¿Qué es la decodificación de memoria?

El circuito electrónico digital es un tipo de circuito que solo procesa señales con dos estados: cero o uno. Los transistores en un circuito se usan para conducir varias lógicas booleanas.

En la electrónica digital, el proceso de decodificación de la memoria tiene lugar cuando existe la necesidad de acceder a la memoria en los dispositivos digitales. En el proceso, se generan las direcciones binarias para encontrar la memoria deseada en el sistema. Como resultado, las unidades de memoria creadas, con la ayuda de direcciones de memoria, pueden encontrar los datos solicitados. Este proceso incluye varios pasos, que tenemos que seguir para localizar la memoria exacta.

Aquí, en este artículo, discutiremos la construcción interna de los chips de memoria, el proceso de decodificación y los diferentes componentes que tuvieron lugar en el proceso de decodificación de la memoria.

La construcción interna de la memoria:

En la construcción interna, una celda de almacenamiento binario y los mecanismos de decodificación relacionados para seleccionar una sola palabra constituyen la construcción interna de una memoria de acceso aleatorio con m palabras y n bits por palabra . En la unidad de memoria, un bloque de construcción básico es una celda binaria.

En una celda de memoria, se puede almacenar fácilmente un solo bit de información. El chip de memoria se compone de varias celdas dispuestas en una array.

Cada fila de celdas genera una palabra de memoria, y cada fila de celdas está conectada a una línea común, también conocida como línea de palabras . La línea de palabras está controlada por un decodificador de direcciones. Dependiendo de la dirección presente en el bus de direcciones, se activa una línea de una palabra en cualquier momento. Dos líneas corren entre las celdas de cada columna. Las líneas de bits son lo que se denominan. Un circuito de detección/escritura conecta estas líneas de bit a las líneas de entrada y salida de datos. El sentido/escritura detecta, o lee, la información contenida en las celdas designadas por una línea de palabra y la transmite a la línea de datos de salida durante las operaciones de lectura. El circuito de detección/escritura obtiene información durante una operación de escritura.

Para comprender la construcción interna del chip de memoria, puede echar un vistazo al siguiente diagrama:

Proceso de decodificación de memoria:

Un proceso de decodificación de memoria es un proceso de varios pasos, donde se utilizan muchas direcciones para identificar la ubicación de memoria específica. Se llevó a cabo una decodificación de la memoria, donde existe un requisito para acceder a la memoria almacenada en la electrónica digital. En el siguiente proceso.

Se necesitan decodificadores de memoria para seleccionar las direcciones de entrada especificadas en la memoria desde la unidad de memoria. Aquí la célula de memoria juega un papel vital en el proceso.

La celda de memoria: La celda es una especie de circuito eléctrico, que contiene de cuatro a seis transistores. La entrada seleccionada facilita que una celda procese operaciones de lectura/escritura. En el proceso, al crear una línea desde el pestillo hasta el terminal de salida, A ₁ en la entrada de lectura/escritura realiza la operación de lectura. Y por otro lado, al construir la ruta desde el terminal de entrada hasta el pestillo, un ₀ en la lectura/escritura puede realizar la operación de escritura.

En cuanto a la construcción de la celda, por lo general, la celda de memoria es capaz de almacenar señales binarias en diferentes unidades, que se conocen como bits. Inicialmente, un bit equivale a 8 bits y una palabra tiene un valor de 2 bits. Las líneas de entrada y salida de datos se comunican entre la memoria a través de las operaciones de lectura/escritura. Inicialmente, ayuda a determinar la transferencia de información. En la memoria, cada palabra tiene un número, que se llama dirección. Estas direcciones varían de 0 a 2k-1. Aquí, k se refiere a un número de línea de dirección.

En general, una RAM pequeña consta de cuatro palabras de cuatro bits cada una y un total de 16 celdas binarias. La celda binaria, junto con tres entradas y una salida, representa la celda de bloque pequeño (BC). Aquí, el usuario necesita dos líneas de dirección para las cuatro palabras de memoria. Para seleccionar una de las cuatro palabras, las entradas de dirección deben pasar por un decodificador 2:4, que se puede habilitar a través de la entrada de habilitación de memoria.

Yendo más lejos en el proceso, en la condición de memoria habilitada valor 0, todas las salidas en el decodificador se ponen a 0 y ninguna de ellas está seleccionada. Y si el valor de la memoria seleccionada es 1, se seleccionará 1 de las cuatro palabras.

La operación de lectura/escritura: Aquí, después de la selección de la palabra, la entrada de lectura/escritura continúa con la operación. En el proceso de operación de lectura, los cuatro bits de la palabra seleccionada pasan a través de las puertas OR a los terminales de salida.

Por otro lado, en la operación de escritura, los datos disponibles en las líneas de entrada se transfieren a las cuatro celdas binarias fuera de la palabra seleccionada. Durante el proceso, las celdas que no se seleccionan se convierten en celdas ficticias y sus valores permanecen intactos.

Decodificación de direcciones de memoria:

En la memoria de acceso aleatorio , hay un espacio libre, donde están disponibles miles de direcciones de palabras. Cada palabra de memoria tiene un valor, que va desde 1 hasta 64 bits. Aquí, una memoria dentro de 2k palabras usa k líneas de dirección de memoria con n bits para cada palabra de memoria. El decodificador consta de 2k direcciones de memoria, donde cada salida de dirección decodificada identifica una sola palabra de n bits para su posterior lectura o escritura.

Aquí la línea de dirección representa la entrada de datos, que se conoce como código, las salidas representan una señal de palabra, que puede ser alta o baja. En las PC y los microprocesadores, hay un chip de memoria ubicado y cada chip tiene una entrada seleccionada. Ahora, para seleccionar, se debe especificar el chip de memoria. 

Cuando se selecciona y opera un solo chip al mismo tiempo. Permite al usuario seleccionar un dispositivo codificado con dirección de memoria correcta para una determinada ubicación de dirección de memoria. 

Ejemplo: Ahora, como ejemplo, tomemos 8088, que crea direcciones de 20 bits para un espacio de direcciones de memoria de 1 MB como salida. Por otro lado, una EPROM BIOS 2716 tiene solo 2 KB de memoria junto con 11 pines de dirección. Ahora, aquí la EPROM se puede colocar en cualquier sección de 2 KB del espacio de direcciones de 1 MB, ya que el decodificador aquí puede decodificar los 9 pines de dirección adicionales.  

Esto se puede entender con la ayuda del siguiente diagrama: 

Decodificación coincidente:

En la decodificación coincidente, un decodificador con k entradas crea la salida con un valor de 2k. Este tipo de decodificador requiere 2k puertas AND, junto con k entradas en cada puerta. Aquí, al combinar dos decodificadores en un esquema bidimensional, se podría reducir el número total de puertas y entradas por puerta.

Además, en el método de array bidimensional, uno de los decodificadores se utiliza para la selección de filas y el otro para la selección de columnas. En este caso, se utilizan dos entradas de 2k en lugar de una entrada de k.

Esto se puede entender con la ayuda del siguiente diagrama: 

Ejemplo: Aquí, en lugar de usar un decodificador de 10 x 1024 en el método de selección para 1K palabra de memoria, se pueden seleccionar dos decodificadores de 5 x 32. Necesitamos 1024 compuertas AND con diez entradas cada una en un solo decodificador.  

En el caso de dos decodificadores, necesitaríamos 64 puertas AND, cada una con cinco entradas. Los primeros cinco bits más significativos se asignan a la entrada X y los últimos cinco bits menos significativos se asignan a la entrada Y. Cada palabra de la array de memoria se elige como resultado de la coincidencia de una línea X y una entrada Y.

Como resultado, se elige una sola palabra en la memoria por el factor de coincidencia entre 1 de 32 filas y 1 o 32 columnas, para un total de casi 1024 palabras. La palabra necesaria se encuentra en la intersección de una fila y una columna específicas. Después de eso, se leen/escriben todos los bits de palabra requeridos.

La multiplexación de direcciones:

La multiplexación de direcciones permite al usuario usar menos pines y, como resultado, se usan algunas líneas de bus en el procesador. En lugar de tener líneas de bus separadas para la dirección y los datos, se puede colocar la dirección en la línea de datos, donde los datos se leen y guardan en la dirección leída previamente.

En detalle, hay seis transistores en SRAM o memoria estática de acceso aleatorio . Cuando los transistores son de menor tamaño, se crean las celdas de memoria de alta densidad.

DRAM o memoria dinámica de acceso aleatorio , también incluye un transistor, lo que le otorga una mayor capacidad de almacenamiento de memoria que SRAM. El almacenamiento de datos SRAM es más costoso que el almacenamiento de datos DRAM. La DRAM es más eficiente energéticamente.

Debido a que el tamaño de bit de palabra de DRAM es uno, se necesitan múltiples chips. Principalmente por la mayor capacidad; la decodificación de todos los bits DRAM se realiza en una array bidimensional, y si hay más datos de memoria en una celda, se necesitan varias arrays. Los diseñadores utilizan la multiplexación de direcciones para reducir el número de pines en los circuitos integrados.  

Aquí, la dirección se separa en dos partes para grupos separados de tiempos en la array bidimensional. Las direcciones de las filas se enumeran primero, seguidas de las direcciones de las columnas. El tamaño total se reduce deliberadamente ya que se utiliza el mismo conjunto de pines para ambos lados de la dirección de memoria.

Ejemplo: En multiplexación se necesita una memoria de 64K palabras. La array bidimensional de celdas está organizada en 256 filas y 256 columnas, que luego forman la dirección de memoria. Esto da un total de 64 K palabras de memoria. Hay dos luces estroboscópicas de dirección, una sola línea de entrada de datos, una sola línea de salida de datos, un control de lectura/escritura con una entrada de dirección de ocho bits y una sola línea de entrada de datos. La fila se dirige a RAS abreviado estroboscópico, que activa el registro de fila de memoria de ocho bits. La luz estroboscópica de dirección de columna se trunca porque CAS habilita el registro de columna de 8 bits. El símbolo de luz estroboscópica presenta una barra en la parte superior, lo que indica que los registros están vacíos o en el nivel cero de la señal.

 Esto se puede entender con el siguiente diagrama:

Hasta ahora, hemos cubierto la construcción interna y el procedimiento de decodificación de memoria, junto con los diferentes aspectos de la decodificación en este artículo. Finalmente, podemos decir que la decodificación de la memoria es un aspecto importante pero fundamental para acceder a la memoria de los circuitos electrónicos digitales.