Description logique des mémoires électroniques

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1 Description logique des mémoires électroniques II2 - Cours Mémoire - Description logique J. Villemejane - julien.villemejane@u-pec.fr IUT Créteil-Vitry Département GEII Université Paris-Est Créteil Année universitaire /22

2 Plan du cours 1 Introduction aux mémoires 2 Organisation de la mémoire Mots binaires Capacité d une mémoire Caractérisation fonctionnelle Volatilité Méthode d accès 3 Mémoires à accès séquentiel FIFO LIFO 4 Mémoires à accès aléatoire Principe d adressage Décodage interne Extension de capacité des mémoires Exemples de mémoire 2/22

3 Introduction aux mémoires Mémoire Dispositif capable d enregistrer, de conserver et de restituer des informations Informations binaires pour un ordinateur Classement des mémoires Caractéristiques : capacité, débit... Type d accès : séquentiel, direct... Durée de vie de l information 3/22

4 Introduction aux mémoires Mémoire Dispositif capable d enregistrer, de conserver et de restituer des informations Informations binaires pour un ordinateur Classement des mémoires Caractéristiques : capacité, débit... Type d accès : séquentiel, direct... Durée de vie de l information 3/22

5 Introduction aux mémoires Différentes formes de stockage Numérique : Circuits intégrés, CDROM... Analogique : Cassettes, Disques durs... Ce cours s intéresse aux mémoires à semi-conducteurs. (Circuits intégrés) 4/22

6 Introduction aux mémoires Différentes formes de stockage Numérique : Circuits intégrés, CDROM... Analogique : Cassettes, Disques durs... Ce cours s intéresse aux mémoires à semi-conducteurs. (Circuits intégrés) 4/22

7 Introduction aux mémoires Différentes formes de stockage Numérique : Circuits intégrés, CDROM... Analogique : Cassettes, Disques durs... Ce cours s intéresse aux mémoires à semi-conducteurs. (Circuits intégrés) 4/22

8 Organisation de la mémoire Mots binaires Cellule mémoire élémentaire Le BIT : plus petit élément de stockage Regroupement de bits Quartet (ou nibble) : groupe de 4 bits Octet (ou byte) : groupe de 8 bits Mot : groupement d octets (1, 2, 4, 8 octets) Unité d information adressable en mémoire 5/22

9 Organisation de la mémoire Mots binaires Cellule mémoire élémentaire Le BIT : plus petit élément de stockage Regroupement de bits Quartet (ou nibble) : groupe de 4 bits Octet (ou byte) : groupe de 8 bits Mot : groupement d octets (1, 2, 4, 8 octets) Unité d information adressable en mémoire 5/22

10 Organisation de la mémoire Capacité d une mémoire Définition : capacité d une mémoire Quantité d informations que peut mémoriser un dispositif. On indique la capacité C M en mots de la mémoire et la largeur (ou taille, format) W M de ses mots (en bits). La capacité en bits C B de cette mémoire vaut alors : C B = C M W M Très souvent, ce nombre est une puissance de 2, pour des raisons d optimisation des liaisons internes au boîtier. Abréviations courantes : kilo (k) = 2 10 = 1024 méga (M) = 2 20 = giga (G) = 2 30 = /22

11 Organisation de la mémoire Capacité d une mémoire Définition : capacité d une mémoire Quantité d informations que peut mémoriser un dispositif. On indique la capacité C M en mots de la mémoire et la largeur (ou taille, format) W M de ses mots (en bits). La capacité en bits C B de cette mémoire vaut alors : C B = C M W M Très souvent, ce nombre est une puissance de 2, pour des raisons d optimisation des liaisons internes au boîtier. Abréviations courantes : kilo (k) = 2 10 = 1024 méga (M) = 2 20 = giga (G) = 2 30 = /22

12 Organisation de la mémoire Caractérisation fonctionnelle Mémoire = Tableau de données 7/22

13 Organisation de la mémoire Volatilité Volatilité Capacité de rétention des informations en l absence d alimentation. Il existe deux sortes de mémoire : mémoires volatiles : perdant leurs informations dès que l énergie est supprimée mémoires non-volatiles : gardant leurs informations même sans courant Remarque : toutefois, les mémoires non-volatiles ne peuvent pas garder éternellement leurs informations (durée de vie des composants). 8/22

14 Organisation de la mémoire Volatilité Volatilité Capacité de rétention des informations en l absence d alimentation. Il existe deux sortes de mémoire : mémoires volatiles : perdant leurs informations dès que l énergie est supprimée mémoires non-volatiles : gardant leurs informations même sans courant Remarque : toutefois, les mémoires non-volatiles ne peuvent pas garder éternellement leurs informations (durée de vie des composants). 8/22

15 Organisation de la mémoire Volatilité Volatilité Capacité de rétention des informations en l absence d alimentation. Il existe deux sortes de mémoire : mémoires volatiles : perdant leurs informations dès que l énergie est supprimée mémoires non-volatiles : gardant leurs informations même sans courant Remarque : toutefois, les mémoires non-volatiles ne peuvent pas garder éternellement leurs informations (durée de vie des composants). 8/22

16 Organisation de la mémoire Méthode d accès Deux méthodes d accès sont aussi possibles : accès séquentiel accès direct (ou aléatoire) 9/22

17 Mémoires à accès séquentiel FIFO FIFO (First In - First Out) Ce sont des mémoires où les mots ne sont pas adressables : les mots sont lus dans le même ordre qu ils sont écrits (le premier écrit est le premier lu). Une FIFO 4x8, par exemple, peut être vue comme un ensemble de 8 registres à décalage, de 4 bits chacun. 10/22

18 Mémoires à accès séquentiel LIFO LIFO (Last In - First Out) Ce sont un autre type de mémoire non adressable, encore appelées piles (ou stack), avec deux opérations possibles : push : met une information au sommet de la pile, en poussant vers le bas les informations déjà présentes dans la pile pop : prend l information qui se trouve au sommet de la pile, en poussant tout le contenu de la pile vers le sommet Les ordinateurs utilisent couramment des piles pour le stockage de l information. Dans ces cas, la pile n est pas implémentée à l aide des registres, mais utilise une partie de la mémoire RAM de l ordinateur. 11/22

19 Mémoires à accès séquentiel LIFO Une pile 4x8, par exemple, peut être vue comme un ensemble de 8 registres à décalage, de 4 bits chacun. Mais contrairement aux FIFO, les registres à décalage sont bidirectionnels et on accède seulement au registre en haut (le sommet de la pile) 12/22

20 Mémoires à accès aléatoire Principe d adressage Bus d adresses Bus de données (unidirectionnel ou bidirectionnel) Sélection de boitier (OE) Lecture/Ecriture (RD/W R) 13/22

21 Mémoires à accès aléatoire Décodage interne Soit un boîtier de 128k x 16 bits Combien de fils d adressage? Combien de sorties pour le décodeur? 17 fils d adressage (2 17 = 128k) sorties Est-ce technologiquement possible? 14/22

22 Mémoires à accès aléatoire Décodage interne Soit un boîtier de 128k x 16 bits Combien de fils d adressage? Combien de sorties pour le décodeur? 17 fils d adressage (2 17 = 128k) sorties Est-ce technologiquement possible? 14/22

23 Mémoires à accès aléatoire Décodage interne Soit un boîtier de 128k x 16 bits Combien de fils d adressage? Combien de sorties pour le décodeur? 17 fils d adressage (2 17 = 128k) sorties Est-ce technologiquement possible? 14/22

24 Mémoires à accès aléatoire Extension de capacité des mémoires Exemple 1 : utilisation de deux RAM 64Kx4 pour obtenir une mémoire 64Kx8 15/22

25 Mémoires à accès aléatoire Extension de capacité des mémoires Exemple 1 : utilisation de deux RAM 64Kx4 pour obtenir une mémoire 64Kx8 15/22

26 Mémoires à accès aléatoire Extension de capacité des mémoires Exemple 2 : utilisation de deux RAM 1Mx8 pour obtenir une mémoire 2Mx8 16/22

27 Mémoires à accès aléatoire Extension de capacité des mémoires Exemple 2 : utilisation de deux RAM 1Mx8 pour obtenir une mémoire 2Mx8 16/22

28 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 1 : SANYO LC371100SP 17/22

29 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 1 : SANYO LC371100SP - Mask Rom : 128k x 8 bits 18/22

30 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 1 : SANYO LC371100SP - Mask Rom : 128k x 8 bits 19/22

31 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 2 : SIMTEK STK10C48 20/22

32 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 2 : SIMTEK STK10C48 - Non-volatile Static RAM : 2k x 8 bits 21/22

33 Mémoires à accès aléatoire Exemples de mémoire Exemple 2 : SIMTEK STK10C48 - Non-volatile Static RAM : 2k x 8 bits 22/22