, 1} D1 Case mémoire (Registre mémoire) Case d’adresse 0 Case d’adresse 1 Case d’adresse 2p-1 Données CS R / W OE Commandes Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 3 Table 1.1 : Exemples des mémoires et leurs adressages. Nombre de lignes d’@ Taille mémoire Adresses Début Fin 2 22 = 4 octets 0HEX 3HEX 4 24 = 16 octets 0HEX FHEX 8 28 = 64 octets 00HEX FFHEX 16 216 = 64 Ko 0000HEX FFFFHEX 20 220 = 1 Mo 00000HEX FFFFFHEX 32 232 = …. 000000HEX FFF0FFHEX 64 264 = …. --------- ---------- On peut donc utiliser une mémoire soit en : Lecture soit en Ecriture, selon le principe de la figure ci-dessous.. Figure 1.4 : Mode de lecture/écriture des mémoires. 1.2. Caractéristiques générales des mémoires A partir des définitions précédentes, on peut résumer les caractéristiques des mémoires sur la figure ci-dessous. La capacité : C’est le nombre d'informations que peut contenir la mémoire. Elle s’exprime en bits ou en mots de n bits. Par exemple :  1 Kilo Octet (KO) = 210 = 1024 octets.  1 Méga Octet (MO) = 1 KO x 1 KO = 220 octets.  1 Giga Octet (GO) = 1 MO x 1 KO = 230 octets.  1 Téra Octet (TO) = 1 GO x 1 KO = 240 octets.  Appliquer le mot adresse sur le bus d’adresse.  Sélectionner le boîtier mémoire en appliquant un niveau logique bas sur la ligne CS.  Sélectionner le mode lecture en appliquant un niveau logique haut sur la ligne R/W. Mode de fonctionnement  Appliquer le mot d’adresse sur le bus d’adresse.  Le mot de donnée sur le bus de données.  Sélectionner le boîtier mémoire en appliquant un niveau logique bas sur la ligne CS.  Sélectionner le mode écriture en appliquant un niveau logique bas sur la ligne R/W. Mode Lecture Mode Ecriture CS = 0 R / W = 0 CS = 0 R / W = 1 Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 4 Figure 1.5 : Caractéristiques des mémoires. L’organisation : Elle définit le nombre de mots (cases) et la longueur de chaque mot. Par exemple :  Une mémoire de 64Kx 1 est constituée de 65536 mots de 1 bit. Sa capacité est donc de 64Kb (8Ko) ;  Une mémoire de 8Kx8 contient 8192 mots de 8 bits. Sa capacité est de 64Kb (8Ko) ; Exemple: Soit une mémoire ayant une capacité de 8 KO. 1. Combien a-t-elle de lignes de données ? 2. Combien a-t-elle de lignes d’adresses ? 3. Quelle est sa capacité en octets ? Réponse : 1. Cette mémoire possède 8 lignes de données. 2. Cette mémoire stocke 8KO =8x1024=8192 mots. Il y a donc 8192 cases mémoires. Puisque 8192 = 213, il faut donc 13 lignes d’adresse. 3. La capacité de cette mémoire est de 8192 octets. Le temps d’accès: C’est le temps qui s’écoule entre une demande d’information et le moment où elle est effectivement disponible sur le bus de données. En outre, c’est le temps s'écoulant entre le lancement d'une opération de lecture/écriture et son accomplissement. Débit : C’est le nombre d'informations lues ou écrites par seconde. Exemple : 300Mo/sec. Volatilité : Conservation ou disparition de l'information dans la mémoire hors alimentation électrique de la mémoire (RAM, ROM). Méthodes d’accès : Trois types d’accès, direct et séquentiel et semi-séquentiel.  Accès séquentiel :  Pour accéder à une information on doit parcourir toutes les informations précédentes.  Accès lent.  Exemple : Bandes magnétiques (K7 vidéo).  Accès direct :  Chaque information a une adresse propre.  On peut accéder directement à chaque adresse.  Exemple : mémoire centrale.  Accès semi-séquentiel : Mémoires Organisation (Architecture) Caractéristiques des mémoires Direct Séquentiel Capacité (Taille) Débit Type de mémoires Volatiles Non volatiles Mode de stockage (d’accès) Support Technologique Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 5  Intermédiaire entre séquentiel et direct.  Exemple : Disque dur, Accès direct au cylindre, Accès séquentiel au secteur sur un cylindre. Support technologique : Trois grandes familles  Mémoires à semi-conducteur : L’élément mémoire est construit autour des transistors (bipolaire ou MOS-FET)  Mémoires à accès plus rapide.  Mémoires à support magnétique : Stockage d’un grand nombre d’information (Bandes magnétiques)  Accès lourd.  Mémoires à support magnétique : Lecture avec LASER d’une piste gravée (CD, DVD)  Accès rapide. 1.3. Différents types de mémoires à semi-conducteurs Deux grandes familles  Mémoires non volatiles : ROM (Read Only Memory) dites mémoires mortes.  Leur contenu est fixe (ou presque ...) - Conservé en permanence.  Mémoires volatiles : RAM (Random Access Memory) dites mémoires vives.  Leur contenu est modifiable - Perte des informations hors alimentation électrique- Accès sans contraintes. Figure 1.6 : Familles des mémoires mortes et vives. Type de mémoires  SRAM ne nécessite pas de rafraîchissement.  Plus rapide que la DRAM.  Plus chère. Mémoires vive (RAM) RAM Statiques (SRAM)  DRAM nécessite un rafraîchissement périodi- que de l'information.  Peu coûteuse. RAM Dynamiques (DRAM) LIFO FIFO Accès Séquentiel Accès Aléatoire Mémoires de données Mémoires de masses Piles (1) Mémoire ROM à masque. (2) Mémoire ROM programmable. (3) Mémoire ROM reprogrammable effaçable par rayons UV (UV EPROM). (4) Mémoire EPROM effaçable électriquement (EEPROM). (5) Effaçable et réinscriptible par blocs Mémoires programmes Mémoires mortes (ROM) ROM PROM EPROM EEPROM Flash 5 4 3 2 1 Optique Magnétique DD, CD, DVD, … Chapitre 1 Les mémoires à semi-conducteurs Dr. A. SOUKKOU Les mémoires à semi-conducteurs 6 Remarque : On remarque la relation oppositionnelle entre la vitesse et la capacité mémoire, comme illustre la figure ci-dessous. La taille augmente conduit à une application spéciale : Registre, mémoire cache, mémoire principale, …etc. De plus, la vitesse (le temps d’accès) augmente. Figure 1.7 : Relation oppositionnelle entre vitesse et capacité. On peut également donner une autre classification qui tient compte de l'éloignement par rapport au processeur (à l’intérieur ou à l’extérieur de microprocesseur) : Mémoires situées à l’intérieur du microprocesseur  Les registres sont les éléments de mémoire les plus rapides. Ils sont situés au niveau du processeur et servent au stockage des opérandes et résultats intermédiaires.  La uploads/Litterature/ chapitre-1 9 .pdf