DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO DE AMPLIACIÓN DE MEMORIA PARA EL MÓDULO MEK 6802 D5E

Módulo MEK 6802 D5E fabricado por Motorola

El circuito teórico de la ampliación de memoria, tal como se describe en la siguiente figura es muy simple y está formado por cuatro memorias del tipo 2114 de 1K x 4 bits y un circuito decodificador SN74LS138. 

Descripción del circuito de la ampliación de memoria

Las figuras siguientes muestran la distribución de patillas de estos dos circuitos integrados. 

Distribución de patillas de la memoria MCM2114

Distribución de patillas y tabla de estados lógicos del SN74LS138

La conexión de los circuitos de memoria con el sistema microprocesador se realiza a través del bus de datos, bus de direcciones y la línea del bus de control R/W (lectura-escritura).

Debido a que cada una de estas memorias sólo puede almacenar palabras de datos de una longitud de cuatro bits, para hacerlo compatible con nuestro sistema de 8 bits es necesario utilizar dos memorias para obtener una capacidad de 1K x 8 bits. Para ello las cuatro líneas de datos de la primera memoria se conectan a las líneas D0-D3 y las otras cuatro líneas de la segunda memoria a las líneas D4-D7 del bus de datos como si las dos memorias formaran un solo conjunto con las ocho líneas de datos.

Las líneas de dirección se conectan a las correspondientes en el bus de direcciones de manera que puedan seleccionarse las 1024 posiciones o celdas de memoria independientemente. Para ello es necesario utilizar diez líneas de dirección, puesto que 2¹⁰ =1024.

Al ser las memorias RAM circuitos de almacenamiento de información, en las cuales los datos pueden ser leídos o escritos por el sistema microprocesador, es necesario disponer de una señal de control que determine cuándo el dato presente en el bus de datos va a ser leído o escrito en la memoria. Esta señal de control suministrada por la CPU es la línea R/W o línea de lectura-escritura.

Esta señal presenta el estado lógico «1» cuando se trata de una operación de lectura, y «0» cuando se trata de una escritura. La línea R/W, conectada a la patilla correspondiente de la memoria, informará a ésta del tipo de operación que se va a efectuar.

Una vez que se han conectado las líneas de dirección y datos al bus correspondiente y la línea de control de lectura-escritura, sólo queda por determinar un aspecto importante: su direccionamiento, es decir, definir entre qué direcciones de todas las posibles va a responder la memoria. Para ello, todos los circuitos de memoria disponen de una o varias entradas, que en el estado activo (estados lógicos «0» ó «1» según el tipo) validan el dispositivo. En el caso de las memorias utilizadas en esta realización, sólo disponemos de una entrada para cada memoria que nos permita realizar esta función. Como no se dispone de ninguna señal que directamente pueda conectarse a esta entrada, es necesario fabricarla partiendo de las líneas de dirección. Existen varios métodos para realizar este proceso llamado decodificación.

En este caso se ha utilizado un circuito decodificador SN74LS138 que, además de proporcionar la señal de validación de las memorias, ofrece la posibilidad de escoger la zona de memoria en que se desea trabajar sin más que variar el conexionado de sus salidas. Este método escogido para la decodificación resulta muy sencillo, a la vez que proporciona una gran versatilidad para escoger la zona de memoria más adecuada pudiendo, de esta manera, hacer la ampliación compatible con cualquier sistema.

Para dar una idea más completa de las posibilidades de direccionamiento, la figura 4.7 muestra una tabla en la que están representados todos los posibles estados de las líneas de dirección y la zona de memoria para las que las distintas salidas del SN74LS138 generan el impulso de validación. 

Tabla de todos los posibles estados de las líneas de dirección A0-A15

Las casillas marcadas con una X indican que el estado de dicha línea puede ser cualquiera de los dos niveles lógicos «1» ó «0» y que corresponden a las diez líneas conectadas a la memoria. Las líneas   A10, A11 y A12 son las que permiten obtener el impulso de validación en cada una de las ocho salidas, mientras que A13 y A14 se mantienen en los estados fijos «0» y «1» y determinan la condición indispensable de validación. La línea de dirección A15 no se ha conectado y, por tanto, en la casilla correspondiente está marcada con X. Esto significa que cada uno de los dos estados posibles de esta línea generan una señal de validación que corresponderá a una zona de direcciones distintas. Esto puede parecer un inconveniente, puesto que equivale a decir que el direccionamiento se repite en función del estado de A15. Así pues, observando la primera fila de la tabla, si A15 = 0, la salida Qo (puesto que A10 = A11 = A12 = 0) responderá a las direcciones 4000 - 43FF, pero si A15 = 1, entonces las direcciones serán C000 - C3FF. Este caso correspondería a un tipo de direccionamiento parcial según el estado de A15. Si se desea evitar este inconveniente es suficiente conectar esta línea a la entrada E3 del SN74LS138 a través de un inversor si se desea direccionar las posiciones 4000 43FF o directamente para las posiciones C000 - C3FF.

En el caso de utilizar esta ampliación de memoria para el módulo de Motorola, las direcciones a las que responderá serán, tal como se indicaba en el apartado de requisitos, de la D800 a la DFFF, de manera que queda situada inmediatamente debajo de la memoria que dispone el módulo. Por tanto, las salidas Q6 y Q7 serán las utilizadas para conectar a las entradas de validación de las memorias. Obsérvese que cada par de memorias utiliza una sola señal de validación. Esto es así, puesto que, como habíamos indicado, cada circuito integrado sólo almacena 4 bits de información y, por tanto, para cada dirección seleccionada deben activarse un par de memorias para obtener los ocho bits de longitud de palabra.

En la próxima publicación veremos la realización práctica del circuito de ampliación de memoria  descrito en este post.

Escrito por Archie Tecnology

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