Модерен pzu. Устройства с памет само за четене (ROM): принцип на действие, класификация, характеристики

видове ROM

ROM - означава памет само за четене, която осигурява енергонезависимо съхранение на информация на всеки физически носител. Според метода на съхраняване на информация ROM може да бъде разделен на три типа:

1. ROM, базиран на магнитния принцип на съхранение на информация.

Принципът на действие на тези устройства се основава на промяна в посоката на вектора на намагнитване на секциите на феромагнетик под въздействието на променлив магнитно полев съответствие със стойностите на битовете на записваната информация.

Феромагнитът е вещество, което може да се магнетизира при температура под определен праг (точка на Кюри) в отсъствието на външно магнитно поле.

Четенето на записани данни в такива устройства се основава на ефекта на електромагнитната индукция или магниторезистивния ефект. Този принцип се реализира в устройства с подвижен носител под формата на диск или лента.

Електромагнитната индукция е ефектът от възникването на електрически ток в затворена верига, когато преминаващият през нея магнитен поток се променя.

Магниторезистивният ефект се основава на промяната на електрическото съпротивление на твърд проводник под действието на външно магнитно поле.

Основно предимство от този тип- голямо количество съхранена информация и ниска цена на единица съхранена информация. Основният недостатък е наличието на движещи се части, големи размери, ниска надеждност и чувствителност към външни влияния (вибрации, удари, движение и др.)

2. ROM, базиран на оптичния принцип на съхранение на информация.

Принципът на действие на тези устройства се основава на промяна на оптичните свойства на част от носителя, например чрез промяна на степента на прозрачност или коефициента на отражение. Пример за ROM, базиран на оптичния принцип на съхранение на информация, са CD, DVD, BluRay дискове.

Основното предимство на този тип ROM е ниската цена на носителя, лекотата на транспортиране и възможността за репликация. Недостатъци - ниска скорост на четене / запис, ограничен брой презаписвания, необходимост от четец.

3. ROM, базиран на електрическия принцип на съхранение на информация.

Принципът на действие на тези устройства се основава на праговите ефекти в полупроводниковите структури - способността да се съхранява и регистрира наличието на заряд в изолирана област.

Този принцип се използва в твърдотелна памет - памет, която не изисква използването на движещи се части за четене/запис на данни. Пример за ROM, базиран на електрическия принцип на съхранение на информация, е флаш паметта.

Основното предимство на този тип ROM е висока скорост на четене / запис, компактност, надеждност, рентабилност. Недостатъци - ограничен брой презаписвания.

На този моментима или са в процес на разработка и други, "екзотични" видове постоянна памет, като например:

Магнитооптична памет- памет, която съчетава свойствата на оптични и магнитни запаметяващи устройства. Записът върху такъв диск се извършва чрез нагряване на клетката с лазер до температура около 200 ° C. Нагрятата клетка губи своя магнитен заряд. Освен това клетката може да бъде охладена, което ще означава, че в клетката е записана логическа нула, или презаредена с магнитна глава, което ще означава, че в клетката е записана логическа единица.

След охлаждане магнитният заряд на клетката не може да бъде променен. Отчитането се извършва от лазерен лъч с по-малък интензитет. Ако клетките съдържат магнитен заряд, тогава лазерният лъч е поляризиран и четецът определя дали лазерният лъч е поляризиран. Благодарение на "фиксирането" на магнитния заряд по време на охлаждане, магнитооптичните имат висока надеждност на съхранение на информация и теоретично могат да имат по-висока плътност на запис от ROM, базиран само на магнитния принцип на съхранение на информация. Те обаче не могат да заменят "твърдите" дискове поради много ниската скорост на запис поради необходимостта от високо нагряване на клетките.

Магнитооптичната памет не е получила широко разпространение и се използва много рядко.

молекулярна памет- памет, базирана на технологията на атомната тунелна микроскопия, която позволява премахване или добавяне на отделни атоми към молекули, чието присъствие след това може да бъде разчетено от специални чувствителни глави. Тази технологиябеше въведена в средата на 1999 г. от компанията Nanochip и теоретично направи възможно постигането на плътност на опаковката от около 40 Gbit/cm2, което е десетки пъти по-високо от съществуващите серийни образци на "твърди" дискове; памет за обозримо бъдеще.

Холографска памет- се различава от съществуващите най-разпространени типове постоянна памет, които използват един или два повърхностни слоя за запис, чрез способността да записват данни върху „целия“ обем на паметта, използвайки различни ъгли на наклон на лазера. Най-вероятната употреба на този тип памет е в ROM, базиран на оптично съхранение на информация, където оптичните дискове с няколко информационни слоя вече не са новост.

Има и други, много екзотични видове постоянна памет, но дори в лабораторни условия балансират на ръба на научната фантастика, така че няма да ги споменавам, почакайте и ще видите.


В микропроцесорните и други цифрови автоматични системи е необходима памет, която да служи като източник на информация, която остава непроменена, включително при изключване на захранването (списъци с константи на таблици, постоянни програми, микропрограми и подпрограми). В такива случаи се използват модули памет, при които е невъзможно да се промени записаната информация с помощта на женски модул, използващ този модул на системата. Тези модули се наричат ​​памет само за четене (ROM). По този начин ROM е устройство с памет само за четене, чието съдържание не може да бъде заменено от микропроцесора по време на изпълнение. работна програмаи продължава при прекъсване на захранването от системата. В процеса на обработка на информация ROM е памет, която работи само в режим на четене.

Използването на ROM прави възможно постигането на по-висока плътност на пакетиране на информация чрез опростяване на елементите за съхранение.

ROM като устройство с памет като цяло може да работи в един от двата режима: четене или програмиране. Програмирането на ROM е процес на записване на информация в него (за разлика от общоприетото разбиране за програмиране като процес на компилиране на програма).

Трябва да се отбележи, че обикновено се търси да се гарантира, че по време на програмирането не са необходими нови външни линии, различни от тези, използвани в ROM модула, когато работи в режим на четене.

Програмируемостта на този тип памет предполага наличието на редица превключвани елементи, с които можете да инсталирате или премахнете "джъмпер", свързващ линията за вземане на проби на елемент от паметта или клетка (ред) с линията за четене на информация (битова линия ). Превключването се определя от информацията, която ROM трябва да съхранява, а конкретното изпълнение на "джъмперите" и методът на програмиране зависят от типа на ROM.

Според метода на програмиране произведените полупроводникови ROM се разделят на два вида: MROM - маскирани ROM, в които информацията се въвежда (извършва се програмиране) в производствения процес по маскиращ начин; те са създадени на базата на полеви или биполярни транзистори;

EEPROM са електрически програмируеми ROM, в които информацията може да се въвежда електрически, тоест те позволяват програмиране или препрограмиране (препрограмиране, препрограмиране) с помощта на електрически сигнали в специален режим. Те се наричат ​​също програмируеми от потребителя ROM, тъй като те, за разлика от маскираните ROM, ви позволяват да пишете необходимата информациясамият потребител; в такива ROM, състоянието на джъмперите може да бъде зададено след като устройството е било произведено, чрез създаване или разрушаване на връзката.

Въз основа на множествеността на програмирането, EEPROM могат да бъдат разделени на ROM с еднократно програмиране (PROM) (поради необратими промени в тяхната структура) и ROM с многократна промяна (препрограмиране) на информацията (RPROM).

Електрически програмируемите ROM (както PROM, така и EPROM) са станали неразделни компоненти на MPAS. АСУТП и други системи, където се изисква честа промяна на програмите. Програмата за обработка на информацията се въвежда в тях електрически и може да се съхранява там за дълго време, независимо от наличието или липсата на захранване.

Според принципа на записване на информация, PROM може да се раздели на две групи:

с изгаряне на стопими джъмпери; с разбивка на прехода в полупроводника, а RPZU - с три:

с образуването електрически зарядв двуслоен диелектрик на структурата MNOS;

с лавинообразно инжектиране на електрически заряд в областта на плаващия порт на MOS структурата (LIS MOS):

с промяна в проводимостта на стъкловидния материал. Изтриването на информация в EPROM се извършва по два начина; електрическо изтриване и излагане на ултравиолетови (UV) лъчи.

Маските ROM са програмирани на един от последните технологични етапи на тяхното производство. Превключващите елементи са просто празнини, някои от които са преодолявани по време на етапа на метализация на веригата. Това се прави с помощта на маски за фотомаски, които определят точната форма на зоните на метализация и са направени по поръчка за всеки конкретен ROM пълнеж.Маската е доста скъпа, но произволен брой модули памет могат да бъдат програмирани с помощта на една маска. Следователно програмируемите с маска ROM са икономически изгодни за производство в голям обем.

Принципът на работа на PROM се основава на физически процеси, които ви позволяват да се промените необратимо електрическо съпротивлениеучастък от веригата. Има два вида еднократно програмируеми паметови елементи (SE): резистор и диод.

Част от информацията, съхранявана в SE от резисторен тип, се определя от наличието или отсъствието на стопяема връзка. В състояние след производство, GE съхранява 1 (съпротивлението на джъмпера е ниско), а след като стопяемият джъмпер е изгорен, той е 0. Тънки филми от нихром или полукристален силиций се използват широко като стопими джъмпери ( съпротивлението на джъмпера е около 10 Ohm).

За работа в режим на програмиране е необходимо да се осигурят средства за избирателно изгаряне на джъмпери. Обикновено се използва допълнителен външен източник на повишено захранващо напрежение. През джъмпера се пропуска токов импулс (с плътност около ), в резултат на което той се разрушава необратимо.

Работата на GE от диоден тип се основава на необратими явления, които възникват по време на разрушаването на обратна предубедена връзка. В първоначалното състояние диодният тип GE съхранява 0 (обратното му съпротивление е много високо). При програмиране към диода се прилага блокиращо напрежение с повишено ниво, под въздействието на което се прекъсва -преходът, т.е. възниква късо съединение, което съответства на записа на логическа единица.

Препрограмируемите ROM могат да бъдат програмирани, изтривани и сравнително бързо (в рамките на ограничено време) препрограмирани. Те използват превключващи елементи, които могат да бъдат зададени в едно състояние групово (т.е. всички наведнъж), а в друго - избирателно. Препрограмирането на такива ROM се свежда първо до групова настройка на всички "джъмпери" в едно състояние, което е равносилно на изтриване на предварително записана информация и последващо селективно (един по един) инсталиране на необходимите "джъмпери" в друго състояние.

Препрограмируемите ROM обикновено се изграждат на принципите на запазване на заряда в диелектрик: в MNOS структура (метал-силициев нитрид-силициев оксид-полупроводник), която е MOS транзистор, в който затворът (металът) е отделен от силициевия субстрат чрез диелектрик, състоящ се от два слоя; в MOS структурата, използвайки ефекта на лавинообразно инжектиране на електрически заряд в плаващата (изолирана) област на портата (LIS MOS).

Друга посока в създаването на EPROM, която в момента се признава за по-обещаваща, се основава на обратими промени във физическата структура на материала, по-специално се използва свойството на прагово превключване на аморфните полупроводници.

RPZU по технологията MNOP имат следните предимства: голям допустим брой цикли на препрограмиране; електрическо изтриване. Недостатъците включват: ограничено време за съхранение на информация (в изключено състояние не повече от 2-10 хиляди часа, в режим на непрекъснато четене - 200-500 часа): висока амплитуда и продължителност на препрограмиращите импулси (25-36 V, 5-100 ms), ограничено време за четене.

Технологията LIPS MOS се характеризира със следните предимства: повишена скорост (до 0,1 µs); голям информационен капацитет (до 65-128 K бита); дълго време за съхранение на информация в изключено и включено състояние (до 10 години). Недостатъците са: ограничен брой цикли на препрограмиране (10-100) и използване на UV радиация при изтриване.

Структурата на LIS RPZU от този тип, например K573RF13 (K573RF1) съдържа: матрица за съхранение; регистрирам; адресен декодер; усилватели за отчитане. Структура на паметта (организация на устройството) 1024 x 8. Време за достъп 900 не. Информацията се изтрива чрез ултравиолетово облъчване на кристала на чипа през прозорец в капака на корпуса. Броят на циклите на препрограмиране е около 100. EPROM могат да поддържат заряд при изключено захранване за 2-3 хиляди часа.

EEPROM с електрическо изтриване имат редица оперативни предимства, които са особено важни за експериментални системи:

лекота на програмиране на блокове памет като част от системите; възможност за отдалечена промяна на съдържанието; практически неограничен брой цикли на презаписване; време за съхранение на информация, достатъчно за повечето експериментални проблеми (3-10 хиляди часа).

Развитието на EPROM от двата типа (с електрическо и UV изтриване) в крайна сметка води до схеми. имайки достойнствата както на първото, така и на второто

Перспективи за развитие и приложение на EPROM. Анализът на местни и чуждестранни разработки в областта на МТ показва, че стойността различни видовепаметта по време на създаването на MPAS се увеличава все повече и повече. В бъдеще архитектурата на информационната и изчислителната база на MPAS може да бъде представена като подсистема за памет, която ще се разглежда като централна (и основна) подсистема. и редица други подсистеми.

ROM ви позволяват да приложите напълно основните идеи, залегнали в основата на MT:

възможност за съхраняване на програмата за обработка на информация

компактна и надеждна физическа среда - в силициев кристал;

гъвкавост и гъвкавост на системата, възможност за бързо и лесно модифициране на тази програма толкова пъти, колкото е необходимо по време на разработката и отстраняването на грешки в системата, възможност за пълно възстановяване на системата за решаване на нов проблем без промяна на хардуера, единствено чрез промяна информацията, съхранявана в паметта;

енергонезависимост на програмното съхранение, присъща на всички ROM, възможност за използване на MP като вграден сменяем модул в различни възли, механизми, устройства, системи и др.

Използването на програмируеми ROM е особено ефективно на етапа на отстраняване на грешки в софтуера на MPS. Отстраняването на грешки и оптимизирането на определена програма обикновено изисква няколко десетки нейни изпълнения в системата и всяко такова изпълнение изисква запис на нова версия на програмата в ROM. Наличието на ROM, който може бързо да се препрограмира с помощта на стандартни адресни сигнали, значително опростява процедурата за отстраняване на грешки и оптимизиране на програми. Следователно системите за отстраняване на грешки MPS и така наречените прототипни комплекти задължително включват EGShZU. След завършване на всички етапи на отстраняване на грешки в софтуера, при сглобяване на индустриални образци на системи, тези ROM могат да се разглеждат като по-компактни и по-евтини стандартни ROM. маска, програмируема по време на производството. В тези ROM нивата на сигналите и захранващите напрежения са идентични с изходите на EEPROM.

С друг подход EEPROM могат да се използват на етапа на пилотно производство за производство на малки партиди. Този подход може да е по-рентабилен, тъй като програмирането на ROM маска отнема много време и е скъпо, което се изплаща само при производство на голям обем.

EEPROM също са обещаващи в области, където се изисква дистанционно сканиране на MPS, инсталиран на недостъпни или опасни места за хората, например в ядрени реактори, в морските дълбини, в космоса. След това сигналите за препрограмиране могат да бъдат предавани от стандартно радио оборудване на големи разстояния.

Именно EEPROM ще въплъти физически тези качества. информационни системи, като адаптивност, способност за учене, преквалификация и самообучение.

Големи възможности за създаване на гъвкави инструменти за автоматизация се отварят чрез използването на EEPROM в програмируеми логически масиви (PLM). Преди това PLA бяха програмирани на етапа на производство, за да реализират дадена логическа функция.

Все по-често ROM ще се използват за съхранение на операционни системи. Без бърз напредък в развитието и прилагането на различни видове постоянна памет не могат да бъдат създадени наистина надеждни, компактни и икономични средства за обработка и контрол на информацията.

Разнообразието от изисквания за LSI EEPROM и нарастващият интерес към тези устройства доведоха до разработването на елементи и схеми, които са много разнообразни. физически принципи, технология на производство и спецификации. Това поставя определени задачи пред разработчиците на MPAS при търсене оптимални решения- те трябва да са добре запознати с това разнообразие от памет.

Програмирането на EEPROM включва формиране на адреси, импулси за запис и контрол на записаната информация. Обект на програмиране може да бъде отделен LSI, група от LSI, програмирани едновременно, блок памет, състоящ се от определен брой LSI.

В зависимост от необходимостта и икономическата осъществимост, програмирането на EEPROM може да бъде автоматизирано в различна степен и да се извършва на инсталации с по-голяма или по-малка сложност.

EEPROM програмистите се класифицират според:

степен на универсалност по отношение на различни видове BIS EEPROM;

производителност - броят на едновременно програмируемите LSI;

метод за управление на процеса на програмиране (ръчни, полуавтоматични и автоматични програмисти);

функционална пълнота (разграничаване на самостоятелни програмисти и такива, работещи под управлението на мини- или микрокомпютър, който не е част от програмиста);

дизайн (програматорът може да бъде направен като отделно устройство, платка за програмиране, включена в компютъра, или модул за програмиране на платка с памет).

Най-простият ръчен програматор съдържа превключватели за набиране на адрес и данни, генератори на адресен код, контролни и записващи сигнали. Такова устройство е много лесно за работа, може да се произвежда във всяка лаборатория, но неговата производителност е изключително ниска, така че е подходящо за обработка на LSI с нисък информационен капацитет, освен това в малки партиди. Процесът на програмиране е бавен, ненадежден, досаден за оператора. В по-сложните ръчни програмисти е възможно да се посочи адрес и данни в двоичен, десетичен или шестнадесетичен код, както и да се контролира съдържанието на EEPROM.

Програмируема логическа матрица (PLM). Това е матрица от врати, които могат да бъдат програмирани под формата на различни комбинации от врати, които изпълняват логическите функции ИЛИ и И. Въз основа на тях, сложни комбинационни логика. PLM се различават от ROM само по структура и се предлагат като програмируеми с маска устройства и програмируеми от потребителя устройства.

На базата на такава матрица могат да се организират конюнктивна матрица, която изпълнява функциите И и дизюнктивна матрица, която изпълнява функциите ИЛИ.

Реализация повече сложни функциивъзможно чрез комбиниране на двете матрици. Когато декодер е свързан към PLM, получената верига може да действа като ROM.

Тази комбинация е изгодна за използване при изграждане на устройства с памет с малък капацитет, в които капацитетът на ROM не се използва напълно и следователно цената на ROM не е оправдана.

PLA може да се използва и като фиксирана схема за управление, което прави възможно значително увеличаване на скоростта на цялата система. Това се дължи на факта, че PLA е комбинирана верига с висока скорост.

PLM се произвежда под формата на интегрална еднокорпусна схема.

ROM, PROM, PLA могат да бъдат ефективно използвани при създаването на MPS. реализиране на таблични и таблично-алгоритмични методи за обработка на информация. Използването на процесори за електронни таблици изглежда много обещаващо при създаването на специализирани "функционални разширители" на последователна елементна база - LSI RAM, ROM, PROM и PLM.


Всички памети само за четене (ROM) могат да бъдат разделени на следните групи:

● програмируем по време на производство (наричан ROM или ROM);

● с еднократно програмиране, което позволява на потребителя да променя електрически еднократно състоянието на матрицата на паметта по зададена програма (обозначава се PROM или PROM);

● препрограмируеми (препрограмируеми), с възможност за многократно електрическо препрограмиране, с електрическо или ултравиолетово изтриване на информацията (наричани RPZU или RPROM).

За да се осигури възможност за комбиниране по изход при увеличаване на паметта, всички ROM имат изходи с три състояния или изходи с отворен колектор.

(xtypo_quote) В PROM устройството е изградено върху клетки с памет със стопими джъмпери, направени от нихром или други огнеупорни материали. Процесът на запис се състои в селективно изгаряне на стопяеми връзки. (/xtypo_quote)
В EPROM клетките с памет са изградени на базата на MOS технологии. Използват се различни физични явления на съхранение на заряд на границата между две различни диелектрични среди или проводяща и диелектрична среда.

В първия случай диелектрикът под портата на MOSFET е направен от два слоя: силициев нитрид и силициев диоксид (SiN 4 - SiO 2). Установено е, че в сложната структура на SiN 4 - SiO 2 при промяна на електрическото напрежение възниква хистерезис на заряда на границата между два слоя, което прави възможно създаването на клетки с памет.

Във втория случай основата на клетката за съхранение е MOS транзистор с плаващ затвор с лавинообразно инжектиране (LIFZ MOS). Опростена структура на такъв транзистор е показана на фиг. 3.77.
В транзистор с лавинообразно инжектиране с плаващ затвор, при достатъчно високо напрежение на изтичане, възниква обратим лавинообразен пробив на диелектрика и носителите на заряд се инжектират в областта на плаващия затвор. Тъй като плаващият порт е заобиколен от диелектрик, токът на утечка е малък и информацията се съхранява за дълъг период от време (десетки години). Когато се подаде напрежение към главния затвор, зарядът се абсорбира поради тунелния ефект, т.е. изтриване на информация.

Ето някои характеристики на ROM (Таблица 3.1).

Индустрията произвежда голям брой ROM чипове. Да вземем за пример два ROM чипа (фиг. 3.78).



Диаграмите използват следните означения: A i - адресни входове; D i - информационни изходи; CS - избор на чип; CE - разрешение за излизане.

Микросхемата K573RF5 е препрограмируем ROM (RPZU) с ултравиолетово изтриване, имащ структура 2Kx8. Чрез вход и изход този чип е съвместим с TTL структури. Чипът K556RT5 е еднократно програмируем ROM, направен на базата на TTLS структури, вход и изход, съвместими с TTL структури, имащ 512bit x8 структура.

Персоналните компютри имат четири йерархични нива на памет:

    микропроцесорна памет;

    Главна памет;

    регистрационен кеш;

    външна памет.

Микропроцесорна памет, разгледана по-горе. Основната памет е предназначена за съхраняване и бърз обмен на информация с други компютърни устройства. Функции на паметта:

    получаване на информация от други устройства;

    запомняне на информация;

    издаване на информация при поискване към други устройства на машината.

Основната памет съдържа два вида устройства за съхранение:

    ROM - памет само за четене;

    RAM е памет с произволен достъп.

ROM е проектиран да съхранява постоянна програмна и справочна информация. Данните в ROM се въвеждат по време на производството. Информацията, съхранена в ROM, може само да се чете, но не и да се променя.

ROM съдържа:

    програма за управление на процесора;

    програма за стартиране и спиране на компютъра;

    програми за тестване на устройства, които проверяват правилната работа на неговите блокове при всяко включване на компютъра;

    Програми за управление на дисплей, клавиатура, принтер, външна памет;

    информация за това къде се намира операционната система на диска.

ROM е енергонезависима памет; когато захранването е изключено, информацията се съхранява в нея.

RAM е предназначена за оперативен запис, съхранение и четене на информация (програми и данни), пряко участваща в информационния и изчислителен процес, извършван от компютъра в текущия период от време.

Основните предимства оперативна паметса високата му производителност и възможността за достъп до всяка клетка от паметта поотделно (директен адресен достъп до паметта). Всички клетки от паметта са комбинирани в групи от 8 бита (1 байт), всяка такава група има адрес, чрез който може да бъде достъпна.

RAM е енергонезависима памет, при изключване на захранването информацията в нея се изтрива.

В съвременните компютри обемът на паметта обикновено е 8-128 MB. Количеството памет е важна характеристика на компютъра, влияе върху скоростта и производителността на програмите.

Освен ROM и RAM системната платка разполага и с енергонезависима CMOS памет, която постоянно се захранва от своята батерия. Той съхранява настройките на компютърната конфигурация, които се проверяват при всяко включване на системата. Това е полупостоянна памет. За да промените конфигурационните настройки на вашия компютър, BIOS съдържа програмата за компютърна конфигурация - SETUP.

За да се ускори достъпът до RAM, се използва специална ултрависокоскоростна кеш памет, която се намира, така да се каже, „между“ микропроцесора и RAM, съхранява копия на най-често използваните секции на RAM. Кеш регистрите не са достъпни за потребителя.

Кеш паметта съхранява данни, които микропроцесорът е получил и ще използва в следващите цикли на своята работа. Бърз достъпкъм тези данни ви позволява да намалите времето за изпълнение на следващите команди на програмата.

Микропроцесорите, започвайки от MP 80486, имат собствена вградена кеш памет. Микропроцесорите Pentium и Pentium Pro имат отделна кеш памет за данни и отделни инструкции. Всички микропроцесори могат да използват допълнителна кеш памет, разположена на дънната платка извън микропроцесора, чийто капацитет може да бъде до няколко MB. Външната памет се отнася до външните устройства на компютъра и се използва за дългосрочно съхранение на всяка информация, която може да е необходима за решаване на проблеми. По-специално, целият компютърен софтуер се съхранява във външна памет.

Устройствата за външна памет - външните устройства за съхранение - са много разнообразни. Те могат да бъдат класифицирани по вид носител, по вид конструкция, по принцип на записване и четене на информация, по начин на достъп и др.

Най-често срещаните външни устройства за съхранение са:

    твърди дискове (HDD);

    флопи дискови устройства (FPHD);

    оптични дискови устройства (CD-ROM).

По-рядко като външни устройства за памет на персонален компютър се използват устройства за съхранение на касета с магнитна лента - стримери.

Дисковите устройства са устройства за четене и запис от магнитни или оптични носители. Предназначението на тези устройства е съхраняването на големи количества информация, записването и издаването на съхранената информация при поискване към памет с произволен достъп.

HDD и NGMD се различават само по отношение на количеството съхранявана информация и времето, необходимо за търсене, запис и четене на информация.

Като среда за съхранение на магнитни дискове се използват магнитни материали със специални свойства, които позволяват да се фиксират две магнитни състояния - две посоки на намагнитване. На всяко от тези състояния се присвояват двоични цифри 0 и 1. Информацията се записва и чете на магнитни дискове от магнитни глави по концентрични кръгове - писти (писти). Броят на пистите на диска и техният информационен капацитет зависят от вида на диска, конструкцията на устройството, качеството на магнитните глави и магнитното покритие. Всяка песен е разделена на сектори. Един сектор обикновено съдържа 512 байта данни. Обменът на данни между магнитно дисково устройство и памет с произволен достъп се извършва последователно от цял ​​брой сектори. За твърд магнитен диск се използва и концепцията за цилиндър - набор от писти, които са на еднакво разстояние от центъра на диска.

Дисковете са машинни носители за съхранение с директен достъп. Това означава, че компютърът има достъп до пистата, на която започва секцията с необходимата информация или където трябва да се запише директно нова информация, където и да се намира главата за четене и запис на устройството.

Всички дискове - както магнитни, така и оптични - се характеризират със своя диаметър (форм фактор). От гъвкавите магнитни дискове най-широко приложение намират дисковете с диаметър 3,5 (89 mm). Капацитетът на тези дискове е 1,2 и 1,44 MB.

Твърдите дискове се наричат ​​твърди дискове. Терминът произлиза от жаргонното наименование на първия модел твърд диск, който имаше 30 писти по 30 сектора всяка, което случайно съвпадаше с калибъра на ловна пушка Winchester. Капацитетът за съхранение на твърдия диск се измерва в MB и GB.

Напоследък се появиха нови магнитни дискови устройства - ZIP диск - преносими устройства с капацитет 230-280 MB.

През последните години оптичните дискови устройства (CD-ROM) станаха най-широко използвани. Поради малкия си размер, висок капацитет и надеждност, тези дискове стават все по-популярни. Капацитетът на устройствата на оптични дискове - от 640 MB и повече.

Оптичните дискове се разделят на непрезаписваеми лазерни оптични дискове, презаписваеми лазерни оптични дискове и презаписваеми магнитооптични дискове. Непрезаписваемите дискове се доставят от производителите с вече записана върху тях информация. Записването на информация върху тях е възможно само в лабораторни условия, извън компютъра.

В допълнение към основната си характеристика - информационен капацитет, дисковите устройства се характеризират и с два индикатора за време:

    време за достъп;

    скорост на четене на последователни байтове.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

публикувано на http://www.allbest.ru/

Новгородски държавен университет I. Wise

Есе

Презентация на тема: „Устройства за постоянно съхранение. Основни характеристики, обхват"

Завършени: 1-ва година студент гр. 5261

Бронина Ксения

Проверено от: Архипова Гелиря Асхатовна

Велики Новгород, 2016 г

1. Концепцията за постоянно съхранение

1.1 Основни характеристики на ROM

1.2 ROM класификация

1.2.1 По вид на изпълнение

1.2.2 По видове ROM чипове

1.2.3 По метода на програмиране на микросхеми (записване на фърмуер в тях)

2. Приложение

3. Исторически типове ROM

Литература

1. Концепцията за постоянно съхранение

Паметта само за четене (ROM или ROM - Read Only Memory, памет само за четене) също е изградена на базата на модули (касети), инсталирани на дънната платка и се използва за съхраняване на неизменна информация: програми за стартиране операционна система, програми за тестване на компютърни устройства и някои драйвери за базова входно-изходна система (BIOS) и др.

Постоянната памет включва памет само за четене, ROM (в английската литература - Read Only Memory, ROM, което буквално се превежда като "памет само за четене"), препрограмируема ROM, PROM (в английската литература - Programmable Read Only Memory, PROM) и флаш памет. Името на ROM говори само за себе си. Информацията в ROM се записва фабрично на чиповете памет и нейната стойност не може да бъде променена по-късно. ROM съхранява критична информация за компютъра, която не зависи от избора на операционна система. Програмируемият ROM се различава от обичайния по това, че информацията на този чип може да бъде изтрита чрез специални методи (например ултравиолетови лъчи), след което потребителят може да пренапише информация в него. Тази информация няма да бъде изтрита до следващата операция по изтриване.

Обичайно е ROM да се нарича енергонезависими постоянни и "полупостоянни" устройства за съхранение, от които информацията може да се чете само бързо, информацията се записва в ROM извън компютъра в лабораторията или със специален програматор и в компютър. Според технологията на записване на информация могат да се разграничат следните видове ROM:

§ програмирани само по време на производство микрочипове - класически или маскиран ROM или ROM;

§ еднократно програмирани в лаборатория микросхеми - програмируем ROM (PROM), или програмируем ROM (PROM);

§ Препрограмируеми микросхеми - препрограмируем ROM или изтриваем PROM (EPROM). Сред тях трябва да се отбележат електрически препрограмируеми EEPROM (Electrical Erasable PROM) чипове, включително флаш памет.

1.1 Основни характеристики на ROM

Данните от паметта само за четене (ROM) се съхраняват постоянно. Данните, съхранявани постоянно, се наричат ​​енергонезависими, което означава, че остават в ROM дори когато захранването е изключено. След като данните бъдат записани в ROM, те могат да бъдат прочетени от други устройства, но нови данни не могат да бъдат записани в ROM.

ROM най-често се използва за съхраняване на така наречената "мониторна програма". Мониторната програма е машинна програма, която позволява на потребителя на микрокомпютърна система да преглежда и променя всички системни функции, включително паметта. Друга широка употреба на ROM е за съхраняване на фиксирани таблици с данни, като математически функции, които никога не се променят.

Дигитален компютърни системиШироко използвани са четири вида ROM: програмиран с маска ROM, програмируем ROM (PROM), изтриваем програмируем ROM (EPROM) и електрически програмируем ROM (EPROM).

1.2 ROM класификация

1.2.1 По вид на изпълнение

Масивът от данни се комбинира с устройството за вземане на проби(четец), в този случай масивът от данни често се нарича „фърмуер“ в разговор:

§ ROM чип;

§ Един от вътрешните ресурси на едночипов микрокомпютър (микроконтролер), обикновено FlashROM.

Масивът от данни съществува сам по себе си:

§ CD;

§ перфокарта;

§ перфорирана лента;

§ баркодове;

§ монтаж "1" и монтаж "0".

1.2.2 По видове ROM чипове

Според технологията на производство на кристали:

§ RO M английски памет само за четене - памет само за четене, маскиран ROM, произведен по фабричен метод. Няма възможност за промяна на записаните данни по-късно.

Фигура 1. Маска ROM

§ PRO M английски програмируема памет само за четене - програмируем ROM, "флашнат" от потребителя веднъж.

Фигура 2. Програмируем ROM

§ EPROM изтриваема програмируема памет само за четене - препрограмируем / препрограмируем ROM (EPROM / EPROM)). Например, съдържанието на чипа K573RF1 беше изтрито с ултравиолетова лампа. За преминаването на ултравиолетовите лъчи към кристала в корпуса на микросхемата беше осигурен прозорец с кварцово стъкло.

Фигура 3. Flash ROM

§ EEPROM електрически изтриваема програмируема памет само за четене - електрически изтриваем препрограмируем ROM). Този тип памет може да бъде изтрита и запълнена с данни няколко десетки хиляди пъти. Използвано в твърди дискове. Една от разновидностите на EEPROM е флаш памет (английска флаш памет).

Фигура 4 Изтриваем ROM

§ ROM на магнитни домейни, например K1602RTs5, имаше сложно устройство за вземане на проби и съхраняваше доста голямо количество данни под формата на магнетизирани зони на кристала, без да има движещи се части (виж Памет на компютъра). Осигурен е неограничен брой цикли на презаписване.

§ NVRAM, енергонезависима памет - "енергонезависимата" памет, строго погледнато, не е ROM. Това е малко количество RAM, структурно комбинирано с батерия. В СССР такива устройства често са били наричани "Далас" по името на компанията, която ги е пуснала на пазара. В NVRAM на съвременните компютри батерията вече не е структурно свързана с RAM и може да бъде заменена.

По вид достъп:

§ С паралелен достъп (паралелен режим или произволен достъп): такъв ROM може да бъде достъпен в системата в адресното пространство на RAM. Например, K573RF5;

§ Със сериен достъп: такива ROM често се използват за еднократно зареждане на константи или фърмуер в процесор или FPGA, използват се за съхраняване на настройки на телевизионни канали и т.н. Например 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 По метода на програмиране на микросхеми (записване на фърмуер в тях)

§ Непрограмируем ROM;

§ ROM, програмируем само с помощта на специално устройство - ROM програматор (еднократно и многократно мигане). Използването на програмист е необходимо, по-специално, за подаване на нестандартни и относително високо напрежение(до +/- 27 V) към специални изходи.

§ Вътрешни (пре)програмируеми ROM (ISP, вътрешносистемно програмиране) - такива микросхеми имат генератор на всички необходими високи напрежения вътре и могат да бъдат флашнати без програматор и дори без запояване от печатна електронна платка, програмно.

моноскоп за програмиране на чипове памет

2. Приложение

Контролният фърмуер често се записва в памет само за четене. техническо средство: телевизор, мобилен телефон, различни контролери или компютър (BIOS или OpenBoot на SPARC машини).

BootROM -- такъв фърмуер, че ако е записан на подходящ ROM чип, инсталиран в мрежова карта, тогава става възможно да стартирате операционната система на компютъра от отдалечен хост локална мрежа. За вградени мрежови карти BootROM може да се активира през BIOS.

ROM в IBM PC-съвместими компютри се намира в адресното пространство от F600:0000 до FD00:0FFF

3. Исторически типове ROM

Устройствата с памет само за четене започнаха да намират приложение в технологиите много преди появата на компютрите и електронни уреди. По-специално, един от първите типове ROM е ролка с гърбица, използвана в шурди, музикални кутии и часовници с удари.

С развитието на електронните технологии и компютрите се появи необходимостта от високоскоростен ROM. В ерата на вакуумната електроника се използват ROM, базирани на потенциалоскопи, моноскопи и лъчеви лампи. В компютри, базирани на транзистори, plug-in матриците бяха широко използвани като ROM с малък капацитет. Ако е необходимо да се съхраняват големи количества данни (няколко десетки килобайта за компютри от първите поколения), се използват ROM, базирани на феритни пръстени (те не трябва да се бъркат с подобни видове RAM). Именно от тези видове ROM произлиза терминът "фърмуер" - логическото състояние на клетката се задава от посоката на навиване на жицата, която опасва пръстена. Тъй като тънък проводник трябваше да бъде издърпан през верига от феритни пръстени, за извършване на тази операция бяха използвани метални игли, подобни на шевни. И самата операция по запълване на ROM с информация приличаше на процеса на шиене.

Литература

Угрюмов Е. П. Цифрова схемотехника BHV-Петербург (2005) Глава 5.

Хоствано на Allbest.ru

Подобни документи

    Йерархия на компютърните устройства за съхранение. Микросхеми и системи за памет. Устройства с работна памет. Принципът на работа на устройството за съхранение. Максимално допустими режими на работа. Увеличаване на обема на паметта, битовата дълбочина и броя на запаметените думи.

    курсова работа, добавена на 14.12.2012 г

    Устройства за съхранение: твърди дискове, флопи дискове, стримери, флаш карти с памет, MO-устройства, оптични: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW и най-новите устройства за съхранение. Информацията трябва да се съхранява на носители, които не зависят от наличието на напрежение.

    резюме, добавено на 01.03.2006 г

    Понятието информация, нейното измерване, количество и качество на информацията. Запаметяващи устройства: класификация, принцип на действие, основни характеристики. Организация и средства за интерфейс човек-машина, мулти-среда и хипер-среда. Електронни таблици.

    доклад от практиката, добавен на 09.09.2014 г

    Проектиране на програмиста на микросхеми AT17C010, обосновка на режимите на работа на микроконтролерни възли, хардуер, достатъчност на софтуерните ресурси. Принципна схема на устройството, препоръки за разработване на диагностични инструменти.

    курсова работа, добавена на 19.12.2010 г

    Проектиране на ROM и RAM микрочипови елементи с помощта на MS Visio 2010. Разделяне и разширяване на адресното пространство. Изчисляване на допълнителна памет с произволен достъп и проверка на компонентите на системата за електрическо взаимодействие.

    курсова работа, добавена на 11/08/2014

    Компютърни устройства за съхранение. Създаване на система за памет. Характеристики на микросхеми на устройства за динамично съхранение. Извършване на аритметични, логически или сервизни операции. Паралелна форма на алгоритъма. Степен и нива на паралелизъм.

    презентация, добавена на 28.03.2015 г

    Микропроцесорен комплект серия KR580 - чипсет. Основните елементи на KR580VM80A - 8-битов микропроцесор, пълен аналогмикропроцесор Intel i8080. Използването на микропроцесори в игрални автомати. Освобождаване на версии на микросхеми и тяхното приложение.

    резюме, добавено на 18.02.2010 г

    Сравнение на две най-важни характеристики - капацитет на паметта и нейната скорост. Общи регистри. RAM функции. Най-често срещаната форма на външна памет е HDD. Три основни вида оптични носители.

    резюме, добавено на 15.01.2015 г

    Главни компоненти системен блок. Предназначение дънна платка. Основната входно-изходна система е Bios. концепция периферно устройство. Запаметяващи устройства и техните видове. Отворена архитектура в компютърно устройство. Устройства за въвеждане и извеждане на данни.

    резюме, добавено на 18.12.2009 г

    Изчисляване на статичния модул на RAM и диск. Сграда електрическа схемаи времева диаграма на RAM модула. Проектиране на аритметично логическо устройство за деление на числа с фиксирана запетая.



Зареждане...
Връх