ROM tipovi

ROM - označava memoriju samo za čitanje koja omogućava nepostojano skladištenje informacija na bilo kom fizičkom mediju. Prema načinu pohranjivanja informacija, ROM se može podijeliti u tri tipa:

1. ROM zasnovan na magnetnom principu skladištenja informacija.

Princip rada ovih uređaja zasniva se na promjeni smjera vektora magnetizacije presjeka feromagneta pod utjecajem naizmjeničnog magnetsko polje u skladu sa vrijednostima bitova informacije koja se upisuje.

Feromagnet je supstanca koja se može magnetizirati na temperaturi ispod određenog praga (Curie tačka) u odsustvu vanjskog magnetskog polja.

Čitanje pisanih podataka u takvim uređajima zasniva se na efektu elektromagnetne indukcije ili magnetorezistivnog efekta. Ovaj princip je implementiran u uređajima s pokretnim nosačem u obliku diska ili trake.

Elektromagnetna indukcija je učinak pojave električne struje u zatvorenom kolu kada se mijenja magnetni tok koji prolazi kroz njega.

Magnetorezitivni efekat se zasniva na promeni električnog otpora čvrstog vodiča pod dejstvom spoljašnjeg magnetnog polja.

Glavna prednost ovog tipa- velika količina pohranjenih informacija i niska cijena po jedinici pohranjenih informacija. Glavni nedostatak je prisustvo pokretnih dijelova, velike dimenzije, niska pouzdanost i osjetljivost na vanjske utjecaje (vibracije, udarci, pokreti itd.)

2. ROM zasnovan na optičkom principu skladištenja informacija.

Princip rada ovih uređaja zasniva se na promjeni optičkih svojstava dijela nosača, na primjer, promjenom stepena transparentnosti ili koeficijenta refleksije. Primer ROM-a zasnovanog na optičkom principu skladištenja informacija su CD, DVD, BluRay diskovi.

Glavna prednost ove vrste ROM-a je niska cijena nosača, lakoća transporta i mogućnost replikacije. Nedostaci - mala brzina čitanja/pisanja, ograničen broj prepisivanja, potreba za čitačem.

3. ROM zasnovan na električnom principu skladištenja informacija.

Princip rada ovih uređaja zasniva se na graničnim efektima u poluvodičkim strukturama - sposobnosti skladištenja i registracije prisutnosti naelektrisanja u izolovanom području.

Ovaj princip se koristi u solid-state memoriji – memoriji koja ne zahtijeva korištenje pokretnih dijelova za čitanje/pisanje podataka. Primjer ROM-a zasnovanog na električnom principu skladištenja informacija je fleš memorija.

Glavna prednost ove vrste ROM-a je velika brzina čitanja/pisanja, kompaktnost, pouzdanost, ekonomičnost. Nedostaci - ograničen broj prepisivanja.

On ovog trenutka postoje ili su u razvoju i drugi, "egzotični" tipovi trajne memorije, kao što su:

Magneto-optička memorija- memorija koja kombinuje svojstva optičkih i magnetnih uređaja za skladištenje podataka. Snimanje na takav disk se vrši zagrijavanjem ćelije laserom na temperaturu od oko 200°C. Zagrijana ćelija gubi svoj magnetni naboj. Nadalje, ćelija se može hladiti, što će značiti da se u ćeliju upisuje logička nula, ili puniti magnetskom glavom, što će značiti da se logička jedinica upisuje u ćeliju.

Nakon hlađenja, magnetni naboj ćelije se ne može promijeniti. Očitavanje se vrši laserskim snopom nižeg intenziteta. Ako ćelije sadrže magnetni naboj, tada je laserski snop polariziran i čitač određuje da li je laserski snop polariziran. Zbog "fiksiranja" magnetnog naboja tokom hlađenja, magneto-optički imaju visoku pouzdanost skladištenja informacija i teoretski mogu imati veću gustinu snimanja od ROM-a samo na magnetnom principu skladištenja informacija. Međutim, oni ne mogu zamijeniti "tvrde" diskove zbog vrlo niske brzine pisanja zbog potrebe za visokim zagrijavanjem ćelija.

Magneto-optička memorija nije dobila široku distribuciju i koristi se vrlo rijetko.

molekularno pamćenje- memorija zasnovana na tehnologiji atomske tunelske mikroskopije, koja omogućava uklanjanje ili dodavanje pojedinačnih atoma molekulima, čije prisustvo potom mogu očitati posebne osjetljive glave. Ova tehnologija predstavljen je sredinom 1999. godine od strane kompanije Nanochip, te je teoretski omogućio postizanje gustine pakovanja od oko 40 Gbit/cm2, što je desetine puta veće od postojećih serijskih uzoraka "hard" diskova; memorija za dogledno budućnost.

Holografska memorija- razlikuje se od postojećih najčešćih tipova trajne memorije, koji koriste jedan ili dva površinska sloja za snimanje, po mogućnosti snimanja podataka preko "cijelog" volumena memorije koristeći različite uglove nagiba lasera. Najvjerovatnija upotreba ove vrste memorije je u ROM-u zasnovanom na optičkom pohranjivanju informacija, gdje optički diskovi sa više slojeva informacija više nisu novost.

Postoje i drugi, vrlo egzotični tipovi trajne memorije, ali čak iu laboratorijskim uslovima balansiraju na granici naučne fantastike, pa ih neću spominjati, sačekajte pa ćemo vidjeti.

U mikroprocesorskim i drugim digitalnim automatskim sistemima potrebna je memorija koja bi služila kao izvor informacija koja ostaje nepromijenjena, uključujući i kada je napajanje isključeno (liste tabličnih konstanti, trajni programi, mikroprogrami i potprogrami). U takvim slučajevima se koriste memorijski moduli kod kojih je nemoguće promijeniti snimljene podatke pomoću ženskih pomoću ovog modula sistema. Ovi moduli se nazivaju memorija samo za čitanje (ROM). Dakle, ROM je memorijski uređaj samo za čitanje, čiji sadržaj ne može biti zamijenjen mikroprocesorom tokom izvršavanja. program rada i traje kada se napajanje isključi iz sistema. U procesu obrade informacija, ROM je memorija koja radi samo u načinu čitanja.

Upotreba ROM-a omogućava postizanje veće gustine pakovanja informacija pojednostavljivanjem elemenata za skladištenje.

ROM kao memorijski uređaj u cjelini može raditi u jednom od dva načina: čitanje ili programiranje. ROM programiranje je proces upisivanja informacija u njega (za razliku od općeprihvaćenog shvatanja programiranja kao procesa kompajliranja programa).

Treba napomenuti da se obično nastoji osigurati da tokom programiranja nisu potrebne nove vanjske linije, osim onih koje se koriste u ROM modulu kada radi u načinu čitanja.

Programibilnost ove vrste memorije podrazumijeva postojanje određenog broja komutiranih elemenata, pomoću kojih možete instalirati ili ukloniti "skakač" koji povezuje liniju uzorkovanja memorijskog elementa ili ćelije (red) sa linijom za čitanje informacija (bit line ). Prebacivanje je određeno informacijama koje ROM treba pohraniti, a konkretna implementacija "džampera" i način programiranja zavise od tipa ROM-a.

Prema metodi programiranja, proizvedeni poluvodički ROM-ovi se dijele na dva tipa: MROM-ovi - maskirani ROM-ovi u koje se u proizvodnom procesu unose (programiranje) informacije na maskirani način; kreirani su na bazi polja ili bipolarnih tranzistora;

EEPROM-ovi su električni programabilni ROM-ovi u koje se informacije mogu unositi električnim putem, odnosno omogućavaju programiranje ili reprogramiranje (reprogramiranje, reprogramiranje) korištenjem električnih signala u posebnom načinu rada. Nazivaju se i ROM-ovi koje može programirati korisnik, jer oni, za razliku od maskiranih ROM-ova, omogućavaju pisanje potrebne informacije sam korisnik; u takvim ROM-ovima, stanje džampera se može postaviti nakon što je uređaj proizveden, bilo stvaranjem ili uništavanjem veze.

Na osnovu višestrukosti programiranja, EEPROM se može podijeliti na ROM sa jednokratnim programiranjem (PROM) (zbog nepovratnih promjena u njihovoj strukturi) i ROM sa višestrukom izmjenom (reprogramiranjem) informacija (RPROM).

Električni programabilni ROM-ovi (i PROM-ovi i EPROM-ovi) postali su sastavne komponente MPAS-a. APK i drugi sistemi gde su potrebne česte izmene programa. Program za obradu informacija se u njih unosi električnim putem i može se tamo pohraniti dugo vremena, bez obzira na prisustvo ili odsustvo napajanja.

Prema principu snimanja informacija, PROM se može podijeliti u dvije grupe:

sa spaljivanjem topljivih kratkospojnika; sa slomom prelaza u poluprovodniku, a RPZU - za tri:

sa formiranjem električni naboj u dvoslojnom dielektriku MNOS strukture;

sa lavinskim ubrizgavanjem električnog naboja u područje plivajućih vrata MOS strukture (LIS MOS):

sa promjenom provodljivosti staklastog materijala. Brisanje informacija u EPROM-u se izvodi na dva načina; električno brisanje i izlaganje ultraljubičastim (UV) zracima.

Mask ROM-ovi se programiraju u jednoj od posljednjih tehnoloških faza njihove proizvodnje. Preklopni elementi su jednostavno praznine, od kojih su neki premošteni tokom faze metalizacije kola. Ovo se radi korišćenjem fotomaskinih maski koje definišu tačan oblik metalizacionih oblasti i koje se izrađuju po meri za svako specifično punjenje ROM-a.Maska je prilično skupa, ali bilo koji broj memorijskih modula se može programirati pomoću jedne maske. Stoga su ROM-ovi koji se mogu programirati maskom ekonomski isplativi za proizvodnju velikih količina.

Princip rada PROM-a zasniva se na fizičkim procesima koji vam omogućavaju da se nepovratno promijenite električni otpor dio lanca. Postoje dvije vrste jednokratnih programabilnih memorijskih elemenata (SE): otpornik i dioda.

Bit informacija pohranjenih u SE tipa otpornika određen je prisustvom ili odsustvom topljive veze. U stanju nakon proizvodnje, GE pohranjuje 1 (otpor kratkospojnika je nizak), a nakon što je topljivi kratkospojnik izgorio, on je 0. Tanki filmovi nikroma ili polukristalnog silicijuma se široko koriste kao topljivi džamperi ( otpor kratkospojnika je oko 10 Ohma).

Za rad u režimu programiranja potrebno je osigurati sredstva za selektivno spaljivanje džampera. Obično se koristi dodatni vanjski izvor povećanog napona napajanja. Kroz skakač se propušta strujni impuls (gustine od oko ), zbog čega je nepovratno uništen.

Rad diodnog tipa GE temelji se na ireverzibilnim pojavama koje se javljaju tokom kvara spoja sa obrnutom pristrasnošću. U početnom stanju, GE tipa diode pohranjuje 0 (njegov reverzni otpor je vrlo visok). Prilikom programiranja na diodu se primjenjuje blokirni napon povećanog nivoa, pod utjecajem kojeg se probija -prijelaz, odnosno dolazi do kratkog spoja, što odgovara snimanju logičke jedinice.

Reprogramabilni ROM-ovi se mogu programirati, brisati i relativno brzo (unutar ograničenog vremena) reprogramirati. Koriste preklopne elemente koji se mogu postaviti u jedno stanje na grupni način (odnosno sve odjednom), au drugo - selektivno. Reprogramiranje ovakvih ROM-ova svodi se najprije na grupno postavljanje svih "džampera" u jedno stanje, što je jednako brisanju prethodno snimljenih informacija, te naknadnom selektivnom (jedan po jedan) ugradnji potrebnih "džampera" u drugo stanje.

Reprogramabilni ROM-ovi se obično grade na principima očuvanja naboja u dielektriku: u MNOS strukturi (metal-silicijum nitrid-silicijum oksid-poluprovodnik), koja je MOS tranzistor u kojem je kapija (metal) odvojena od silicijumskog supstrata pomoću dielektrik koji se sastoji od dva sloja; u MOS strukturi korištenjem efekta lavinskog ubrizgavanja električnog naboja u područje plutajuće (izolovane) kapije (LIS MOS).

Drugi smjer u stvaranju EPROM-a, koji je trenutno prepoznat kao perspektivniji, temelji se na reverzibilnim promjenama u fizičkoj strukturi materijala, posebno se koristi svojstvo prebacivanja praga amorfnih poluvodiča.

RPZU na MNOP tehnologiji imaju sljedeće prednosti: veliki dozvoljeni broj ciklusa reprogramiranja; električno brisanje. Nedostaci uključuju: ograničeno vrijeme skladištenja informacija (u isključenom stanju ne više od 2-10 hiljada sati, u kontinuiranom načinu čitanja - 200-500 sati): visoka amplituda i trajanje impulsa za reprogramiranje (25-36 V, 5-100). ms), ograničeno vrijeme čitanja.

LIPS MOS tehnologiju karakteriziraju sljedeće prednosti: povećana brzina (do 0,1 µs); veliki informacioni kapacitet (do 65-128 K bita); dugo vremena skladištenja informacija u isključenom i uključenom stanju (do 10 godina). Nedostaci su: ograničen broj ciklusa reprogramiranja (10-100) i korištenje UV zračenja prilikom brisanja.

Struktura LIS RPZU ovog tipa, na primjer K573RF13 (K573RF1) sadrži: matricu za skladištenje; registar; dekoder adrese; pojačala za očitavanje. Struktura memorije (organizacija diska) 1024 x 8. Vrijeme pristupa 900 ne. Informacije se brišu ultraljubičastim zračenjem kristala čipa kroz prozor na poklopcu kućišta. Broj ciklusa reprogramiranja je oko 100. EPROM-ovi su sposobni da održe napunjenost uz isključeno napajanje 2-3 hiljade sati.

EEPROM-ovi sa električnim brisanjem imaju niz operativnih prednosti, koje su posebno važne za eksperimentalne sisteme:

jednostavnost programiranja memorijskih blokova kao dijela sistema; mogućnost daljinske promjene sadržaja; praktično neograničen broj ciklusa ponovnog pisanja; vrijeme skladištenja informacija dovoljno za većinu eksperimentalnih problema (3-10 hiljada sati).

Razvoj EPROM-a oba tipa (sa električnim i UV brisanjem) na kraju dovodi do kola. imajući zasluge i prvog i drugog

Izgledi za razvoj i primjenu EPROM-a. Analiza domaćih i stranih radova iz oblasti MT pokazuje da je vrijednost razne vrste memorija se tokom stvaranja MPAS-a sve više povećava. U budućnosti, arhitektura informacione i računarske osnove MPAS-a može se predstaviti kao memorijski podsistem, koji će se smatrati centralnim (i glavnim) podsistemom. i niz drugih podsistema.

ROM-ovi vam omogućavaju da u potpunosti implementirate glavne ideje koje su u osnovi MT-a:

mogućnost pohranjivanja programa za obradu informacija

kompaktno i pouzdano fizičko okruženje - u silikonskom kristalu;

svestranost i fleksibilnost sistema, mogućnost brzog i jednostavnog modifikovanja ovog programa onoliko puta koliko je potrebno tokom razvoja i otklanjanja grešaka u sistemu, mogućnost kompletne rekonstrukcije sistema radi rešavanja novog problema bez promene hardvera, isključivo promenom informacije pohranjene u memoriji;

nepromjenjivost pohrane programa, svojstvena svim ROM-ovima, mogućnost korištenja MP-a kao ugrađenog uklonjivog modula u različitim jedinicama, mehanizmima, uređajima, sistemima itd.

Upotreba programabilnih ROM-ova posebno je efikasna u fazi otklanjanja grešaka u MPS softveru. Otklanjanje grešaka i optimizacija određenog programa generalno zahteva nekoliko desetina njegovih pokretanja u sistemu, a svako takvo pokretanje zahteva pisanje nove verzije programa u ROM. Prisustvo ROM-a, koji se može brzo reprogramirati pomoću standardnih adresnih signala, uvelike pojednostavljuje proceduru za otklanjanje grešaka i optimizaciju programa. Stoga, MPS sistemi za otklanjanje grešaka i takozvani prototipski kompleti nužno uključuju EGShZU. Nakon završetka svih faza softverskog otklanjanja grešaka, prilikom sklapanja industrijskih uzoraka sistema, ovi ROM-ovi se mogu posmatrati kao kompaktniji i jeftiniji standardni ROM-ovi. maska-programiranje tokom proizvodnje. U ovim ROM-ovima, nivoi signala i napona napajanja su identični izlazima EEPROM-a.

Sa drugim pristupom, EEPROM-ovi se mogu koristiti u fazi pilot proizvodnje za proizvodnju malih serija. Ovaj pristup može biti isplativiji, budući da je programiranje ROM maske dugotrajno i skupo, što se isplati samo u velikoj proizvodnji.

EEPROM-i su također obećavajući u područjima gdje je potrebno daljinsko skeniranje MPS-a instaliranih na nepristupačnim ili opasnim mjestima za ljude, na primjer, u nuklearnim reaktorima, u dubinama mora, u svemiru. Signali za reprogramiranje se tada mogu prenijeti standardnom radio opremom na velike udaljenosti.

EEPROM je taj koji će fizički utjeloviti takve kvalitete. informacioni sistemi, kao prilagodljivost, sposobnost učenja, prekvalifikacije i samoučenja.

Velike mogućnosti za kreiranje fleksibilnih alata za automatizaciju otvaraju se korištenjem EEPROM-a u programibilnim logičkim nizovima (PLM). Ranije su PLA-ovi programirani u fazi proizvodnje da implementiraju datu logičku funkciju.

ROM-ovi će se sve više koristiti za skladištenje operativnih sistema. Bez brzog napretka u razvoju i primjeni raznih vrsta trajne memorije ne mogu se stvoriti istinski pouzdana, kompaktna i ekonomična sredstva za obradu i kontrolu informacija.

Različiti zahtjevi za LSI EEPROM i rastuće interesovanje za ove uređaje doveli su do razvoja elemenata i kola koji su veoma raznoliki. fizički principi, tehnologija proizvodnje i specifikacije. Ovo postavlja određene zadatke za programere MPAS-a prilikom traženja optimalna rješenja- trebali bi biti dobro upućeni u ovu raznolikost pamćenja.

EEPROM programiranje uključuje formiranje adresa, upisivanje impulsa i kontrolu zapisanih informacija. Objekt programiranja može biti poseban LSI, grupa LSI programiranih istovremeno, memorijski blok koji se sastoji od određenog broja LSI-ova.

U zavisnosti od potrebe i ekonomske izvodljivosti, programiranje EEPROM-a može se automatizovati u različitom stepenu i izvesti na instalacijama veće ili manje složenosti.

EEPROM programeri se klasifikuju prema:

stepen univerzalnosti u odnosu na različite vrste BIS EEPROM;

performanse - broj simultano programabilnih LSI;

način upravljanja procesom programiranja (ručni, poluautomatski i automatski programatori);

funkcionalna potpunost (razlikovati samostalne programere i one koji rade pod kontrolom mini- ili mikroračunara koji nije dio programatora);

dizajn (programator se može napraviti kao poseban uređaj, programska ploča uključena u računar ili programska jedinica na memorijskoj ploči).

Najjednostavniji programator ručnog tipa sadrži prekidače za biranje adrese i podataka, generatore adresnog koda, upravljačke i snimajuće signale. Takav uređaj je vrlo jednostavan za rukovanje, može se proizvesti u bilo kojoj laboratoriji, ali je njegova produktivnost izuzetno niska, pa je pogodan za obradu LSI niskog informacionog kapaciteta, štoviše, u malim serijama. Proces programiranja je spor, nepouzdan, zamoran za operatera. U složenijim ručnim programatorima moguće je naznačiti adresu i podatke u binarnom, decimalnom ili heksadecimalnom kodu, kao i kontrolisati sadržaj EEPROM-a.

Programabilna logička matrica (PLM). To je matrica kapija koja se može programirati u obliku različitih kombinacija kapija koje implementiraju logičke funkcije OR i AND. logika. PLM-ovi se razlikuju od ROM-ova samo po strukturi i dostupni su kao uređaji koji se mogu programirati maskom i uređaji koje može programirati korisnik.

Na osnovu takve matrice mogu se organizovati konjunktivna matrica koja implementira AND funkcije i disjunktivna matrica koja implementira ILI funkcije.

Realizacija više složene funkcije moguće kombinovanjem obe matrice. Kada je dekoder spojen na PLM, rezultirajuće kolo može djelovati kao ROM.

Ova kombinacija je povoljna za korištenje pri izgradnji memorijskih uređaja malog kapaciteta, u kojima kapacitet ROM-a nije u potpunosti iskorišten i stoga trošak ROM-a nije opravdan.

PLA se može koristiti i kao fiksna upravljačka shema, što omogućava značajno povećanje brzine cijelog sistema. To je zbog činjenice da je PLA kombinovani krug velike brzine.

PLM se proizvodi u obliku integrisanog kola sa jednim kućištem.

ROM, PROM, PLA se mogu efikasno koristiti u kreiranju MPS-a. ostvarivanje tabelarnih i tabelarno-algoritamskih metoda obrade informacija. Čini se da je upotreba procesora za proračunske tablice vrlo obećavajuća kada se kreiraju specijalizirani "funkcionalni ekspanderi" na bazi serijskih elemenata - LSI RAM, ROM, PROM i PLM.

Svi memorijski uređaji samo za čitanje (ROM) mogu se podijeliti u sljedeće grupe:

● programabilan u trenutku proizvodnje (koji se naziva ROM ili ROM);

● sa jednokratnim programiranjem, koje omogućava korisniku da jednom električnim putem promijeni stanje memorijske matrice prema datom programu (označeno kao PROM ili PROM);

● reprogramabilan (reprogramabilan), sa mogućnošću višestrukog električnog reprogramiranja, sa električnim ili ultraljubičastim brisanjem informacija (naziva se RPZU ili RPROM).

Da bi se osigurala mogućnost kombinovanja po izlazu pri povećanju memorije, svi ROM-ovi imaju tri-state ili izlaze otvorenog kolektora.

(xtypo_quote)U PROM-u, drajv je izgrađen na memorijskim ćelijama sa topljivim kratkospojnicima od nihroma ili drugih vatrostalnih materijala. Proces snimanja se sastoji u selektivnom spaljivanju topljivih veza. (/xtypo_quote)
U EPROM-u su memorijske ćelije izgrađene na bazi MOS tehnologija. Koriste se različiti fizički fenomeni skladištenja naboja na sučelju između dva različita dielektrična medija ili provodnog i dielektričnog medija.

U prvom slučaju, dielektrik ispod kapije MOSFET-a je napravljen od dva sloja: silicijum nitrida i silicijum dioksida (SiN 4 - SiO 2). Utvrđeno je da u složenoj strukturi SiN 4 - SiO 2, kada se električni napon promijeni, dolazi do histereze naboja na međusloju između dva sloja, što omogućava stvaranje memorijskih ćelija.

U drugom slučaju, osnova ćelije za skladištenje je MOS tranzistor s plutajućim vratima sa lavinom injektiranja (LIFZ MOS). Pojednostavljena struktura takvog tranzistora prikazana je na sl. 3.77.
U tranzistoru sa lavinom injektiranja sa plivajućim gejtom, pri dovoljno visokom naponu odvoda, dolazi do reverzibilnog lavinskog sloma dielektrika, a nosioci naboja se ubrizgavaju u područje plivajućeg gejta. Budući da je plutajuća kapija okružena dielektrikom, struja curenja je mala i informacije se pohranjuju na duži vremenski period (desetine godina). Kada se napon dovede na glavnu kapiju, naelektrisanje se apsorbuje zbog tunelskog efekta, tj. brisanje informacija.

Evo nekih karakteristika ROM-a (Tabela 3.1).

Industrija proizvodi veliki broj ROM čipova. Uzmimo za primjer dva ROM čipa (slika 3.78).

Dijagrami koriste sljedeće oznake: A i - adresni ulazi; D i - informacioni izlazi; CS - odabir čipa; CE - izlazna dozvola.

Mikrokrug K573RF5 je reprogramabilni ROM (RPZU) sa ultraljubičastim brisanjem, koji ima strukturu 2Kx8. Po ulazu i izlazu, ovaj čip je kompatibilan sa TTL strukturama. K556RT5 čip je jednokratni programabilni ROM, napravljen na bazi TTLS struktura, ulaz i izlaz kompatibilan sa TTL strukturama, sa 512bit x8 strukturom.

Personalni računari imaju četiri hijerarhijska nivoa memorije:

mikroprocesorska memorija;

glavna memorija;

registar cache;

eksternu memoriju.

Mikroprocesorska memorija o kojoj smo gore govorili. Glavna memorija je dizajnirana za skladištenje i brzu razmjenu informacija s drugim računarskim uređajima. Memorijske funkcije:

primanje informacija od drugih uređaja;

pamćenje informacija;

izdavanje informacija na zahtjev drugim uređajima mašine.

Glavna memorija sadrži dvije vrste uređaja za pohranu:

ROM - Memorija samo za čitanje;

RAM je memorija sa slučajnim pristupom.

ROM je dizajniran za pohranjivanje trajnih programskih i referentnih informacija. Podaci u ROM se unose tokom proizvodnje. Informacije pohranjene u ROM-u mogu se samo čitati, ne mijenjati.

ROM sadrži:

program za kontrolu procesora;

program za pokretanje i zaustavljanje računara;

programi za testiranje uređaja koji provjeravaju ispravan rad njegovih blokova svaki put kada se računar uključi;

programi za kontrolu ekrana, tastature, pisača, eksterne memorije;

informacije o tome gdje se operativni sistem nalazi na disku.

ROM je trajna memorija; kada je napajanje isključeno, informacije se pohranjuju u njemu.

RAM je namenjen za operativno snimanje, skladištenje i čitanje informacija (programa i podataka) direktno uključenih u informacioni i računarski proces koji računar obavlja u tekućem vremenskom periodu.

Glavne prednosti ram memorija su njegove visoke performanse i mogućnost pristupa svakoj memorijskoj ćeliji zasebno (direktan pristup adresnoj memoriji). Sve memorijske ćelije su kombinovane u grupe od 8 bita (1 bajt), svaka takva grupa ima adresu preko koje joj se može pristupiti.

RAM je nestabilna memorija, kada se napajanje isključi, informacije u njoj se brišu.

U modernim računarima količina memorije je obično 8-128 MB. Količina memorije je važna karakteristika računara, utiče na brzinu i performanse programa.

Pored ROM-a i RAM-a, matična ploča ima i trajnu CMOS memoriju, koja se stalno napaja iz baterije. Pohranjuje postavke konfiguracije računara koje se provjeravaju svaki put kada se sistem uključi. Ovo je polu-trajna memorija. Za promjenu postavki konfiguracije vašeg računara, BIOS sadrži program za konfiguraciju računara - SETUP.

Da bi se ubrzao pristup RAM-u, koristi se posebna keš memorija ultra velike brzine, koja se nalazi, takoreći, "između" mikroprocesora i RAM-a, pohranjuje kopije najčešće korištenih dijelova RAM-a. Registri keš memorije nisu dostupni korisniku.

Keš memorija pohranjuje podatke koje je mikroprocesor primio i koje će koristiti u narednim ciklusima svog rada. Brzi pristup Ovi podaci vam omogućavaju da smanjite vrijeme izvršavanja sljedećih naredbi programa.

Mikroprocesori, počevši od MP 80486, imaju vlastitu ugrađenu keš memoriju. Pentium i Pentium Pro mikroprocesori imaju odvojenu keš memoriju za podatke i zasebne instrukcije. Svi mikroprocesori mogu koristiti dodatnu keš memoriju koja se nalazi na matičnoj ploči izvan mikroprocesora, čiji kapacitet može biti do nekoliko MB. Eksterna memorija se odnosi na eksterne uređaje računara i koristi se za dugotrajno skladištenje svih informacija koje mogu biti potrebne za rešavanje problema. Konkretno, sav kompjuterski softver je pohranjen u eksternoj memoriji.

Eksterni memorijski uređaji - eksterni memorijski uređaji - veoma su raznovrsni. Mogu se klasifikovati po vrsti medija, po vrsti konstrukcije, po principu pisanja i čitanja informacija, po načinu pristupa itd.

Najčešći vanjski uređaji za pohranu podataka su:

tvrdi diskovi (HDD);

flopi disk jedinice (FPHD);

optičke disk jedinice (CD-ROM).

Rjeđe, kao eksterni memorijski uređaji osobnog računala, koriste se uređaji za pohranu na kasetu magnetne trake - strimeri.

Disk jedinice su uređaji za čitanje i pisanje sa magnetnih ili optičkih medija. Svrha ovih diskova je skladištenje velikih količina informacija, snimanje i izdavanje pohranjenih informacija na zahtjev u memoriju sa slučajnim pristupom.

HDD i NGMD se razlikuju samo u pogledu količine pohranjenih informacija i vremena potrebnog za pretraživanje, pisanje i čitanje informacija.

Kao medij za skladištenje magnetnih diskova koriste se magnetni materijali sa posebnim svojstvima, koji omogućavaju fiksiranje dva magnetna stanja - dva smjera magnetizacije. Svakom od ovih stanja dodijeljene su binarne cifre 0 i 1. Informacije se na magnetnim diskovima zapisuju i čitaju pomoću magnetnih glava po koncentričnim krugovima - stazama (trakama). Broj staza na disku i njihov informacioni kapacitet zavise od tipa diska, dizajna drajva, kvaliteta magnetnih glava i magnetnog premaza. Svaka staza je podijeljena na sektore. Jedan sektor obično sadrži 512 bajtova podataka. Razmjena podataka između magnetnog diska i memorije s slučajnim pristupom vrši se uzastopno kroz cijeli broj sektora. Za tvrdi magnetni disk koristi se i koncept cilindra - skup tragova koji su na istoj udaljenosti od centra diska.

Diskovi su medij za pohranu podataka s direktnim pristupom. To znači da računar može pristupiti stazi na kojoj počinje dio sa traženim informacijama ili gdje nove informacije treba direktno upisati, gdje god se nalazi glava za čitanje i upisivanje pogona.

Svi diskovi - i magnetni i optički - karakteriziraju njihov promjer (faktor oblika). Od fleksibilnih magnetnih diskova najširu se koriste diskovi prečnika 3,5 (89 mm). Kapacitet ovih diskova je 1,2 i 1,44 MB.

Hard diskovi se nazivaju tvrdi diskovi. Termin je nastao od žargonskog naziva za prvi model tvrdog diska, koji je imao 30 staza od po 30 sektora, što se slučajno poklopilo s kalibrom lovačke puške Winchester. Kapacitet hard diska se meri u MB i GB.

Nedavno su se pojavili novi magnetni diskovi - ZIP disk - prenosivi uređaji kapaciteta 230-280 MB.

Posljednjih godina, optički diskovi (CD-ROM-ovi) su postali najšire korišteni. Zbog svoje male veličine, velikog kapaciteta i pouzdanosti, ovi pogoni postaju sve popularniji. Kapacitet drajvova na optičkim diskovima - od 640 MB i više.

Optički diskovi se dijele na laserske optičke diskove koji se ne mogu prepisivati, laserske optičke diskove koji se mogu ponovno upisivati i magneto-optičke diskove koji se mogu ponovno upisivati. Diskove koji se ne mogu ponovno upisivati isporučuju proizvođači s informacijama koje su već zapisane na njima. Snimanje informacija o njima moguće je samo u laboratorijskim uslovima, van računara.

Pored svoje glavne karakteristike - informacionog kapaciteta, disk jedinice karakterišu i dva indikatora vremena:

vrijeme pristupa;

brzina čitanja uzastopnih bajtova.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru/

Novgorodski državni univerzitet I. Wise

Esej

Prezentacija na temu: "Trajni uređaji za pohranu podataka. Glavne karakteristike, obim"

Završio: student 1. godine gr. 5261

Bronina Ksenia

Provjerila: Arkhipova Gelirya Ashatovna

Veliki Novgorod, 2016

1. Koncept trajnog skladištenja

1.1 Ključne karakteristike ROM-a

1.2 ROM klasifikacija

1.2.1 Po vrsti izvršenja

1.2.2 Po vrstama ROM čipova

1.2.3 Metodom programiranja mikrokola (upisivanje firmvera u njih)

2. Aplikacija

3. Istorijski ROM tipovi

Književnost

1. Koncept trajnog skladištenja

Memorija samo za čitanje (ROM, ili ROM - Read Only Memory, memorija samo za čitanje) je također izgrađena na bazi modula (kaseta) instaliranih na matičnoj ploči i koristi se za pohranjivanje nepromjenjivih informacija: programi za pokretanje sistema operativni sistem, programi za testiranje računarskih uređaja i neki drajveri za osnovni ulaz/izlazni sistem (BIOS), itd.

Trajna memorija uključuje memoriju samo za čitanje, ROM (u engleskoj literaturi - Read Only Memory, ROM, što se doslovno prevodi kao "memorija samo za čitanje"), ROM koji se može reprogramirati, PROM (u engleskoj literaturi - Programmable Read Only Memory, PROM) i fleš memorija. Naziv ROM-a govori sam za sebe. Informacije u ROM-u su upisane u tvornici memorijskih čipova i njihova vrijednost se ne može kasnije mijenjati. ROM čuva kritične informacije za računar, koje ne zavise od izbora operativnog sistema. Programabilni ROM razlikuje se od uobičajenog po tome što se informacije na ovom čipu mogu izbrisati posebnim metodama (na primjer, ultraljubičastim zracima), nakon čega korisnik može ponovo upisati informacije na njega. Ove informacije neće biti izbrisane do sljedeće operacije brisanja.

Uobičajeno je da se ROM naziva nepostojanim trajnim i "polu-trajnim" uređajima za pohranu podataka, sa kojih se informacije mogu očitati samo brzo, informacije se upisuju u ROM izvan PC-a u laboratoriji ili pomoću posebnog programatora iu kompjuter. Prema tehnologiji snimanja informacija, mogu se razlikovati sljedeće vrste ROM-a:

§ mikročipovi programirani samo tokom proizvodnje - klasični ili maskirani ROM ili ROM;

§ mikro kola programirana jednom u laboratoriji - programabilni ROM (PROM), ili programabilni ROM (PROM);

§ Reprogramabilna mikro kola - reprogramabilni ROM ili izbrisivi PROM (EPROM). Među njima treba istaknuti električni reprogramabilne EEPROM (Electrical Erasable PROM) čipove, uključujući fleš memoriju.

1.1 Ključne karakteristike ROM-a

Podaci memorije samo za čitanje (ROM) su trajno pohranjeni. Trajno pohranjeni podaci nazivaju se nepromjenjivi, što znači da ostaju u ROM-u čak i kada je napajanje isključeno. Jednom kada su podaci upisani u ROM, drugi uređaji ih mogu čitati, ali novi podaci ne mogu biti upisani u ROM.

ROM se najčešće koristi za skladištenje takozvanog "monitorskog programa". Monitor program je strojni program koji omogućava korisniku mikroračunarskog sistema da pregleda i modificira sve sistemske funkcije, uključujući memoriju. Još jedna široka upotreba ROM-a je pohranjivanje fiksnih tabela podataka, kao što su matematičke funkcije, koje se nikada ne mijenjaju.

Digitalno kompjuterski sistemiČetiri tipa ROM-a se široko koriste: ROM programirani maskom, programabilni ROM (PROM), programirani ROM koji se može izbrisati (EPROM) i električno programabilni ROM (EPROM).

1.2 ROM klasifikacija

1.2.1 Po vrsti izvršenja

Niz podataka se kombinuje sa uređajem za uzorkovanje(čitač), u ovom slučaju, niz podataka se često naziva "firmware" u razgovoru:

§ ROM čip;

§ Jedan od unutrašnjih resursa mikroračunara sa jednim čipom (mikrokontrolera), obično FlashROM.

Niz podataka postoji samostalno:

§ CD;

§ bušena kartica;

§ perforirana traka;

§ bar kodovi;

§ montaža "1" i montaža "0".

1.2.2 Po vrstama ROM čipova

Prema tehnologiji proizvodnje kristala:

§ RO M engleski Memorija samo za čitanje - memorija samo za čitanje, maskirani ROM, proizvedena tvorničkim metodom. Ne postoji mogućnost naknadne izmjene snimljenih podataka.

Slika 1. Mask ROM

§ PRO M engleski programibilna memorija samo za čitanje - programabilni ROM, "flash" od strane korisnika jednom.

Slika 2. Programabilni ROM

§ EPROM izbrisiva programabilna memorija samo za čitanje - reprogramabilni / reprogramabilni ROM (EPROM / EPROM)). Na primjer, sadržaj čipa K573RF1 je obrisan pomoću ultraljubičaste lampe. Za prolaz ultraljubičastih zraka do kristala, u kućištu mikrokola je predviđen prozor s kvarcnim staklom.

Slika 3. Flash ROM

§ EEPROM električki izbrisiva programabilna memorija samo za čitanje - električni brisiv reprogramabilni ROM). Ova vrsta memorije može se obrisati i napuniti podacima nekoliko desetina hiljada puta. Korišćen u SSD uređaji. Jedna od varijanti EEPROM-a je fleš memorija (engleska fleš memorija).

Slika 4 ROM koji se može izbrisati

§ ROM na magnetnim domenima, na primjer, K1602RTs5, imao je složen uređaj za uzorkovanje i pohranio je prilično veliku količinu podataka u obliku magnetiziranih područja kristala, a da nije imao pokretne dijelove (pogledajte Memorija računara). Omogućen je neograničen broj ciklusa prepisivanja.

§ NVRAM, nepromjenjiva memorija - "nehlapljiva" memorija, strogo govoreći, nije ROM. Ovo je mala količina RAM-a, strukturno kombinovana sa baterijom. U SSSR-u su takvi uređaji često nazivani "Dallas" po imenu kompanije koja ih je lansirala na tržište. U NVRAM-u modernih računara, baterija više nije strukturno povezana sa RAM-om i može se zameniti.

Po vrsti pristupa:

§ Sa paralelnim pristupom (paralelni režim ili slučajni pristup): takvom ROM-u se može pristupiti u sistemu u RAM adresnom prostoru. Na primjer, K573RF5;

§ Sa serijskim pristupom: takvi ROM-ovi se često koriste za jednokratno učitavanje konstanti ili firmvera u procesor ili FPGA, koriste se za čuvanje postavki TV kanala, itd. Na primjer, 93S46, AT17LV512A.

1.2.3 Metodom programiranja mikro krugova (pisanje firmvera u njih)

§ Neprogramabilni ROM;

§ ROM, programabilan samo uz pomoć posebnog uređaja - ROM programatora (i jednom i više puta treperi). Upotreba programatora je neophodna, posebno, za nestandardno i relativno arhiviranje visokog napona(do +/- 27 V) na posebne izlaze.

§ In-circuit (re)programabilni ROM (ISP, programiranje u sistemu) - ovakva mikro kola imaju generator svih potrebnih visokih napona unutra, i mogu se flešovati bez programatora, pa čak i bez lemljenja iz štampana ploča, programski.

monoskop za programiranje memorijskog čipa

2. Aplikacija

Kontrolni firmver se često upisuje u memoriju samo za čitanje. tehnički uređaj: TV, mobitel, razne kontrolere ili računar (BIOS ili OpenBoot na SPARC mašinama).

BootROM -- firmver takav da je upisan u odgovarajući ROM čip instaliran mrežna kartica, tada postaje moguće pokrenuti operativni sistem na računar sa udaljenog hosta lokalna mreža. Za ugrađene mrežne kartice, BootROM se može aktivirati preko BIOS-a.

ROM u IBM PC kompatibilnim računarima nalazi se u adresnom prostoru od F600:0000 do FD00:0FFF

3. Istorijski ROM tipovi

Memorijski uređaji samo za čitanje počeli su naći primjenu u tehnologiji mnogo prije pojave računara i elektronski uređaji. Konkretno, jedan od prvih tipova ROM-a bio je cam roller, koji se koristio u hardy-gurdijima, muzičkim kutijama i udarnim satovima.

Sa razvojem elektronske tehnologije i računara, pojavila se potreba za brzim ROM-om. U eri vakuumske elektronike korišćeni su ROM-ovi zasnovani na potencijaloskopu, monoskopu i zračnim lampama. U računarima baziranim na tranzistorima, plug-in matrice su se široko koristile kao ROM-ovi malog kapaciteta. Ako je bilo potrebno pohraniti velike količine podataka (nekoliko desetina kilobajta za računare prvih generacija), korišteni su ROM-ovi na bazi feritnih prstenova (ne treba ih brkati sa sličnim tipovima RAM-a). Iz ovih tipova ROM-a potiče pojam "firmware" - logično stanje ćelije je postavljeno smjerom namotaja žice koja okružuje prsten. Budući da se kroz lanac feritnih prstenova morala provući tanka žica, za ovu operaciju korištene su metalne igle slične iglama za šivanje. I sama operacija punjenja ROM-a informacijama ličila je na proces šivanja.

Književnost

Ugrjumov E.P. Digitalna kola BHV-Peterburg (2005) Poglavlje 5.

Hostirano na Allbest.ru

Slični dokumenti

Hijerarhija računarskih uređaja za skladištenje podataka. Mikro kola i memorijski sistemi. Radni memorijski uređaji. Princip rada uređaja za skladištenje. Maksimalno dozvoljeni načini rada. Povećanje količine memorije, dubine bita i broja pohranjenih riječi.

seminarski rad, dodan 14.12.2012

Uređaji za skladištenje: tvrdi diskovi, flopi diskovi, strimeri, fleš memorijske kartice, MO-drijevi, optički: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW i najnoviji uređaji za skladištenje podataka. Informacije moraju biti pohranjene na medijima koji ne ovise o prisutnosti napona.

sažetak, dodan 01.03.2006

Pojam informacije, njeno mjerenje, kvantitet i kvalitet informacija. Memorijski uređaji: klasifikacija, princip rada, glavne karakteristike. Organizacija i sredstva sučelja čovjek-mašina, multi-okruženje i hiper-okruženje. Tabele.

izvještaj o praksi, dodan 09.09.2014

Dizajn programatora mikrokola AT17C010, obrazloženje načina rada čvorova mikrokontrolera, hardver, dovoljnost softverskih resursa. Šematski dijagram uređaja, preporuke za razvoj dijagnostičkih alata.

seminarski rad, dodan 19.12.2010

Dizajn ROM i RAM elemenata mikročipa korišćenjem MS Visio 2010. Podela i proširenje adresnog prostora. Proračun dodatne memorije slučajnog pristupa i provjera komponenti sistema na električnu interakciju.

seminarski rad, dodan 08.11.2014

Uređaji za skladištenje računara. Kreiranje memorijskog sistema. Karakteristike mikrokola dinamičkih uređaja za skladištenje podataka. Izvođenje aritmetičkih, logičkih ili uslužnih operacija. Tier-paralelni oblik algoritma. Stepen i nivoi paralelizma.

prezentacija, dodano 28.03.2015

Mikroprocesorski komplet serije KR580 - čipset. Glavni elementi KR580VM80A - 8-bitni mikroprocesor, kompletan analog mikroprocesor Intel i8080. Upotreba mikroprocesora u slot mašinama. Izdanje verzija mikro krugova i njihova primjena.

sažetak, dodan 18.02.2010

Poređenje dvije najvažnije karakteristike - kapacitet memorije i njena brzina. Opšti registri. RAM funkcije. Najčešći oblik eksterne memorije je HDD. Tri glavne vrste optičkih medija.

sažetak, dodan 15.01.2015

Glavne komponente sistemski blok. Svrha matična ploča. Osnovni ulazno-izlazni sistem je Bios. koncept periferni uređaj. Memorijski uređaji i njihovi tipovi. Otvorena arhitektura u PC uređaju. Uređaji za unos i izlaz podataka.

sažetak, dodan 18.12.2009

Proračun statičkog modula RAM-a i pogona. Zgrada dijagram strujnog kola i vremenski dijagram RAM modula. Dizajniranje aritmetičko-logičke jedinice za dijeljenje brojeva sa fiksnom točkom.