Faculdade UniRadial Estácio

MEMÓRIA FLASH

Elaine Mendes

Luan

Israel Silva

Fábio

Simone Maria dos santos

São Paulo2010

Faculdade UniRadial Estácio

MEMÓRIA FLASH

Trabalho sobre memória

Flash e seu funcionamento

apresentado à sala, no 1º

semestre do curso de ADS.

Professor: Celso

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Índice:

1. Memória Flash e seu funcionamento

2. O que muda quando usamos NOR e NAND

3. A Memória Flash e o disco rígido

4. Cartão de memória

5. O PC card e o Memory Card do Playstation 2

6. Cartões de Memória SD e o Memory Stick

7. Tipos de cartão de memória

8. USB

9. Memória ROM

10. O que é memória Rom

11. Principais tipos de memória ROM

12. Memória ROM em funcionamento

13. Prom

14. Eprom

15. Eeproms

16. Earom

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MEMÓRIA FLASH E SEU FUNCIONAMENTO

Definição

A memória Flash permite armazenar dados por longos períodos sem precisar

de alimentação elétrica, por esse motivo se tornou uma das tecnologias mais

importantes e possibilitou o surgimento de cartões de memória, pendrives,

SSD, celulares, câmeras e players de mídia com armazenamento interno, etc.

Antes da memória Flash a tecnologia aplicada a celulares e palmtops era a

memória SRAM para armazenar dados, o que hoje seria inviável já que os

tornava mais caro e fazia com que os aparelhos perdessem todos os dados

armazenados quando a bateria fosse removida.

Existem dois tipos de memória Flash, os dois tipos funcionam de forma

diferente, NOR é mais rápido e NAND tem capacidade de armazenamento

superior, veja exemplo:

NOR tipo de tecnologia de armazenamento não volátil, ou seja, não

requer energia para manter os dados. Foi inventada pela INTEL em 1988, e

chegando ao mercado em 1998, e possuem interface de endereços similar à

da memória RAM, incluindo XiP (eXecute in Place), que permite que softwares

armazenados no chip de memória Flash sejam executados diretamente, sem

precisar ser copiado para a memória RAM.

Memória Flash NOR também suporta um acesso de byte aleatório, que permite

que as instruções da máquina possam ser recuperados e executados

diretamente a partir do chip, da mesma forma que um computador tradicional

que obtém instruções da memória principal.

O chip do tipo NOR é mais rápido, mas é também mais caro e demora a

apagar e escrever novos dados. NOR é mais usada em telefone celular.

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NAND tem capacidade de armazenamento superior à memória NOR, e

são mais rápidas na hora de gravar dados, por isso, se tornou rapidamente

mais popular, foi inventada pela Toshiba em 1989. Dispositivos NAND é

composta por dois transistores, e com uma fina camada de óxido de silício

precisamente posicionada entre os dois, que armazenam cargas negativas.

Diferentemente das memórias SRAM não é necessário manter alimentação

elétrica, também não é necessário fazer refresh periódico, como acontece na

memória DRAM. O que simplifica design de cartões, pendrives, etc.

Não é necessário bateria ou circuito de refresh, precisam apenas incluir chips

de memória Flash NAND. Cada chip de memória Flash NAND armazena

quantidade maior de dados, o que possibilita que o preço por megabyte seja

menor.

O QUE MUDA QUANDO USAMOS NOR E NAND

NOR

Não requer energia para manter dados.

É executados diretamente sem precisar ser copiado para memória RAM.

Permite que instruções sejam recuperadas e executadas direto do chip.

É mais rápido, porém também mais caro.

Leitura rápida, porém demora apagar e escrever novos dados.

Permite acesso aleatório

NAND

Capacidade superior de armazenamento.

Mais rápida na hora de gravar dados.

Não é necessário manter alimentação elétrica.

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Não é necessário fazer refresh periódico.

Não é necessário bateria ou circuito de refresh.

Preço menor por megabyte, já que armazena maior quantidade de dados.

Acesso seqüencial a memória.

A MEMÓRIA FLASH E O DISCO RÍGIDO

Memória flash não possui limitações mecânicas, por isso, pode ser um

substituto do disco rígido. Um drive SSD torna-se atraente se considerarmos a

velocidade, ruído, consumo de energia e confiabilidade.

Mesmo o custo por gigabyte sendo maior do que os discos rígidos, algumas

técnicas utilizadas na tentativa de combinar vantagens das duas tecnologias,

fazem a memória compensar. Utilizar, por exemplo, memória em cachê de alta

velocidade para arquivos de disco que são referenciados, mas pouco

modificados, assim como os aplicativos e arquivos executáveis do sistema

operacional.

Vantagens

A memória flash tem muitas vantagens, pois ocupa pouco espaço, tem alta

resistência, baixo consumo de energia, além de durabilidade e segurança, e

conta com recursos como – ECC (Error Correcting Code), que permite detectar

erros na transmissão de dados.

Empresas já estudam uma forma de substituir discos rígidos por unidades

flash, talvez em cinco anos expanda para desktops, por enquanto, não é viável

porque sua fabricação ainda é de alto custo para empresas.

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CARTÃO DE MEMÓRIA

Cartão de memória ou cartão de memória flash é um dispositivo de

armazenamento de dados baseado na tecnologia Flash, um tipo de memória

baseado no EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read Only

Memory) desenvolvido pela Toshiba nos anos 1980.

Os chips de memória Flash são parecidos com a memória RAM (Random

Access Memory) usados em computadores, porém suas propriedades fazem

com que os dados não sejam perdidos quando não há mais fornecimento de

energia (por exemplo, quando a bateria acaba ou o dispositivo é desligado).

Amplamente utilizado em câmeras fotográficas digitais, filmadoras digitais,

videogames de mesa e portáteis, celulares, Palms, PDAs, MP3 Players, PCs e

diversos outros aparelhos eletrônicos, oferecem grande capacidade de

regravação, não utilizam energia para transferir ou armazenar dados, são

extremamente portáteis e contam com ótima durabilidade.

Como a tecnologia flash utiliza semicondutores, os cartões de memória são

dispositivos únicos que não precisam de várias peças, eliminando assim

qualquer problema mecânico. Juntando isso a recursos de proteção, como

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ECC (Error Correction Code), Magic Gate nos Memory Stick e Content

Protection for Recordable Media (Proteção de Conteúdo para Mídia Gravável)

no cartão SD, a memória Flash evolui tornando-se amplamente confiável.

Existem muitos tipos diferentes de cartão de memória, assim como várias

utilizações para os mesmos, sendo as mais comuns em câmeras fotográficas

digitais, celulares e videogames.

Um dos primeiros formatos de cartão de memória comercial foi o PC card

(PCMCIA) a serem lançados nos anos 90. Atualmente, são apenas utilizados

com aplicações industriais.

Ainda nos anos 90, vários outros cartões de memória foram lançados. Menores

que o PC card, iniciaram a tendência de maior portabilidade e maior

capacidade. O CompactFlash, SmartMedia, e Miniature Card estão entre eles.

Pequenos cartões de memória começaram a vir dentro dos celulares (SID) e os

videogames passaram a salvar os dados dos jogos em cartões de memória

que o público conhecia pelo nome em inglês, memory card.

O PC CARD E O MEMORY CARD DO PLAYSTATION 2

Do final dos anos 90 até o início de 2000, muitos formatos novos surgiram,

incluindo o MMC, seu sucessor o CartãoSD, o Memory Stick, o xD-Picture Card

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e muitas variantes. A redução dos tamanhos dos celulares, câmeras

fotográficas e de vídeo aliada a tecnologia de alta-definição, obrigaram os

fabricantes a produzirem cartões de memória cada vez menores e de maior

capacidade, deixando os primeiros cartões obsoletos rapidamente.

O SmartMedia e o Compact Flash dominaram o mercado de câmeras digitais

de 2001 até 2005, quando o Cartão SD começou a competir com o

SmartMedia, sem no entanto dominar o mercado, pois começou a brigar

também com o Memory Stick, o xD, assim como o próprio Compact Flash.

Atualmente o mercado encontra-se amplamente fragmentado, com dúzias de

variantes dos principais formatos e os PCs interagindo com todos. Muitos

aparelhos também suportam mais de um tipo, garantindo maior

compatibilidade. Uma curiosidade é o venerável PC card, que ainda hoje

consegue manter um nicho no ramo industrial.

CARTÕES DE MEMÓRIA SD E O MEMORY STICK

Tipos de Cartão de Memória

No mercado de câmeras digitais, há uma verdadeira babel de formatos de

memória flash. Alguns fabricantes como a Sony têm como padrão o Memory

Stick. Já a Olympus usa cartões xD picture. A Kodak, quando entrou no

mercado digital, costumava usar cartões Compact Flash e mais tarde decidiu

substituí-los pelos formatos MultiMedia Card (MMC) e Secure Digital (SD),

atualmente o padrão mais freqüente em suas câmeras.

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Felizmente, essa situação não se repete no setor dos Palms, handhelds e

celulares, equipamentos que costumam adotar como padrão os formatos MMC

e SD (a exceção fica para a linha Clié da Sony, que usa Memory Stick, padrão

criado pela própria empresa). Graça ao bom senso de alguns fabricantes de

câmeras digitais que passaram a adotar os cartões tipo SD, as coisas ficaram

mais fáceis, pois ao tirar uma foto na câmera digital tornou-se possível, por

exemplo, visualizá-la diretamente em um Palm.

Atualmente os padrões mais utilizados em dispositivos móveis, como

smartphones, é o Secure Digital (SD) e o MultiMedia Card (MMC). Confira, a

seguir, os formatos de memória flash disponíveis no mercado e para qual tipo

de equipamento eles são indicados, além de vantagens e desvantagens de

cada um.

COMPACTFLASH

Criado pela SanDisk em 1994, o CF chegou a ser adotador

por fabricantes como Canon, LG, Philips, Casio, dentre

outros. Foi a pioneira nesse mercado e continua sendo uma

das memórias flash mais utilizadas. A desvantagem está no seu tamanho

(42.8mm x 36.4mm x 3.3mm), bem grande para os padrões atuais.

Capacidades: De 128 MB a 12 GB 

Taxa de transferência: 20 Mb/s 

Modelos: CF, CF Type II, CF + e microDrive (micro disco rígido)

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MEMORY STICK

Padrão desenvolvido pela Sony para armazenar

diversos tipos de conteúdo digital, ele é menor do que

o CompactFlash e SmartMedia (mede 50mm x

21.5mm x 2.8mm). Possui opção para travar o

conteúdo, o que evita que ele seja apagado

acidentalmente. O Memory Stick é utilizado em

diversos equipamentos, como

câmeras digitais Sony, filmadoras DV e Mini DV, além dos PDAs Clié.

Capacidades: 128 MB a 2 GB

Taxa de transferência: 160 Mb/s

Modelos: Memory Stick, Memory Stick Pro, Memory Stick Pro Duo

MINIATURE CARD

Também conhecido como MiniCard, esse foi o padrão estabelecido pela Intel em

1995 e apoiado, na época, por gigantes da indústria como AMD, Fujitsu e Sharp.

Mesmo sendo menor que muitos concorrentes (mede 37 mm x 45 mm x 3.5 mm)

não resistiu à concorrência dos formatos CompactFlash e SmartMedia, que

acabaram por dominar o mercado nos anos 90.

Capacidades: de 8 MB a 64 MB

Taxa de transferência: 2 Mb/s

Modelos: MiniCard

MULTIMEDIA CARD (MMC)

Por ser compatível com o padrão Secure Digital (SD) e bem

menor que seus concorrentes de mesma capacidade (é do

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tamanho de um selo postal: 24 mm x 32 mm x 1.5 mm), o MultiMedia Card,

desenvolvido pela Siemens em parceria com a SanDisk em 1997, é hoje um

dos padrões mais utilizado nos dispositivos móveis, como celulares. Como é a

única memória flash cujo padrão é aberto, ou seja, qualquer empresa pode

promover melhorias na tecnologia (da mesma forma que um software

opensource), o MMC é o padrão que tem mais modelos de

cartões. Computadores, que já trazem um leitor MMC/SD embutido,

a eletrodomésticos como tocadores de DVD e televisores lançados

recentemente contam com slots compatíveis. Esse cartão ainda tem uma trava

que evita que os dados sejam apagados acidentalmente.

Capacidades: de 16 MB a 4 GB

Taxa de transferência: 160 Mb/s

Modelos: MMC, Reduced Size MMC (RS-MMC), MMC 4x, MMCmobile,

secureMMC

SECURE DIGITAL (SD)

Primeira tentativa de se criar um padrão comum

aos fabricantes, o cartão de memória Secure Digital

foi desenvolvido pela Panasonic (também conhecida

como Matsushita Electronic) em parceria com a Toshiba e a SanDisk e se

baseia na tecnologia do MultiMedia Card (MMC). Tanto que os cartões

desses dois padrões podem ser lidos um pelo leitor do outro. Pesando

apenas duas gramas, possui alta capacidade de armazenamento, de

transferência de dados (só perde para o Memory Stick) e baixo consumo de

bateria. O SD Card possui trava de segurança e foi feito para competir com

o Memory Stick da Sony. Conta com outras duas variações: miniSD e

microSD, cujos diferenciais são seus tamanhos físicos reduzidos. Hoje,

existem versões de SD de até 8 GB.

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Capacidades: de 128 MB a 8 GB

Taxa de transferência: 100 Mb/s

Modelos: SD, miniSD, microSD (cujo primeiro nome de batismo é TransFlash)

SMARTMEDIA

Conhecido inicialmente como Solid State Floppy Disc Card

(algo como Cartão de Disco Flexível de Estado Sólido), o

cartão SmartMedia foi criado para ser o substituto dos discos

flexíveis para PC (há um adaptador que permite a um driver

para floppy disc de 3,5 polegadas “ler” SmatMedia que se

chama Flash Path). Como essa abordagem mercadológica foi abandonada

rapidamente, o padrão chegou a ser adotado por diversas empresas, como a

Olympus e a Fuji. Mas ao contrário do CompactFlash, o SmartMedia não

evoluiu, o que fez com que essas empresas adotassem outros padrões, como

o xD Picture. Embora ambos sejam fisicamente grandes (o SM mede 45 mm ×

37 mm × 0.76 mm), enquanto é possível encontrar CFs com até 12 GB, há

anos o SmartMedia parou na capacidade máxima de 128 MB e na taxa de

transferência de 2 MB, considerada muito baixa.

Capacidades: de 2 MB a 128 MB 

Taxa de transferência: 2 Mb/s 

Modelos: SM

XD-PICTURE

Um dos menores cartões do mercado (mede 20 mm × 25 mm

× 1,78 mm), o xD-Picture foi lançado em 2002 pela Olympus

em parceria com a Fujifilm e a Kodak, empresas que

adotaram o padrão para seus equipamentos fotográficos. É

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um dos cartões que conta com mais adaptadores para outros padrões de

leitores, incluindo CompactFlash e SmartMedia. Pena que não oferece boa taxa

de transferência.

Capacidades: de 16 MB a 8 GB

Taxa de transferência: 5 Mb/s

Modelos: xD-Picture, xD-Picture Type M, xD-Picture Type H

http://cartaodememoria.com/cartao-de-memoria

SSDs

Além da popularização dos pendrives e cartões, a queda no preço da memória

Flash possibilitou o surgimento dos primeiros SSDs ou "Solid State Disks"

(discos de estado sólido) de grande capacidade. Um SSD é um "HD" que utiliza

chips de memória Flash no lugar de discos magnéticos. Eles são projetados

para substituírem diretamente o HD, sendo conectados a uma porta SATA ou

IDE.

Embora as taxas de transferência (na maioria dos modelos) seja comparável à

de um HD modesto, os SSDs oferecem tempos de acesso extremamente

baixos, o que melhora o desempenho consideravelmente em uma grande

gama de aplicativos e reduz bastante o tempo de boot. Os SSDs oferecem

também a vantagem de consumirem muito menos eletricidade, serem mais

resistentes mecanicamente (por não possuírem partes móveis), além de serem

completamente silenciosos.

Em compensação, eles possuem uma desvantagem fatal, que é a questão do

custo. Em maio de 2007, um SSD de 32 GB da Ridata (um dos modelos mais

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acessíveis) custava US$ 475, isso se comprado em quantidade, diretamente

do fabricante. Naturalmente, os preços devem cair com a passagem do tempo,

mas isso será um processo gradual, acompanhando a queda no custo por

megabyte da memória Flash.

Devido à grande diferença de preço, os SSDs ficarão de início restritos aos

notebooks ultraportáteis, onde suas vantagens são melhor aproveitadas.

Conforme o custo da memória Flash for caindo, é possível que eles passem a

concorrer com os discos magnéticos em outras áreas, mas isso ainda

demorará algum tempo.

VANTAGEM

Por ser em estado sólido, o SSD não realiza qualquer rotação para

armazenar os dados, Teoricamente, isso faria com que os SSDs consumissem

menos energia do que os discos comuns e os fabricantes têm divulgado

amplamente tal vantagem.

Uma vantagem comprovada é que o SSD não aumenta a temperatura durante

o uso da máquina tanto quanto o disco rígido, o que significa que será possível

usar seu notebook no colo à vontade. Ele também resiste melhor a

temperaturas mais altas.

O disco de estado sólido sai em larga vantagem apenas ao executar atividades

de uso intensivo, como compressão, gravação e leitura de arquivos, por

exemplo.

Desvantagens:

Alto custo para o usuário final, Notebooks com SSD são, em média, 400

dólares mais caros que o mesmo modelo equipado com disco rígido.

Capacidade muito inferior aos discos rígidos;

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A leitura e escrita de grandes blocos de dados tendem a ser mais lentas em um

SSD.

PEN DRIVES

Especificação

Capacidade de Armazenamento: 4 GB

Taxa de transferência: até 8 MB/s

Conexão: USB

Compatível com PC e Mac

Dimensões sem embalagem (LxAxP): 4,5 x 1,8 x 0,5 cm

Peso: 20 g

* Especificações validas para esse somente para esse modelo

SECURE DIGITAL CARD - SD

Existem diversas velocidades disponíveis entre os cartões SD e todos usam

como referência a velocidade dos CD-ROMs: um múltiplo de 150KiB/s. Cartões

mais simples transferem os dados a até 6 vezes essa velocidade (900 KiB/s).

Cartões de alta-velocidade atingem velocidades de 66x (10 MB/s), enquanto os

cartões topo-de-gama ultrapassam a marca de 133x.

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MMC

Especificações:

Cartão de Memória modelo MMC Card

Velocidade: taxa de leitura até 2 MB/s Classe 2

taxa de gravação até 1,5 MB/s

Dimensões: aproximadamente 24 mm X 32 mm X 2,1 mm

Temperatura em Operação: 0°C a 60°C

Temperatura de Armazenamento: -20° C a 85° C

Capacidade: 2 GB

Memory Stick

Especificações:

Características Principais –

Capacidade: 2Gb.

Consumo Máximo: 65 mA (serial) e 100 mA (paralela). –

Temperatura de Operação: de -25 a +85ºC (sem condensação). –

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Dimensões: aprox. 12,5 x 15 x 1,2 mm (cartão M2). –

Peso: aproximadamente 1g (cartão M2)

Velocidade Mínima de Gravação: 15 Mbps, em dispositivos que possuem

interface paralela de 4 pinos.

Compatibilidade: Compatível com celulares que possuem entrada para

cartão Memory Stick Micro M2

SSD- SOLID STATE DISK

Vantagens

Tempo de acesso reduzido, uma vez que o acesso à memória RAM é

muito menor do que o tempo de acesso a meios magnéticos ou ópticos.

Outros meios de armazenamento sólidos podem ter características

diferentes;

Eliminação de partes móveis eletro-mecânicas, o que reduz vibrações e

os torna completamente silenciosos;

Por não possuírem partes móveis e são muito mais resistentes que os

HDs comuns, contra choques mecânicos, o que é extremamente

importante quando se fala em computadores portáteis;

Menor peso em relação aos discos rígidos, mesmo os mais portáteis;

Consumo reduzido de energia;

Possibilidade de trabalhar em temperaturas maiores que os HDs

comuns - cerca de 70° C;

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Banda muito superior aos demais dispositivos, com dispositivos

apresentando 250MB/s na gravação e até 700MB/s nas operações de

leitura.

Desvantagens

Alto custo para o usuário final;

Capacidade muito inferior aos discos rígidos;

A leitura e escrita de grandes blocos de dados tendem a ser mais lentas

em um SSD.

USB

USB é a sigla para Universal Serial Bus. Trata-se de uma tecnologia que

tornou mais simples, fácil e rápida a conexão de diversos tipos de aparelhos

(câmeras digitais, HDs externos, pendrives, mouses, teclados, MP3-players,

impressoras, scanners, leitor de cartões, etc) ao computador, evitando assim o

uso de um tipo específico de conector para cada dispositivo.

SURGIMENTO DO PADRÃO USB

Antigamente, conectar dispositivos ao computador era uma tarefa pouco

intuitiva, muitas vezes digna apenas de técnicos ou usuários com experiência

no assunto. Para começar, diante de vários tipos de cabos e conectores, era

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necessário descobrir, quase que por adivinhação, em qual porta do

computador conectar o dispositivo em questão.

Quando a instalação era interna, a situação era pior, já que o usuário tinha que

abrir o computador e quase sempre configurar jumpers e/ou IRQs. Somente de

pensar em ter que encarar um emaranhado de fios e conectores, muitos

usuários desistiam da ideia de adicionar um novo item à sua máquina.

Diante de situações desse tipo, a indústria entendeu a necessidade de criar um

padrão que facilitasse a conexão de dispositivos ao computador. em 1995, um

conjunto de empresas - entre elas, Microsoft, Intel, NEC, IBM e Apple - formou

um consórcio para estabelecer um padrão. Surgia então o USB Implementers

Fórum.

Pouco tempo depois disso, as primeiras especificações comerciais do que ficou

conhecido como Universal Serial Bus (USB) surgiram. A imagem ao lado

mostra o símbolo da tecnologia.

Na verdade, a tecnologia já vinha sendo trabalhada antes mesma da definição

do consórcio como USB Implementers Fórum. As primeiras versões

estabelecidas datam de 1994:

USB 1.1 e USB 2.0

Tal como ocorre com outras tecnologias, o padrão USB passa periodicamente

por revisões em suas especificações para atender as necessidades atuais do

mercado. A primeira versão do USB que se tornou padrão foi a 1.1. Essa

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versão, lançada em setembro de 1998, contém praticamente todas as

características explicadas no tópico anterior, no entanto, sua velocidade de

transmissão de dados não é muito alta: nas conexões mais lentas, a taxa de

transmissão é de até 1,5 Mbps (Low-Speed), ou seja, de cerca de 190 KB por

segundo. Por sua vez, nas conexões mais rápidas, esse valor é de até 12

Mbps (Full-Speed), cerca de 1,5 MB por segundo.

USB 3.0

Transmissão bidirecional de dados: até a versão 2.0, o padrão USB permite

que os dados trafeguem do dispositivo A para o B e do dispositivo B para o A,

mas cada um em sua vez. No padrão 3.0, o envio e a recepção de dados entre

dois dispositivos pode acontecer ao mesmo tempo;

Maior velocidade: a velocidade de transmissão de dados será de até 4,8

Gbps, equivalente a cerca de 600 MB por segundo, um valor absurdamente

mais alto que os 480 Mbps do padrão USB

USB Implementers Forum

USB Implementers Forum, Inc. é uma corporação sem fins lucrativos fundada

pelo grupo de empresas que desenvolveram a especificação Universal Serial

Bus. O USB-IF foi criado para proporcionar uma organização de apoio e um

fórum para a promoção e adoção de tecnologia Universal Serial Bus. O Fórum

facilita o desenvolvimento de alta qualidade compatível com os periféricos USB

(dispositivos), e promove os benefícios da USB e da qualidade dos produtos

que passaram por testes de conformidade

MEMÓRIAS ROM

Introdução

No que se refere ao hardware dos computadores, entendemos como memória os

dispositivos que armazenam os dados com os quais o processador trabalha. Há,

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essencialmente, duas categorias de memórias: ROM (Read-Only Memory), que

permite apenas a leitura dos dados e não perde informação na ausência de

energia; e RAM (Random-Access Memory), que permite ao processador tanto a

leitura quanto a gravação de dados e perde informação quando não há

alimentação elétrica. Neste artigo, o InfoWester apresenta os principais tipos de

memórias ROM e RAM, assim como mostra as características mais importantes

desses dispositivos, como frequência, latência, encapsulamento, tecnologia, entre

outros.

O QUE É MEMÒRIA ROM?

As memórias ROM (Read-Only Memory  - Memória Somente de Leitura) recebem

esse nome porque os dados são gravados nelas apenas uma vez. Depois disso,

essas informações não podem ser apagadas ou alteradas, apenas lidas pelo

computador, exceto por meio de procedimentos especiais. Outra característica

das memórias ROM é que elas são do tipo não voláteis, isto é, os dados gravados

não são perdidos na ausência de energia elétrica ao dispositivo. Eis os principais

tipos de memória ROM:

PRINCIPAIS TIPOS DE MEMÓRIA ROM:

PROM (Programmable Read-Only Memory): esse é um dos primeiros tipos

de memória ROM. A gravação de dados neste tipo é realizada por meio de

aparelhos que trabalham através de uma reação física com elementos

elétricos. Uma vez que isso ocorre, os dados gravados na memória PROM

não podem ser apagados ou alterados;

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): as memórias

EPROM têm como principal característica a capacidade de permitir que

dados sejam regravados no dispositivo. Isso é feito com o auxílio de um

componente que emite luz ultravioleta. Nesse processo, os dados gravados

precisam ser apagados por completo. Somente depois disso é que uma

nova gravação pode ser feita;

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EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory): este

tipo de memória ROM também permite a regravação de dados, no entanto,

ao contrário do que acontece com as memórias EPROM.

Os processos para apagar e gravar dados são feitos eletricamente, fazendo

com que não seja necessário mover o dispositivo de seu lugar para um

aparelho especial para que a regravação ocorra;

- EAROM (Electrically-Alterable Programmable Read-Only Memory): as

memórias EAROM podem ser vistas como um tipo de EEPROM. Sua

principal característica é o fato de que os dados gravados podem ser

alterados aos poucos, razão pela qual esse tipo é geralmente utilizado em

aplicações que exigem apenas reescrita parcial de informações;

Flash: as memórias Flash também podem ser vistas como um tipo de EEPROM,

no entanto, o processo de gravação (e regravação) é muito mais rápido. Além

disso, memórias Flash são mais duráveis e podem guardar um volume elevado de

dados. É possível saber mais sobre esse tipo de memória no artigo Cartões de

memória Flash, publicado aqui no InfoWester;

- CD-ROM, DVD-ROM e afins: essa é uma categoria de discos ópticos onde os

dados são gravados apenas uma vez, seja de fábrica, como os CDs de músicas,

ou com dados próprios do usuário, quando o próprio efetua a gravação. Há

também uma categoria que pode ser comparada ao tipo EEPROM, pois permite a

regravação de dados: CD-RW e DVD-RW e afins

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MEMÓRIA ROM EM FUNCIONAMENTO

Parecida com a RAM, o circuito ROM (Figura 1) contém uma matriz com colunas e

linhas. Mas na intersecção das colunas e linhas, as ROMs são fundamentalmente

diferentes das RAMs. Enquanto a RAM usa transistores para ligar e desligar o

acesso a um capacitor em cada intersecção, a ROM usa um diodo para conectar

as linhas se o valor for 1. Se o valor for 0, a linha não é conectada.

Figura 1. A BIOS usa memória Flash, um tipo de ROM

Um diodo normalmente permite que a corrente circule por ele somente em uma

direção e possui um limiar, conhecido como tensão máxima de ruptura, que

determina quanta corrente é necessária antes que o diodo a deixe passar. Em

itens de circuito integrados baseados em silício, como processadores e memória,

a tensão máxima de ruptura é de aproximadamente 0,6 volts. Tirando vantagem

dessa propriedade única de um diodo, um circuito integrado ROM pode enviar

uma carga que está acima do limite de ruptura para a coluna apropriada com

a linha selecionada aterrada para conectar uma célula específica. Se um diodo

está presente na célula, a carga será conduzida até a terra; no sistema binário, a

célula será lida como sendo "ligada" (um valor de 1). A melhor parte da ROM é

que se o valor da célula é 0, não há diodo na intersecção para ligar a linha à

coluna. Então a carga na coluna não é transferida para a linha.

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Como podemos ver, a maneira de um chip de ROM funcionar depende de uma

programação completa e sem erros dos dados quando ela é criada. Não se pode

programar ou regravar um circuito impresso padrão de ROM. Caso haja alguma

imperfeição, ou os dados necessitem ser atualizados, precisamos jogá-lo fora e

começar nova gravação. Criar um primeiro gabarito para um circuito impresso de

ROM constitui um processo trabalhoso repleto de tentativas e erros. Os benefícios

de um circuito impresso de ROM são mais vantajosos do que seus empecilhos.

Uma vez que o gabarito é completado, o circuito integrado baseado nele pode

custar pouco, como alguns centavos cada um. Eles consomem pouca energia, são

muito confiáveis e, na maioria dos casos de pequenos aparelhos, contêm todo o

programa necessário para controlá-los. Um bom exemplo é o pequeno circuito

impresso no brinquedo do peixe cantador. O circuito impresso, com o tamanho

aproximado de uma unha, possui um "clip" de uma música de 30 segundos em

uma ROM e os códigos de controle para sincronizar os movimentos (do peixe)

motores à música.

PROM

Criar circuitos impressos ROM partindo do zero é demorado e muito caro para

pequenas quantidades. Principalmente por esse motivo, fabricantes

desenvolveram um tipo de ROM conhecido como memória apenas de leitura

programável (PROM - programmable read-only memory). Memórias de circuitos

impressos PROM não gravadas podem ser compradas a baixo custo e codificadas

por qualquer um com um aparelho especial chamado de programador.

Circuitos PROM (Figura 2) possuem uma matriz de colunas e linhas como as

ROMs. A diferença reside no fato de que cada intersecção de coluna e linha em

um circuito PROM possui um fusível ligando-as. Uma carga enviada pela coluna

passará pelo fusível em uma célula para uma linha aterrada, indicando o valor 1.

Desde que todas as células tenham um fusível, o estado inicial (vazio) de um chip

de PROM é todo 1. Para alterar o valor de todas as células para 0, usamos um

programador para enviar uma quantidade específica de corrente para a célula. A

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tensão mais alta quebra a conexão entre a coluna e a linha, queimando o fusível.

Esse processo é conhecido como queimar uma PROM.

Os circuitos PROMs só podem ser programados uma vez. Eles são mais frágeis

do que os ROMs. Uma faísca de eletricidade estática pode facilmente causar a

queima do fusível em uma PROM, mudando bits essenciais de 1 para 0. Mas

PROMs virgens são baratas, sendo boas para a modelagem de dados em uma

ROM antes de se envolver com o dispendioso processo de fabricação.

EPROM

Trabalhar com ROMs e PROMs pode se tornar um negócio dispendioso. Ainda

que cada circuito não seja caro, o custo pode somar altos valores.

Memória apenas de leitura programável e apagável (EPROM - erasable

programmable read-only memory) resolve esse problema. Circuitos EPROM

podem ser regravados muitas vezes. Apagar um EPROM requer um dispositivo

especial que emite uma certa freqüência de luz ultravioleta (UV). EPROMs são

configuradas usando-se um programador de memória EPROM que provê uma

tensão em um nível específico, dependendo do tipo de circuito usado.

Uma vez mais nós temos uma matriz de colunas e linhas. Em um circuito EPROM,

a célula de cada interseção possui dois transistores, que são separados um do

outro por uma fina camada de óxido. Um dos transistores é conhecido como porta

flutuante e o outro, como porta de controle. A única ligação da porta flutuante

com a linha (wordline) é por meio da porta de controle. Assim que essa ligação é

feita, a célula tem valor 1. Para mudar o valor para 0 é necessário um processo

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curioso, chamado tunelamento de Fowler-Nordheim. O tunelamento é usado

para alterar a disposição dos elétrons na porta flutuante. Uma tensão, geralmente

de 10 a 13 volts, é aplicada na porta flutuante. A tensão vem da coluna (bitline),

entra pela porta flutuante e é canalizada para a terra.

Essa tensão provoca o transistor de porta flutuante a agir como um canhão

eletrônico. Os elétrons excitados são empurrados por meio do canhão eletrônico e

ficam presos no outro lado da fina camada de óxido, dando-lhe uma carga

negativa. Esses elétrons carregados negativamente atuam como uma barreira

entre a porta de controle e a porta flutuante. Um circuito chamado de  sensor de

célula monitora o nível de carga que passa pela porta flutuante. Se o fluxo pela

porta é maior do que 50% da carga, ele terá o valor 1. Quando a carga que passa

cai abaixo do limite dos 50%, o valor muda para 0. Uma EPROM virgem tem todas

suas portas completamente abertas, dando a cada célula o valor 1.

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Figura 3

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Para regravar uma EPROM, é necessário primeiro apagá-la e, para isso, é preciso

suprir um nível de energia suficientemente forte para romper completamente o

bloqueio de elétrons negativos na porta flutuante. Nas EPROM padrão, isso é

mais bem realizado com luz UV numa freqüência de 253,7Hz. Como essa

freqüência não irá penetrar muitos plásticos ou vidros, cada circuito EPROM

possui uma janela de quartzo no topo dela. O circuito EPROM precisa estar muito

próximo da fonte de luz de apagamento, entre 2,5 e 5 centímetros, para funcionar

apropriadamente.

Apagadores de memória EPROM não são seletivos, ou seja, quando a apagamos

nós o fazemos por inteiro. A memória EPROM precisa ser removida de seu local e

colocada sob a luz UV do apagador EPROM por vários minutos. Uma EPROM que

seja deixada exposta muito tempo pode se tornar super apagada, de tal modo

que a porta flutuante da EPROM mude a ponto de tornar-se incapaz de reter os

elétrons.

EEPROMs

Das PROMs até as EPROMs há um grande passo em termos de reutilização; elas

requerem ainda equipamentos dedicados e um processo trabalhoso para remover

e instalá-los novamente, cada vez que se queira modificá-las. Além disso,

mudanças não podem ser feitas incrementalmente no EPROM. Todo o chip

precisa ser apagado. Chips EEPROM (electrically erasable programmable read-

only memory, ou memória apenas de leitura programável e apagável

eletricamente) removem a maior desvantagem das EPROMs.

Nas EEPROMs:

os chips não precisam ser removidos para serem regravados;

o chip não tem de ser completamente apagado para se mudar uma parte

específica dele;

alterar seu conteúdo não requer qualquer outro equipamento adicional.

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Em vez de usar luz UV, podemos fazer retornar ao normal os elétrons da célula de

uma EEPROM com aplicação localizada de um campo elétrico em cada célula.

Isso apaga as células-alvo de uma EEPROM, que podem ser regravadas.

EEPROMs são mudadas um byte de cada vez, o que as torna versáteis, mas

lentas. Na realidade, chips de EEPROM são muito lentos para serem usados em

muitos produtos que fazem rápidas mudanças nos dados armazenados neles

armazenados.

Fabricantes responderam a essa limitação com a memória Flash, um tipo de

EEPROM que usa uma fiação interna para apagar aplicando um campo elétrico

em todo o circuito ou em uma seção pré-determinada do circuito, chamada de

blocos. A memória Flash funciona muito mais rapidamente que as tradicionais

EEPROMs porque grava os dados em blocos, geralmente de 512 bytes, em vez

de 1 byte por vez.

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Conclusão

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