Post on 05-Jul-2015
description
1
Mikroprosesor
Bab 5: Memori
ROM
RAM
Memori
Memori• Flip-flop: memori 1-bit• Register: memori n-bit, satu lokasi
• Memori: penyimpan data n-bit, m-lokasi
Flip-flop Register
Memori m x n
4-bit
0
1
20 1 0 1
1 1 1 0
0 0 0 1
LSBMSB LSBMSB
m
n2Memori
3Memori
ROM (Read Only Memory)
ROM Merupakan chip (IC=integrated circuit) yang menyediakan fungsi penyimpanan data yang bersifat “hanya dapat dibaca saja, tidak dapat ditulisi”, dan sifat penyimpanannya permanen (jika catudayanya ditiadakan, isi ROM tetap ada). Tipe memori ini sering disebut sebagai memori yang tidak mudah berubah (nonvolatile memory).
4Memori
PROM (Programmable ROM)
PROM merupakan ROM yang isinya diprogram oleh pabriknya. Jenisnya: ROM Matriks Diode/Transistor BJT/FET
5Memori
Sel PROM
Pemilih
OutputData
+VccPemilih
OutputData
+Vcc
Diputus
Menyimpan data “1” Menyimpan data “0”6Memori
Transistor
PROM
LOKASI/ ALAMAT
DATA DALAM BINER DATA DALAM HEKSADESIMAL
D3 D2 D1 D0
0 1 1 0 0 C
1 1 0 1 0 A
2 0 1 0 0 4
3 0 1 0 1 5
7
Misal pabrik akan membuat ROM dengan ukuran 4X4-bit, dengan data yang tersimpan di dalamnya seperti tabel ini:
Memori
PROM
DEKODER
0
1
2
3
X0X1X2X3
0
1
A0
A1
D0D1D2D3
TRI-STATE SWITCHOE
CE
+Vcc +Vcc
+Vcc +Vcc
+Vcc
+Vcc
X2 X1
+Vcc
X0
8Memori
Organisasi ROM
Simbol ROM 4x4-bit
Pin Alamat
Pin Kontrol
Pin Data
ROM4x4-bit
D0
D1
D2
D3
A0
A1
CS 2
1CS
Pin A0,A1 digunakan untuk memilih alamat
Pin Kontrol digunakan untuk menyediakan saluran output. 9Memori
Simbol ROM 4x4-bit
Pin Alamat
Pin Kontrol
Pin Data
ROM4x4 bit
D0
D1
D2
D3
A0
A1
OE
CE
OE=Output enable jenis ACTIVE-LOW
CE=Chip enable jenis ACTIVE-LOW 10Memori
Simbol ROM
OE=Output enable jenis ACTIVE-LOW
CE=Chip enable jenis ACTIVE-LOW
ROM4X8-bit
D0D1D2D3
A0
A1
OE
CE
D4D5D6D7
ROM4 byte
D0D1D2D3
A0
A1
OE
CE
D4D5D6D7
=
ROM 4 byte
ROM128 byte
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2A3A4A5A6
ROM256 byte
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2A3A4A5A6A7
ROM1KB
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
A9
.
.
.
.
.
. ROM4KB
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
A11
.
.
.
.
.
.ROM16KB
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
A13
.
.
.
.
.
.ROM64KB
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
A15
.
.
.
.
.
.
Kapasitas naik 2 kali, pin alamat bertambah 111Memori
EPROM (Erasable PROM)
EPROM Adalah ROM yang dapat dihapus dan diprogram isinya oleh pengguna. UV-EPROM adalah ROM yang isinya dapat dihapus dengan sinar Ultra Violet. Untuk memrogram ROM ini digunakan EPROM Programmer
12Memori
Contoh IC EPROM
13Memori
Pinout EPROM
14Memori
Kapasitas EPROM
15Memori
NO. SERI ARTI KAPASITAS JML. PIN ALAMAT
2716 16=2K X 8-bit=2Kbyte 2Kbyte 11
2732 32=4K X 8-bit=4Kbyte 4Kbyte 12
2764 64=8K X 8-bit=8Kbyte 8Kbyte 13
27128 128=16K X 8-bit=16Kbyte 16Kbyte 14
27256 256=32K X 8-bit=32Kbyte 32Kbyte 15
27512 512=64K X 8-bit=64Kbyte 64Kbyte 16
Contoh EPROM Programmer
Memori 16
EPROMCara Menghapus EPROM:Lepaskan EPROM dari sistem Buka penutup jendela transparanSinari jendela transparan dengan sinar ultra violet
beberapa menit (kurang lebih 15 menit)
Cara Memrogram EPROM:Hapus terlebih dahulu seluruh isinya dengan sinar
ultra violetPasang EPROM pada EPROM Programmer Isilah EPROM dengan data menggunakan
EPROM Programmer 17Memori
EPROM• Penghapusan UV-EPROM dilakukan dengan
menggunakan sinar ultra violet.
EPROM
Jendela Transparans
Sinar Ultra Violet beberapa menit, maka data akan terhapus
Pin atau terminal IC
EPROM ERASER
18Memori
EEPROM
• EEPROM (Electrically EPROM) flash
ROM yang isinya dapat dihapus dan diprogram secara elektris. Contoh: CMOS Setup pada PC. Jika ingin mengubah konfigurasi PC, maka pada saat booting tekan tombol Del sehingga muncul informasi konfigurasi yang akan diubah. Pengubahan konfigurasi, pada dasarnya adalah memrogram CMOS/EEPROM secara elektris.
19Memori
EEPROMCara memrogram EEPROM: EEPROM tetap terpasang pada sistem Lakukan penghapusan dan pengisian data
Kelebihan EEPROM dibandingkan dengan EPROM: Isinya dapat diprogram bagian per bagian, sedangkan pada EPROM
untuk memrogram harus menghapus seluruh isinya terlebih dahulu sehingga tidak memungkinkan permograman bagian per bagian.
Pengahupusan EEPROM lebih cepat dibandingkan EPROM, karena dilakukan secara elektris. Waktu penghapusan pada EEPROM dalam orde mili detik (ms) sedangkan pada EPROM pada orde menit.
Pemrograman EEPROM dapat dilakukan tanpa melepaskannya dari sistem, sedangkan untuk EPROM harus dilepaskan dari sistem.
20Memori
Cara MP Membaca ROMMisal di dalam ROM 8 byte berisi data sebagai berikut:
Alamat Isi (Dalam Heksadesimal)
0 02
1 A1
2 B2
3 5C
4 00
5 45
6 FF
7 E621Memori
Memori 22
Sistem Interkoneksi BusPada Mikrokomputer
MP ROM RAM
BUS ALAMAT
BUS DATA
BUS KONTROL
Bus: Kumpulan konduktor, yang membawa sinyal-sinyal: alamat, data, dan kontrol.
I/O Interface
Cara MP Membaca ROMMikroprosesor membaca alamat 5 dari ROM 8 byte:
ROM8 byte
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
101
0
0
Tahap I
Tahap II
01000101
Tahap III
1. Mikroprosesor mengirim sinyal alamat 5 yakni A2A1A0=101 lewat bus alamat ke pin alamat ROM (tahap I)
2. Mikroprosesor mengirim sinyal kontrol untuk mengaktifkan ROM (Tahap II)
3. Data akan ditempatkan pada bus data sehingga pada bus data terdapat data 45 (tahap 3)
0 OEdan 0, CE ==
23Memori
RAM (Random Access Memory)
RAM Merupakan chip yang menyediakan fungsi penyimpanan data yang bersifat “dapat dibaca dan ditulisi”, dan sifat penyimpanannya sementara (jika catudayanya ditiadakan, isi RAM hilang)
24Memori
Static RAM (SRAM)
Merupakan RAM yang sel-selnya menggunakan flip-flop sehingga: (1) datanya relatif stabil/statis sehingga tidak diperlukan adanya rangkaian “refresh”, (2) lebih cepat, (3) kepadatan komponen rendah/kapasitas kecil, (4) mahal
25Memori
Sel SRAM
SQ
R
SELECT
INPUT
OUTPUT
RWSREAD/WRITE SELECT
MC
SELECT
INPUT
RWS
OUTPUT
MC: memory cell
26Memori
SELECT (CS) RWS MODE
1 0 Write
1 1 Read
0 X INACTIVE
MC MC MC MC
MC MC MC MC
MC MC MC MC
MC MC MC MC
DEKODER
0
1
2
3
A 1
A 0
1
0
IO 3 IO 2 IO 1 IO 0
RWS
CS
Organisasi SRAM: Bentuk 1
27
Simbol RAM 4x4-bit: Bentuk 1
Pin Alamat
Pin Kontrol
Pin Data
RAM4x4-bit
I/O 0
I/O 1
A0
A1
RWS
CS
I/O 2
I/O 3
RWS=Read/Write Select
CS=Chip Select, ACTIVE-HIGH28
MC MC MC MC
MC MC MC MC
MC MC MC MC
MC MC MC MC
DEKODER
0
1
2
3
A 1
A 0
1
0
IO 3 IO 2 IO 1 IO 0
OE
CE
WE
Organisasi SRAM: Bentuk 2
29
Simbol RAM 4x4-bit: Bentuk 2
Pin Alamat
Pin Kontrol
Pin Data
RAM4x4-bit
A0
A1
OE
CE
WE
I/O 0
I/O 1
I/O 2
I/O 3
WE=Write Enable
OE=Output enable jenis ACTIVE-LOW
CE=Chip enable jenis ACTIVE-LOW 30
Cara MP Membaca dan Menulisi RAMMisal di dalam RAM 8 byte berisi data sebagai berikut:
Alamat Isi (Dalam Heksadesimal)
0 13
1 FF
2 C4
3 6D
4 FF
5 57
6 FF
7 FF31Memori
Cara MP Membaca RAMMikroprosesor membaca alamat 3 dari RAM 8 byte:
1. Mikroprosesor mengirim sinyal alamat 3 yakni A2A1A0=011 lewat bus alamat ke pin alamat RAM (tahap I)
2. Mikroprosesor mengirim sinyal kontrol untuk mengaktifkan mode baca RAM (Tahap II)
3. Data akan ditempatkan pada bus data sehingga pada bus data terdapat data 6D (tahap 3)
1WEdan 0, OE 0, CE ===RAM
8 byte
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
110
0
0
Tahap I
Tahap II
01101101
Tahap III
WE1
32Memori
Cara MP Menulisi RAMMikroprosesor menulisi alamat 4 dari RAM 8 byte dengan data A2:
1. Mikroprosesor mengirim sinyal alamat 4 yakni A2A1A0=100 lewat bus alamat ke pin alamat RAM (tahap I)
2. Mikroprosesor menempatkan data A2 pada bus data (tahap II)
3. ikroprosesor mengirim sinyal kontrol untuk mengaktifkan mode tulis RAM (Tahap III)
0WEdan 1, OE 0, CE ===
RAM8 byte
D0D1D2D3
A0A1
OE
CE
D4D5D6D7
A2
001
1
0
Tahap I
Tahap III
10100010
Tahap II
WE0
33Memori
Contoh IC Static RAM Seri 6116
A0-A10 Address Inputs
I/O0-I/O7 Data Inputs/Outputs
/CE Active LOW Chip Enable
/OE Active LOW Output Enable
/WE Active LOW Write Enable
PIN NAMES
34
SRAM 2Kbyte
Dynamic RAM (DRAM)
Merupakan RAM yang sel-selnya menggunakan kapasitor sehingga: (1) datanya tidak stabil/dinamis sehingga diperlukan rangkaian “refresh”, (2) lebih lambat, (3) kepadatan komponen tinggi/kapasitas besar, (4) lebih murah
35Memori
Sel DRAM
36Memori
Memori 37
Sel DRAM
C E L L A R R A Y 4 x 4
Organisasi DRAM
Memori 38
CELL ARRAY 4 x 4
Column addressdecoder
Row a
ddress
decode
r
Column addresslatch
A 2 A 3
A 0
A 1
Row ad
dress
latch
R/WA 0 /A 2
A 1 /A 3
RAS
CAS
CS
Din
Dout
Inputbuffer
Outputbuffer
Operasi Read DRAM
• Alamat baris (A1A0) ditempatkan pada pin alamat lewat bus alamat
• Pin RAS diaktifkan agar sinyal-sinyal alamat baris menempati input dekoder alamat baris.
• Dekoder alamat baris memilih baris data yang diinginkan yang akan dikirim ke buffer out
• Pin CS dan R/W diaktifkan pada mode read
• Alaman kolom (A3A2) ditempatkan pada pin alamat lewat bus alamat
• Pin CAS diaktifkan untuk menempatkan sinyal alamat pada input dekoder kolom. Pin ini selalu memberikan Output Enable, setiap sinyal CAS diberikan
• Data akan ditempatkan pada .Dout
• RAS dan CAS dinonaktifkan untuk melaksanakan operasi berikutnyaMemori 39
Ope
rasi
Rea
d D
RA
M
Memori 40
Operasi Write DRAM
• Data yang akan disimpan ditempatkan pada Din
• Alamat baris (A1A0) ditempatkan pada pin alamat lewat bus alamat
• Pin RAS diaktifkan agar sinyal-sinyal alamat baris menempati input dekoder alamat baris.
• Dekoder alamat baris memilih lokasi baris yang akan ditempati data dari buffer in
• Pin CS dan R/W diaktifkan pada mode write
• Alaman kolom (A3A2) ditempatkan pada pin alamat lewat bus alamat
• Pin CAS diaktifkan untuk menempatkan sinyal alamat pada input dekoder kolom.
• Data akan ditempatkan pada alamat pada array sesuai yang diinginkan
• RAS dan CAS dinonaktifkan untuk melaksanakan operasi berikutnyaMemori 41
Memori 42
DR
AM
1M
X 1
Memori 43
DRAM 64K X 1-bit
DRAM 64K X 8-bit
Memori 44
KONEKSI DRAM DATA n-bit
Memori 45