MICROCONTROLADORES

CARACTERISTICAS DE LA MEMORIA RAM Y ROM

Algunas de las características fundamentales de las memorias (de cualquier tipo) son las que a continuación detallaré detenidamente en las siguientes líneas de texto…

Volatilidad
Se dice que la información almacenada en una memoria es volátil siempre y cuando corra el riesgo de verse alterada en caso de que se produzca algún fallo de suministro de energía eléctrica (memorias biestables).
No son volátiles aquellas en las cuales la información, independientemente de que exista algún fallo en el fluido eléctrico, permanece inalterada.
Dicho de otra manera, cualquier de éstas dos memorias (RAM y ROM) es volátil por su incapacidad de permanecer inalterada de cara a cualquier fallo eléctrico que presente la misma. Por ésta simple razón específica, las memorias RAM y ROM son volátiles.

Tiempo de Acceso
Es el tiempo que transcurre desde el instante en que se lanza la operación de lectura en la memoria y el instante en que se dispone de la primera información buscada. En la memoria principal, este tiempo es, en principio, independiente de la dirección en la que se encuentre la información a la cual queremos acceder.
Se puede ir un poco más al grano diciendo que el tiempo de acceso es el tiempo requerido o necesitado para realizar cualquier operación, sea lectura o escritura. Es simplemente eso, el tiempo que se solicita a la memoria para poder ejecutar cualquier operación específica.

Capacidad
La capacidad de una memoria (RAM y ROM) es el número de posiciones de un sistema, o dicho de otra manera, número de informaciones que puede contener una memoria.
La capacidad total de memoria será un dato esencial para calibrar la potencia de un computador. La capacidad de la memoria se mide en múltiplos de byte (8 bits): kilobytes (1.024 bytes) y megabytes (1.024 kilobytes).
Si bien es cierto, aquí sí se aplica la frase de a mayor capacidad, mayor velocidad. A la hora de escoger una memoria, intenta escoger un valor que sea óptimo (sea de 512 megabytes, 1 gigabyte o así) para que tengas mejor rendimiento en tu computadora
La Memoria RAM está destinada a contener los programas cambiantes del usuario y los datos que se vayan necesitando durante la ejecución y reutilizable, y su inconveniente radica en la volatilidad al contrastarse el suministro de corriente; si se pierde la alimentación eléctrica, la información presente en la memoria también se pierde.

La Memoria ROM nace por esta necesidad, con la característica principal de ser una memoria de sólo lectura, y por lo tanto, permanente que sólo permite la lectura del usuario y no puede ser rescrita.

TIPOS DE MODELOS MEMORIA ROM

MEMORIA OTP: Como el cuarzo de la ventana de la memoria EPROM es caro de fabricar, se introdujeron los chips OTP (One-Time Programmable, programables una sola vez). La única diferencia con la EPROM es la ausencia de la ventana de cuarzo, por lo que no puede ser borrada. Las versiones OTP se fabrican para sustituir tanto a las EPROMs normales como a las EPROMs incluidas en algunos microcontroladores. Estas últimas fueron siendo sustituidas progresivamente por EEPROMs (para fabricación de pequeñas cantidades donde el coste no es lo importante) y por memoria flash (en las de mayor tirada).

EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM programable borrable de sólo lectura). Es un tipo de chip de memoria ROM no volátil inventado por el ingeniero Dov Frohman. Está formada por celdas de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o transistores de puerta flotante, cada uno de los cuales viene de fábrica sin carga, por lo que son leídos como 0 (por eso, una EPROM sin grabar se lee como 00 en todas sus celdas). Se programan mediante un dispositivo electrónico que proporciona voltajes superiores a los normalmente utilizados en los circuitos electrónicos. Las celdas que reciben carga se leen entonces como un 1.
Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte luz ultravioleta. Esto es debido a que los fotones de la luz excitan a los electrones de las celdas provocando que se descarguen. Las EPROMs se reconocen fácilmente por una ventana transparente en la parte alta del encapsulado, a través de la cual se puede ver el chip de silicio y que admite la luz ultravioleta durante el borrado.
Como el cuarzo de la ventana es caro de fabricar, se introdujeron los chips OTP (One-Time Programmable, programables una sola vez). La única diferencia con la EPROM es la ausencia de la ventana de cuarzo, por lo que no puede ser borrada. Las versiones OTP se fabrican para sustituir tanto a las EPROMs normales como a las EPROMs incluidas en algunos microcontroladores. Estas últimas fueron siendo sustituidas progresivamente por EEPROMs (para fabricación de pequeñas cantidades donde el coste no es lo importante) y por memoria flash (en las de mayor utilización).
Una EPROM programada retiene sus datos durante diez o veinte años, y se puede leer un número ilimitado de veces. Para evitar el borrado accidental por la luz del sol, la ventana de borrado debe permanecer cubierta. Los antiguos BIOS de los ordenadores personales eran frecuentemente EPROMs y la ventana de borrado estaba habitualmente cubierta por una etiqueta que contenía el nombre del productor del BIOS, su revisión y una advertencia de copyright.

EEPROM son las siglas de Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM programable y borrable eléctricamente). En español se la suele denominar "E²PROM" y en inglés "E-Squared-PROM". Es un tipo de memoria ROM que puede ser programado, borrado y reprogramado eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse mediante rayos ultravioleta. Son memorias no volátiles.
Las celdas de memoria de una eprom esta constituida por un transistor MOS que tiene una compuerta flotante, su estado normal esta cortado y la salida proporciona un 1 lógico.
Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y un millón de veces.
Estos dispositivos suelen comunicarse mediante protocolos como I²C, SPI y Microwire. En otras ocasiones, se integra dentro de chips como microcontroladores y DSPs para lograr una mayor rapidez.

LA MEMORIA FLASH es una forma avanzada de EEPROM creada por el Dr. Fujio Masuoka mientras trabajaba para Toshiba en 1984 y fue presentada en la Reunión de Aparatos Electrónicos de la IEEE de 1984. Intel vio el potencial de la invención y en 1988 lanzó el primer chip comercial de tipo NOR.
Las memorias flash son de carácter no volátil, esto es, la información que almacena no se pierde en cuanto se desconecta de la corriente, una característica muy valorada para la multitud de usos en los que se emplea este tipo de memoria.
Los principales usos de este tipo de memorias son pequeños dispositivos basados en el uso de baterías como teléfonos celulares o móviles, asistentes digitales personales (Personal Digital Assistant), pequeños electrodomésticos, cámaras de fotos digitales, reproductores portátiles de audio, etc.
Las capacidades de almacenamiento de estas tarjetas que integran memorias flash comenzaron en 128 MB (128 MiB) pero actualmente se pueden encontrar en el mercado tarjetas de hasta 32 GB (32 GiB) por parte de la empresa Panasonic en formato SD.
La velocidad de transferencia de estas tarjetas, al igual que la capacidad de las mismas, se ha ido incrementando progresivamente. La nueva generación de tarjetas permitirá velocidades de hasta 30 MB/s.
Ofrecen, además, características como gran resistencia a los golpes, bajo consumo y es muy silencioso, ya que no contiene ni actuadores mecánicos ni partes móviles. Su pequeño tamaño también es un factor determinante a la hora de escoger para un dispositivo portátil, así como su ligereza y versatilidad para todos los usos hacia los que está orientado.
Sin embargo, todos los tipos de memoria flash sólo permiten un número limitado de escrituras y borrados, generalmente entre 10.000 y un millón, dependiendo de la celda, de la precisión del proceso de fabricación y del voltaje necesario para su borrado.
Este tipo de memoria está fabricado con puertas lógicas NOR y NAND para almacenar los 0’s ó 1’s correspondientes. Actualmente (08-08-2005) hay una gran división entre los fabricantes de un tipo u otro, especialmente a la hora de elegir un sistema de archivos para estas memorias. Sin embargo se comienzan a desarrollar memorias basadas en ORNAND.
Los sistemas de archivos para estas memorias están en pleno desarrollo aunque ya en funcionamiento como por ejemplo JFFS originalmente para NOR, evolucionado a JFFS2 para soportar además NAND o YAFFS, ya en su segunda versión, para NAND. Sin embargo, en la práctica se emplea un sistema de archivos FAT por compatibilidad, sobre todo en las tarjetas de memoria extraíble.
Otra característica de reciente aparición (30-9-2004) ha sido la resistencia térmica de algunos encapsulados de tarjetas de memoria orientadas a las cámaras digitales de gama alta. Esto permite funcionar en condiciones extremas de temperatura como desiertos o glaciares ya que el rango de temperaturas soportado abarca desde los -25 ºC hasta los 85 ºC.

Las aplicaciones más habituales son:
• El llavero USB que, además del almacenamiento, suelen incluir otros servicios como radio FM, grabación de voz y, sobre todo como reproductores portátiles de MP3 y otros formatos de audio.
• Las PC Card
• Las tarjetas de memoria flash que son el sustituto del carrete en la fotografía digital, ya que en las mismas se almacenan las fotos.



Los microcontroladores disponen generalmente también de una gran variedad de dispositivos de entrada/salida, como convertidores de analógico a digital, temporizadores, UARTs y buses de interfaz serie especializados, como I2C y CAN. Frecuentemente, estos dispositivos integrados pueden ser controlados por instrucciones de procesadores especializados.