Cómo funciona una memoria electrónica

En este post vamos a analizar, identificar y describir cómo funciona una memoria electrónica ampliando el conocimiento visto en el artículo memorias electrónicas donde mencionamos la introducción de este tema y damos la clasificación de estas memorias como la EEPROM.

🗂️ Definiciones

• Dato: Unidad de información que puede ser procesada o almacenada por un sistema digital.
• Bit: La unidad mínima de información digital, puede ser 0 o 1.
• Nibble: (también llamado cuarteto): Es un conjunto de 4 bits, es decir, la mitad de un byte.
• Byte: Conjunto de 8 bits, suficiente para representar un carácter (como una letra).
• Memoria: Dispositivo o circuito que almacena datos digitalmente para ser leídos o escritos.
• Dirección: Identificador único que indica la ubicación de una celda o palabra dentro de la memoria.
• Capacidad: La cantidad máxima de datos que puede contener un dispositivo de almacenamiento o una memoria. Por lo general, se mide en bytes, kilobytes (KB), megabytes (MB), gigabytes (GB), etc.
• Celda: se refiere a la unidad más pequeña de almacenamiento de datos en una memoria o dispositivo de almacenamiento. Puede contener un bit (0 o 1) en el caso de las memorias de tipo binario.
• Registro: Un registro es un componente de almacenamiento de datos de alta velocidad dentro de una CPU (Unidad Central de Procesamiento). Se utiliza para almacenar temporalmente datos que están siendo procesados activamente o que se van a utilizar pronto.
• Posición de memoria: Se refiere a la ubicación específica de una celda en una memoria de acceso aleatorio (RAM) u otro tipo de memoria. Cada posición de memoria tiene una dirección única que se utiliza para acceder a su contenido.
• Bus de direcciones: Es un conjunto de líneas conductoras utilizadas por la CPU para transmitir direcciones de memoria. Determina dónde se deben leer o escribir los datos en la memoria.
• Bus de datos: Es un conjunto de líneas conductoras utilizadas para transmitir datos entre los diferentes componentes de un sistema informático, como la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida.
• Bus de control: Coordina el acceso y uso de los buses de datos y direcciones. Señales:
  • Chip Enable (CE) – habilita la memoria.
  • Output Enable (OE) – permite lectura.
  • Write Enable (WE) – permite escritura.
• PISO (Parallel-In Serial-Out): Es un tipo de registro de desplazamiento en el que los datos se introducen en paralelo pero se extraen en serie.
• PIPO (Parallel-In Parallel-Out): Es un tipo de registro de desplazamiento en el que los datos se introducen y se extraen en paralelo.
• SIPO (Serial-In Parallel-Out): Es un tipo de registro de desplazamiento en el que los datos se introducen en serie pero se extraen en paralelo.
• SISO (Serial-In Serial-Out): Es un tipo de registro de desplazamiento en el que los datos se introducen y se extraen en serie.

🧠 ¿Qué es una memoria digital?

Una memoria digital almacena datos binarios (0 y 1). Internamente, está compuesta por celdas de memoria organizadas en una matriz de filas y columnas.

🧱 Estructura básica interna

🔹 Arreglo Matricial de Celdas de Memoria

Las memorias digitales están organizadas como una matriz de celdas:

• Cada celda almacena 1 bit (0 o 1).
• La matriz tiene filas (cada una representa una palabra de datos) y columnas (cada columna representa un bit de cada palabra).

🔍 Ejemplo: una memoria de 4×8

• Tiene 4 palabras (4 filas)
• Cada palabra tiene 8 bits (8 columnas)

🔹 Acceso a las Palabras de Memoria (Direcciones)

Para acceder a una palabra completa (por ejemplo, Fila 2):

1. La CPU o controlador genera una dirección binaria (ej. 10).
2. Esa dirección entra al decodificador de direcciones, que activa exactamente una fila de la matriz.
3. Esa fila habilita las celdas conectadas a ella.

🔹 Buses de Datos y Direcciones

• El bus de direcciones transporta la dirección binaria desde el procesador hasta el decodificador.
  • El bus de datos sirve para:
  • Enviar datos al procesador (lectura).
  • Recibir datos desde el procesador (escritura).

🔍 En la memoria 4×8:

• Dirección de 2 bits (permite 4 combinaciones: 00 a 11)
• Bus de datos de 8 bits (para 1 byte por palabra)

🔹 Señales de Control (WE, OE, CE)

Estas señales determinan qué operación se va a hacer:

• CE (Chip Enable): habilita el chip para funcionar.
• WE (Write Enable): activa la escritura en la celda seleccionada.
• OE (Output Enable): activa la lectura desde la celda seleccionada.

Ejemplo: lectura

• Dirección 01 → fila 1
• CE = 1, OE = 1, WE = 0 → se habilita lectura
• El contenido de Fila 1 se carga en el bus de datos

🔹 Columnas – Línea de Lectura/Escritura

Cada columna tiene una línea compartida que conecta todas las celdas de esa columna (bit específico en cada fila).

• Cuando una fila se activa, las celdas de esa fila conectan su valor a las columnas.
• El valor se lee o escribe dependiendo del estado de las señales de control.