ROM típusok

ROM – a csak olvasható memória, amely az információk nem felejtő tárolását biztosítja bármilyen fizikai adathordozón. Az információ tárolásának módja szerint a ROM három típusra osztható:

1. Az információtárolás mágneses elvén alapuló ROM.

Ezeknek az eszközöknek a működési elve a ferromágnes szakaszainak mágnesezési vektorának irányának megváltoztatásán alapul, váltakozó áram hatására. mágneses mező az írandó információ bitjeinek értékével összhangban.

A ferromágnes olyan anyag, amely külső mágneses tér hiányában egy bizonyos küszöbérték (Curie-pont) alatti hőmérsékleten mágnesezhető.

Az ilyen eszközökben írott adatok beolvasása az elektromágneses indukció vagy a magnetorezisztív hatás hatásán alapul. Ezt az elvet olyan eszközökben valósítják meg, amelyek lemez vagy szalag formájában mozgatható hordozóval rendelkeznek.

Az elektromágneses indukció az elektromos áram fellépésének hatása egy zárt áramkörben, amikor az áthaladó mágneses fluxus megváltozik.

A magnetorezisztív hatás a szilárd vezető elektromos ellenállásának külső mágneses tér hatására bekövetkező változásán alapul.

Fő előnye ebből a típusból- nagy mennyiségű tárolt információ és alacsony az egységnyi tárolt információ költsége. A fő hátrány a mozgó alkatrészek jelenléte, a nagy méretek, az alacsony megbízhatóság és a külső hatásokkal szembeni érzékenység (rezgés, ütés, mozgás stb.)

2. Az információtárolás optikai elvén alapuló ROM.

Ezeknek az eszközöknek a működési elve a hordozó egy szakaszának optikai tulajdonságainak megváltoztatásán alapul, például az átlátszóság fokának vagy a reflexiós együttható megváltoztatásával. Az információtárolás optikai elvén alapuló ROM például a CD, DVD, BluRay lemezek.

Az ilyen típusú ROM fő előnye a hordozó alacsony költsége, a könnyű szállítás és a replikáció lehetősége. Hátrányok - alacsony olvasási / írási sebesség, korlátozott számú átírás, olvasó szükséges.

3. Az információtárolás elektromos elvén alapuló ROM.

Ezeknek az eszközöknek a működési elve a félvezető szerkezetek küszöbhatásain alapul - a töltés egy elszigetelt régióban való tárolásának és regisztrálásának képességén.

Ezt az elvet a szilárdtest-memóriában használják - olyan memóriában, amely nem igényel mozgó alkatrészeket az adatok olvasásához / írásához. Az információtárolás elektromos elvén alapuló ROM például a flash memória.

Az ilyen típusú ROM fő előnye a nagy olvasási / írási sebesség, kompaktság, megbízhatóság és költséghatékonyság. Hátrányok - korlátozott számú átírás.

Tovább Ebben a pillanatban vannak vagy vannak fejlesztés alatt, és más, "egzotikus" típusú állandó memória, mint például:

Magneto-optikai memória- az optikai és mágneses tárolóeszközök tulajdonságait ötvöző memória. Az ilyen lemezre történő rögzítés úgy történik, hogy a cellát lézerrel körülbelül 200 °C hőmérsékletre melegítjük. A felmelegített cella elveszti mágneses töltését. Továbbá a cella hűthető, ami azt jelenti, hogy logikai nullát írunk a cellába, vagy újratöltjük egy mágneses fejjel, ami azt jelenti, hogy logikai egységet írunk a cellába.

Lehűlés után a cella mágneses töltése nem változtatható. A leolvasást alacsonyabb intenzitású lézersugár végzi. Ha a cellák mágneses töltést tartalmaznak, akkor a lézersugár polarizálódik, és az olvasó megállapítja, hogy a lézersugár polarizált-e. A mágneses töltés hűtés közbeni "rögzítése" miatt a magneto-optikaiak nagy információtárolási megbízhatósággal rendelkeznek, és elméletileg nagyobb rögzítési sűrűséggel is rendelkezhetnek, mint a csak az információtárolás mágneses elvén alapuló ROM. A "merev" meghajtókat azonban nem tudják helyettesíteni a nagyon alacsony írási sebesség miatt, amely a cellák magas fűtési igénye miatt következik be.

A mágneses-optikai memória nem terjedt el széles körben, és nagyon ritkán használják.

molekuláris memória- az atomi alagútmikroszkópos technológián alapuló memória, amely lehetővé teszi az egyes atomok eltávolítását vagy hozzáadását a molekulákhoz, amelyek jelenlétét azután speciális érzékeny fejek tudják leolvasni. Ez a technológia 1999 közepén mutatta be a Nanochip cég, és elméletileg lehetővé tette a körülbelül 40 Gbit/cm2-es csomagolási sűrűség elérését, ami több tucatszor nagyobb, mint a „Hard” lemezek meglévő soros mintái; memória az előreláthatóan jövő.

Holografikus memória- abban különbözik a létező, legelterjedtebb állandó memóriatípusoktól, amelyek egy vagy két felületi réteget használnak a rögzítéshez, abban, hogy a „teljes” memóriatérfogatban rögzíthetők különböző lézeres dőlésszögekkel. Az ilyen típusú memória legvalószínűbb felhasználása az információ optikai tárolásán alapuló ROM-ban történik, ahol a több információs réteggel rendelkező optikai lemezek már nem számítanak újdonságnak.

Vannak más, nagyon egzotikus típusú maradandó emlékek is, de ezek még laboratóriumi körülmények között is a sci-fi határán egyensúlyoznak, úgyhogy ezeket nem is említem, várjunk csak.

A mikroprocesszoros és más digitális automata rendszerekben olyan memóriára van szükség, amely változatlan információforrásként szolgál, beleértve a tápellátás kikapcsolását is (táblakonstansok listája, állandó programok, mikroprogramok és szubrutinok). Ilyen esetekben memóriamodulokat használnak, amelyekben a rendszer ezen modulját használó nők segítségével lehetetlen megváltoztatni a rögzített információkat. Ezeket a modulokat csak olvasható memóriának (ROM) nevezik. Így a ROM egy csak olvasható memóriaeszköz, amelynek tartalmát a mikroprocesszor nem tudja lecserélni a végrehajtás során. munkaprogramés akkor is fennáll, ha a rendszer áramellátása megszűnik. Az információfeldolgozás folyamatában a ROM olyan memória, amely csak olvasási módban működik.

A ROM használata lehetővé teszi a tárolóelemek egyszerűsítésével nagyobb információcsomagolási sűrűség elérését.

A ROM, mint memóriaeszköz egésze két üzemmód egyikében működhet: olvasás vagy programozás. A ROM programozás az információ beleírásának folyamata (ellentétben a programozás általánosan elfogadott felfogásával, mint a programfordítás folyamata).

Megjegyzendő, hogy általában arra törekednek, hogy a programozás során ne legyen szükség új külső vonalakra, kivéve azokat, amelyeket a ROM modulban használnak olvasási módban.

Az ilyen típusú memória programozhatósága magában foglalja néhány kapcsolt elem meglétét, amelyekkel egy memóriaelem vagy cella (sor) mintavételezési vonalát az információolvasó vonallal (bitvonallal) összekötő "jumper" telepíthető vagy eltávolítható. ). A kapcsolást a ROM-nak tárolandó információ határozza meg, a "jumperek" konkrét megvalósítása és a programozási mód pedig a ROM típusától függ.

A programozási módszer szerint a legyártott félvezető ROM-okat két típusra osztják: MROM-ok - maszkolt ROM-ok, amelyekbe a gyártási folyamat során maszkos módon kerül be az információ (programozás történik); terepi vagy bipoláris tranzisztorok alapján jönnek létre;

Az EEPROM-ok elektromosan programozható ROM-ok, amelyekbe elektromosan lehet információkat bevinni, azaz lehetővé teszik a programozást vagy újraprogramozást (átprogramozást, átprogramozást) elektromos jelek segítségével speciális üzemmódban. Ezeket felhasználó által programozható ROM-oknak is nevezik, mivel a maszk ROM-okkal ellentétben lehetővé teszik az írást szükséges információ maga a felhasználó; az ilyen ROM-okban a jumperek állapotát az eszköz gyártása után lehet beállítani, akár a kapcsolat létrehozásával, akár megsemmisítésével.

A programozás sokfélesége alapján az EEPROM felosztható egyszeri programozású (PROM) ROM-ra (a szerkezetük visszafordíthatatlan változásai miatt) és többszörös információcserés (újraprogramozásos) ROM-ra (RPROM).

Az elektromosan programozható ROM-ok (PROM-ok és EPROM-ok egyaránt) az MPAS szerves részévé váltak. APCS és egyéb rendszerek, ahol a programok gyakori módosítása szükséges. Az információfeldolgozó program elektromosan kerül beléjük, és hosszú ideig tárolható, függetlenül az áram meglététől vagy hiányától.

Az információrögzítés elve szerint a PROM két csoportra osztható:

olvadó jumperek égésével; a félvezetőben történő átmenet lebontásával és az RPZU - hárommal:

a formációval elektromos töltés az MNOS szerkezetű kétrétegű dielektrikumban;

elektromos töltés lavina befecskendezésével a MOS szerkezet (LIS MOS) lebegő kapu tartományába:

az üveges anyag vezetőképességének megváltozásával. Az EPROM-ban lévő információk törlése kétféleképpen történik; elektromos törlés és ultraibolya (UV) sugárzásnak való kitettség.

A maszk-ROM-okat a gyártás egyik utolsó technológiai szakaszában programozzák. A kapcsolóelemek egyszerűen hézagok, amelyek egy része az áramkör fémezési szakaszában áthidalásra kerül. Ez a fémezési területek pontos alakját meghatározó, minden egyes ROM-kitöltéshez egyedileg elkészített fotomaszk maszkokkal történik.A maszk meglehetősen drága, de egy maszk segítségével tetszőleges számú memóriamodul programozható. Ezért a maszkkal programozható ROM-ok gazdaságilag életképesek nagy volumenű gyártáshoz.

A PROM működési elve olyan fizikai folyamatokon alapul, amelyek lehetővé teszik a visszafordíthatatlan változást elektromos ellenállás a lánc szakasza. Kétféle egyszeri programozható memóriaelem (SE) létezik: ellenállás és dióda.

Az ellenállás típusú SE-ben tárolt információ egy részét egy olvasztható kapcsolat megléte vagy hiánya határozza meg. A gyártás utáni állapotban a GE 1-et tárol (a jumper ellenállása kicsi), az olvadó jumper kiégése után pedig 0. A vékony nikróm vagy félkristályos szilícium fóliákat széles körben használják olvadó áthidalóként (a A jumper ellenállása körülbelül 10 Ohm).

A programozási módban való munkához eszközöket kell biztosítani a jumperek szelektív égetéséhez. Általában kiegészítő külső forrást használnak a megnövelt tápfeszültséghez. A jumperen egy áramimpulzus (kb. sűrűségű) halad át, aminek következtében az visszafordíthatatlanul megsemmisül.

A dióda típusú GE működése irreverzibilis jelenségeken alapul, amelyek egy fordított előfeszítésű csomópont meghibásodása során lépnek fel. Kiindulási állapotban a dióda típusú GE 0-t tárol (a fordított ellenállása nagyon nagy). Programozáskor megnövelt szintű blokkoló feszültség kerül a diódára, melynek hatására az -átmenet áttör, azaz rövidzárlat következik be, ami egy logikai egység rögzítésének felel meg.

Az újraprogramozható ROM-ok programozhatók, törölhetők és viszonylag gyorsan (korlátozott időn belül) újraprogramozhatók. Olyan kapcsolóelemeket használnak, amelyek csoportosan (vagyis egyszerre), másikba pedig szelektíven állíthatók be. Az ilyen ROM-ok átprogramozása először az összes "jumper" egy állapotba állítása, ami egyenértékű a korábban rögzített információk törlésével, majd a szükséges "jumperek" szelektív (egyenként) telepítésével egy másik állapotba.

Az újraprogramozható ROM-ok általában a töltésmegmaradás elvei alapján épülnek fel dielektrikumban: MNOS szerkezetben (fém-szilícium-nitrid-szilícium-oxid-félvezető), amely egy MOS tranzisztor, amelyben a kaput (fémet) a szilícium hordozótól választják el. két rétegből álló dielektrikum; a MOS struktúrában elektromos töltés lavina befecskendezésének hatására a lebegő (szigetelt) kaputerületbe (LIS MOS).

Az EPROM-ok létrehozásának egy másik, jelenleg ígéretesebbnek tartott iránya az anyag fizikai szerkezetének reverzibilis megváltoztatásán alapul, különös tekintettel az amorf félvezetők küszöbkapcsolási tulajdonságára.

Az RPZU on MNOP technológiának a következő előnyei vannak: nagy megengedhető számú újraprogramozási ciklus; elektromos törlés. A hátrányok közé tartozik: az információ korlátozott tárolási ideje (kikapcsolt állapotban legfeljebb 2-10 ezer óra, folyamatos olvasási módban - 200-500 óra): az újraprogramozási impulzusok nagy amplitúdója és időtartama (25-36 V, 5-100 ms), korlátozott olvasási idő.

A LIPS MOS technológiát a következő előnyök jellemzik: megnövelt sebesség (akár 0,1 µs); nagy információs kapacitás (akár 65-128 K bit); az információk hosszú tárolási ideje kikapcsolt és bekapcsolt állapotban (akár 10 év). Hátránya: korlátozott számú újraprogramozási ciklus (10-100) és UV-sugárzás használata törléskor.

Az ilyen típusú LIS RPZU szerkezete, például a K573RF13 (K573RF1) a következőket tartalmazza: tárolómátrix; Regisztráció; címdekódoló; kiolvasó erősítők. Memóriastruktúra (meghajtó szervezet) 1024 x 8. Hozzáférési idő 900 nem. Az információ törlődik a chip kristály ultraibolya besugárzásával a ház fedelében lévő ablakon keresztül. Az újraprogramozási ciklusok száma kb. 100. Az EPROM-ok 2-3 ezer órán keresztül képesek töltést fenntartani kikapcsolt állapotban.

Az elektromos törléssel rendelkező EEPROM-ok számos működési előnnyel rendelkeznek, amelyek különösen fontosak a kísérleti rendszerekben:

a memóriablokkok egyszerű programozása a rendszerek részeként; a tartalom távoli megváltoztatásának lehetősége; gyakorlatilag korlátlan számú újraírási ciklus; információ tárolási idő elegendő a legtöbb kísérleti feladathoz (3-10 ezer óra).

Mindkét típusú (elektromos és UV-törléses) EPROM-ok fejlesztése végül áramkörökhöz vezet. rendelkezik az első és a második érdemeivel is

Az EPROM fejlesztésének és alkalmazásának kilátásai. Az MT területén végzett hazai és külföldi munkák elemzése azt mutatja, hogy az érték különféle fajták A memória az MPAS létrehozása során egyre jobban növekszik. A jövőben az MPAS információs és számítási bázisának architektúrája egy memória alrendszerként ábrázolható, amely központi (és fő) alrendszernek fog tekinteni. és számos más alrendszer.

A ROM-ok lehetővé teszik az MT alapjául szolgáló fő gondolatok teljes körű megvalósítását:

az információfeldolgozó program tárolásának képessége

kompakt és megbízható fizikai környezet - szilíciumkristályban;

a rendszer sokoldalúsága és rugalmassága, a program gyors és egyszerű módosításának lehetősége a rendszer fejlesztése és hibakeresése során annyiszor, ahányszor szükséges, a rendszer teljes újraépítése, hogy egy új probléma megoldódjon a hardver megváltoztatása nélkül, kizárólag változtatással a memóriában tárolt információ;

a programtárolás nem-volatilitása, amely minden ROM-ban rejlik, az MP beépített cserélhető modulként való használatának lehetősége különféle egységekben, mechanizmusokban, eszközökben, rendszerekben stb.

A programozható ROM-ok használata különösen hatékony az MPS szoftver hibakeresésének szakaszában. Egy bizonyos program hibakeresése és optimalizálása általában több tíz futtatást igényel a rendszerben, és minden ilyen futtatás a program új verziójának ROM-ra írását igényli. A szabványos címjelekkel gyorsan átprogramozható ROM jelenléte nagyban leegyszerűsíti a programok hibakeresési és optimalizálási folyamatát. Ezért az MPS hibakereső rendszerek és az úgynevezett prototípus készletek szükségszerűen tartalmazzák az EGShZU-t. A szoftverhibakeresés minden szakaszának befejezése után a rendszer ipari mintáinak összeállításakor ezek a ROM-ok kompaktabb és olcsóbb szabványos ROM-oknak tekinthetők. maszk programozható a gyártás során. Ezekben a ROM-okban a jelszintek és a tápfeszültségek megegyeznek az EEPROM kimeneteivel.

Egy másik megközelítés szerint az EEPROM-ok a kísérleti gyártási szakaszban használhatók kis tételek előállítására. Ez a megközelítés költséghatékonyabb lehet, mivel a ROM-maszk programozása időigényes és költséges, ami csak nagy volumenű gyártásnál kifizetődő.

Az EEPROM-ok ígéretesek azokon a területeken is, ahol szükség van az ember számára megközelíthetetlen vagy veszélyes helyekre telepített MPS távoli letapogatására, például atomreaktorokban, tenger mélyén, űrben. Az átprogramozási jeleket ezután a szabványos rádióberendezések nagy távolságokra továbbíthatják.

Az EEPROM az, amelyik fizikailag megtestesíti ezeket a tulajdonságokat. információs rendszerek, mint alkalmazkodóképesség, a tanulás, az átképzés és az önálló tanulás képessége.

Remek lehetőségek nyílnak meg a rugalmas automatizálási eszközök létrehozásában az EEPROM programozható logikai tömbökben (PLM) történő használata révén. Korábban a PLA-kat a gyártási szakaszban programozták egy adott logikai funkció megvalósítására.

Egyre gyakrabban használnak ROM-okat az operációs rendszerek tárolására. A különféle állandó memóriatípusok fejlesztésének és alkalmazásának gyors előrehaladása nélkül az információfeldolgozás és -vezérlés valóban megbízható, kompakt és gazdaságos eszközei nem jöhetnek létre.

Az LSI EEPROM-mal szemben támasztott különféle követelmények és az ezen eszközök iránti növekvő érdeklődés olyan elemek és áramkörök kifejlesztéséhez vezetett, amelyek nagyon változatosak. fizikai elvek, gyártási technológia és specifikációk. Ez bizonyos feladatok elé állítja az MPAS fejlesztőit a keresés során optimális megoldások- járatosnak kell lenniük ebben a változatos emlékezetben.

Az EEPROM programozás magában foglalja a címképzést, az írásimpulzusokat és az írott információ vezérlését. A programozás tárgya lehet egy különálló LSI, egyidejűleg programozott LSI-k csoportja, egy bizonyos számú LSI-ből álló memóriablokk.

Igénytől és gazdasági megvalósíthatóságtól függően az EEPROM programozás különböző mértékben automatizálható, és végrehajtható kisebb vagy nagyobb bonyolultságú telepítéseken.

Az EEPROM programozókat a következők szerint osztályozzák:

viszonylatban az egyetemesség foka különböző típusok BIS EEPROM;

teljesítmény - az egyidejűleg programozható LSI száma;

a programozási folyamat vezérlésének módja (kézi, félautomata és automatikus programozók);

funkcionális teljesség (különbséget kell tenni az önálló programozók és a nem a programozó részét képező mini- vagy mikroszámítógép irányítása alatt működők között);

tervezés (a programozó elkészíthető külön készülékként, a számítógéphez mellékelt programozólapként, vagy memóriakártyán lévő programozó egységként).

A legegyszerűbb kézi típusú programozó tartalmaz váltókapcsolókat a cím és adatok tárcsázásához, címkód generátorokat, vezérlő és rögzítő jeleket. Egy ilyen készülék nagyon könnyen kezelhető, bármilyen laboratóriumban legyártható, de termelékenysége rendkívül alacsony, így alkalmas kis információs kapacitású LSI-k feldolgozására, ráadásul kis tételekben. A programozási folyamat lassú, megbízhatatlan, fárasztó a kezelő számára. A bonyolultabb kézi programozókban lehetőség van a cím és az adatok bináris, decimális vagy hexadecimális kódban történő feltüntetésére, valamint az EEPROM tartalmának vezérlésére.

Programozható logikai mátrix (PLM). Ez egy olyan kapu mátrixa, amely különféle kapukombinációk formájában programozható, amelyek megvalósítják az VAGY és ÉS logikai függvényeket, ezek alapján komplex kombinációs logika. A PLM-ek csak felépítésükben különböznek a ROM-októl, és maszkkal programozható eszközként és felhasználó által programozható eszközként állnak rendelkezésre.

Egy ilyen mátrix alapján az ÉS függvényeket megvalósító konjunktív mátrix és az VAGY függvényeket megvalósító diszjunktív mátrix szervezhető.

Megvalósítás több összetett funkciók mindkét mátrix kombinálásával lehetséges. Ha egy dekódert csatlakoztatunk a PLM-hez, az így létrejövő áramkör ROM-ként működhet.

Ez a kombináció előnyös kis kapacitású memóriaeszközök építésekor, amelyekben a ROM kapacitása nincs teljesen kihasználva, így a ROM költsége nem indokolt.

A PLA fix vezérlési sémaként is használható, ami lehetővé teszi a teljes rendszer sebességének jelentős növelését. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a PLA egy nagy sebességű kombinált áramkör.

A PLM-et integrált egyházas áramkör formájában gyártják.

A ROM, PROM, PLA hatékonyan használható az MPS létrehozásában. táblázatos és táblázatos-algoritmikus információfeldolgozási módszerek megvalósítása. A táblázatkezelő processzorok használata nagyon ígéretesnek tűnik, amikor speciális "funkcionális bővítőket" hoznak létre soros elemes alapon - LSI RAM, ROM, PROM és PLM.

Minden írásvédett memóriaeszköz (ROM) a következő csoportokba sorolható:

● gyártáskor programozható (ROM vagy ROM);

● egyszeri programozással, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy egy adott program szerint egyszer elektromosan módosítsa a memóriamátrix állapotát (jelölése PROM vagy PROM);

● újraprogramozható (újraprogramozható), többszörös elektromos újraprogramozás lehetőségével, az információ elektromos vagy ultraibolya törlésével (RPZU vagy RPROM).

Annak érdekében, hogy a memória növelésekor a kimenettel kombinálható legyen, minden ROM háromállapotú vagy nyitott kollektoros kimenettel rendelkezik.

(xtypo_quote)A PROM-ban a meghajtó nikrómból vagy más tűzálló anyagból készült olvadó jumperekkel ellátott memóriacellákra épül. A rögzítési folyamat az olvadó linkek szelektív elégetéséből áll. (/xtypo_quote)
Az EPROM-ban a memóriacellák MOS technológiákra épülnek. A töltés tárolásának különböző fizikai jelenségeit használják két különböző dielektromos közeg vagy egy vezető és dielektromos közeg közötti határfelületen.

Az első esetben a MOSFET kapuja alatti dielektrikum két rétegből áll: szilícium-nitridből és szilícium-dioxidból (SiN 4 - SiO 2). Megállapítást nyert, hogy a SiN 4 - SiO 2 összetett szerkezetében, amikor az elektromos feszültség változik, két réteg határfelületén töltéshiszterézis lép fel, ami lehetővé teszi memóriacellák létrehozását.

A második esetben a tárolócella alapja egy lebegőkapu-lavinainjekciós MOS tranzisztor (LIFZ MOS). Egy ilyen tranzisztor egyszerűsített felépítése látható az 1. ábrán. 3.77.
Egy lebegő kapuval rendelkező lavinainjekciós tranzisztorban kellően nagy leeresztő feszültség mellett a dielektrikum reverzibilis lavinatörése következik be, és töltéshordozókat injektálnak az úszókapu tartományba. Mivel az úszókaput dielektrikum veszi körül, a szivárgó áram kicsi, és az információkat hosszú ideig (tíz évig) tárolják. Amikor a főkapura feszültséget kapcsolunk, az alagúthatás miatt a töltés elnyelődik, pl. információk törlése.

Íme a ROM néhány jellemzője (3.1. táblázat).

Az ipar nagyszámú ROM chipet gyárt. Vegyünk példának két ROM chipet (3.78. ábra).

A diagramok a következő megnevezéseket használják: A i - címbemenetek; D i - információs kimenetek; CS - chip kiválasztása; CE - kilépési engedély.

A K573RF5 mikroáramkör egy újraprogramozható ROM (RPZU) ultraibolya törléssel, 2Kx8 szerkezettel. Bemeneti és kimeneti szempontból ez a chip kompatibilis a TTL struktúrákkal. A K556RT5 chip egy egyszer programozható ROM, TTLS struktúrák alapján készült, TTL struktúrákkal kompatibilis bemenettel és kimenettel, 512 bit x8 struktúrával.

A személyi számítógépek négy hierarchikus memóriaszinttel rendelkeznek:

mikroprocesszor memória;

fő memória;

regisztrációs gyorsítótár;

külső memória.

A fentebb tárgyalt mikroprocesszoros memória. A fő memória célja az információ tárolása és gyors cseréje más számítógépes eszközökkel. Memória funkciók:

információk fogadása más eszközökről;

információk emlékezése;

kérésre információ kiadása a gép többi eszközére.

A főmemória kétféle tárolóeszközt tartalmaz:

ROM - Csak olvasható memória;

A RAM egy véletlen hozzáférésű memória.

A ROM állandó program- és referenciainformációk tárolására szolgál. A ROM-ban lévő adatok a gyártás során kerülnek bevitelre. A ROM-ban tárolt információk csak olvashatók, megváltoztathatók.

A ROM tartalmazza:

processzorvezérlő program;

program a számítógép indításához és leállításához;

eszköztesztelő programok, amelyek a számítógép minden bekapcsolásakor ellenőrzik a blokkjainak megfelelő működését;

kijelző, billentyűzet, nyomtató, külső memória vezérlő programok;

információkat arról, hogy az operációs rendszer hol található a lemezen.

A ROM egy nem felejtő memória; amikor a tápellátást kikapcsolják, az információ tárolódik benne.

A RAM olyan információk (programok és adatok) operatív rögzítésére, tárolására és olvasására szolgál, amelyek közvetlenül részt vesznek a számítógép által az aktuális időszakban végzett információs és számítási folyamatban.

A fő előnyök véletlen hozzáférésű memória nagy teljesítménye és az egyes memóriacellák külön-külön történő elérése (közvetlen címmemória hozzáférés). Az összes memóriacella 8 bites (1 bájtos) csoportokba van egyesítve, minden ilyen csoportnak van címe, amelyen keresztül elérhető.

A RAM egy illékony memória, amikor a tápellátást kikapcsolják, a benne lévő információk törlődnek.

A modern számítógépekben a memória mennyisége általában 8-128 MB. A memória mennyisége a számítógép fontos jellemzője, befolyásolja a programok sebességét és teljesítményét.

Az alaplap a ROM és a RAM mellett nem felejtő CMOS memóriával is rendelkezik, amelyet folyamatosan az akkumulátora táplál. A számítógép konfigurációs beállításait tárolja, amelyeket a rendszer minden egyes bekapcsolásakor ellenőriz. Ez egy félig állandó memória. A számítógép konfigurációs beállításainak megváltoztatásához a BIOS tartalmazza a számítógép konfigurációs programot - SETUP.

A RAM-hoz való hozzáférés felgyorsítása érdekében egy speciális ultra-nagy sebességű gyorsítótárat használnak, amely a mikroprocesszor és a RAM „között” található, és a RAM leggyakrabban használt szakaszainak másolatait tárolja. A gyorsítótár-regiszterekhez a felhasználó nem fér hozzá.

A cache-memória tárolja azokat az adatokat, amelyeket a mikroprocesszor kapott és a következő munkaciklusaiban használni fog. Gyors hozzáférés ezekre az adatokra csökkentheti a program következő parancsainak végrehajtási idejét.

A mikroprocesszorok az MP 80486-tól kezdve saját beépített gyorsítótárral rendelkeznek. A Pentium és Pentium Pro mikroprocesszorok külön gyorsítótárral rendelkeznek az adatok és külön utasítások számára. Minden mikroprocesszor használhat további, az alaplapon elhelyezett gyorsítótárat a mikroprocesszoron kívül, melynek kapacitása akár több MB is lehet. A külső memória a számítógép külső eszközeire utal, és a problémák megoldásához szükséges információk hosszú távú tárolására szolgál. Különösen az összes számítógépes szoftver a külső memóriában van tárolva.

A külső memóriaeszközök – külső tárolóeszközök – nagyon sokfélék. Osztályozhatók adathordozó típusa szerint, konstrukció típusa szerint, információírási és -olvasási elve szerint, hozzáférési mód szerint stb.

A leggyakoribb külső tárolóeszközök a következők:

merevlemez-meghajtók (HDD);

hajlékonylemez-meghajtók (FPHD);

optikai lemezmeghajtók (CD-ROM).

Ritkábban a személyi számítógép külső memóriaeszközeként kazettás mágnesszalagon lévő tárolóeszközöket - streamereket használnak.

A lemezmeghajtók olyan eszközök, amelyek mágneses vagy optikai adathordozóról olvasnak és írnak. Ezeknek a meghajtóknak a célja nagy mennyiségű információ tárolása, a tárolt információk rögzítése és kérésre véletlen elérésű memóriába való kiadása.

A HDD és az NGMD csak a tárolt információ mennyiségében és az információk kereséséhez, írásához és olvasásához szükséges idő tekintetében tér el.

A mágneslemezek tárolóeszközeként speciális tulajdonságokkal rendelkező mágneses anyagokat használnak, amelyek lehetővé teszik két mágneses állapot rögzítését - két mágnesezési irányt. Mindegyik állapothoz bináris számjegyek vannak hozzárendelve 0 és 1. Az információkat mágneses fejek írják és olvassák fel a mágneses lemezekre koncentrikus körök - sávok (pályák) mentén. A lemezen lévő sávok száma és információs kapacitása függ a lemez típusától, a meghajtó kialakításától, a mágneses fejek minőségétől és a mágneses bevonattól. Minden sáv szektorokra van osztva. Egy szektor általában 512 bájt adatot tartalmaz. A mágneslemez-meghajtó és a véletlen hozzáférésű memória közötti adatcserét egymást követően egész számú szektor végzi. Merev mágneslemez esetén a henger fogalmát is használják - olyan sávok halmazát, amelyek azonos távolságra vannak a lemez közepétől.

A lemezek közvetlen hozzáférésű gépi adathordozók. Ez azt jelenti, hogy a számítógép elérheti azt a sávot, amelyen a szükséges információkat tartalmazó szakasz kezdődik, vagy ahol közvetlenül új információkat kell írni, bárhol is van a meghajtó olvasó- és írófeje.

Minden lemezt – mind a mágneses, mind az optikai – az átmérőjük (formafaktor) jellemez. A hajlékony mágneslemezek közül a 3,5 (89 mm) átmérőjű korongokat használják legszélesebb körben. Ezeknek a lemezeknek a kapacitása 1,2 és 1,44 MB.

A merevlemez-meghajtókat merevlemez-meghajtóknak nevezzük. A kifejezés az első merevlemezes modell szleng nevéből származik, amely 30, egyenként 30 szektorból álló sávot tartalmazott, ami egybeesett egy Winchester vadászpuska kaliberével. A merevlemez tárolókapacitását MB-ban és GB-ban mérik.

A közelmúltban új mágneslemezes meghajtók jelentek meg - ZIP lemez - hordozható eszközök 230-280 MB kapacitással.

Az utóbbi években az optikai lemezmeghajtók (CD-ROM) váltak a legszélesebb körben használtakká. Kis méretük, nagy kapacitásuk és megbízhatóságuk miatt ezek a meghajtók egyre népszerűbbek. Az optikai lemezeken lévő meghajtók kapacitása - 640 MB és nagyobb.

Az optikai lemezeket nem újraírható lézeroptikai lemezekre, újraírható lézeroptikai lemezekre és újraírható magnetooptikai lemezekre osztják. A nem újraírható lemezeket a gyártók a már rögzített információkkal látják el. Az információk rögzítése csak laboratóriumi körülmények között, a számítógépen kívül lehetséges.

Fő jellemzője - információs kapacitás mellett - a lemezmeghajtókat két időmutató is jellemzi:

hozzáférési idő;

az egymást követő bájtok olvasási sebessége.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

közzétett http://www.allbest.ru/

Novgorodi Állami Egyetem I. Bölcs

Esszé

Az előadások a következő témára: "Állandó tárolóeszközök. Főbb jellemzők, terjedelem"

Elkészült: 1. éves hallgató gr. 5261

Bronina Ksenia

Ellenőrizte: Arkhipova Gelirya Askhatovna

Velikij Novgorod, 2016

1. Az állandó tárolás fogalma

1.1 A ROM főbb jellemzői

1.2 ROM besorolás

1.2.1 A végrehajtás típusa szerint

1.2.2 ROM chipek típusa szerint

1.2.3 A mikroáramkörök programozásának módszerével (firmware írása bennük)

2. Alkalmazás

3. Történelmi ROM típusok

Irodalom

1. Az állandó tárolás fogalma

Csak olvasható memória (ROM, vagy ROM - Read Only Memory, csak olvasható memória) szintén az alaplapra telepített modulok (kazetták) alapján épül fel, és változtathatatlan információk tárolására szolgál: rendszerindító programok operációs rendszer, számítógépes eszközteszt programok és néhány BIOS (Basic Input/Output System) illesztőprogram stb.

Az állandó memória magában foglalja az írásvédett memóriát, a ROM-ot (az angol irodalomban - Read Only Memory, ROM, ami szó szerint "csak olvasható memória"), az újraprogramozható ROM-ot, a PROM-ot (az angol szakirodalomban - Programmable Read Only Memory, PROM), és flashmemória. A ROM neve önmagáért beszél. A ROM-ban lévő információ a memóriachipek gyárában van kiírva, értéke később nem módosítható. A ROM a számítógép számára kritikus információkat tárol, amelyek nem függenek az operációs rendszer megválasztásától. A programozható ROM abban különbözik a szokásostól, hogy az ezen a chipen lévő információk speciális módszerekkel (például ultraibolya sugárzással) törölhetők, majd a felhasználó újraírhatja az információkat. Ez az információ a következő törlésig nem törlődik.

A ROM-ot szokás nem felejtő állandó és "félpermanens" tárolóeszközökként emlegetni, amelyekről csak gyorsan olvasható ki az információ, a ROM-ba a PC-n kívül a laboratóriumban vagy speciális programozóval és a számítógép. Az információ rögzítésének technológiája szerint a következő típusú ROM-ok különböztethetők meg:

§ csak a gyártás során programozott mikrochipek - klasszikus vagy maszkolt ROM vagy ROM;

§ a laboratóriumban egyszer programozott mikroáramkörök - programozható ROM (PROM), vagy programozható ROM (PROM);

§ Újraprogramozható mikroáramkörök - újraprogramozható ROM vagy törölhető PROM (EPROM). Közülük meg kell jegyezni az elektromosan újraprogramozható EEPROM (Electrical Erasable PROM) chipeket, beleértve a flash memóriát is.

1.1 A ROM főbb jellemzői

A csak olvasható memória (ROM) adatai állandóan tárolódnak. A tartósan tárolt adatokat nem felejtőnek nevezzük, ami azt jelenti, hogy a ROM-ban maradnak akkor is, ha a tápellátást kikapcsoljuk. Miután az adatokat a ROM-ba írtuk, más eszközök is elolvashatják, de új adatok nem írhatók a ROM-ra.

A ROM-ot leggyakrabban az úgynevezett "monitorprogram" tárolására használják. A monitorprogram olyan gépi program, amely lehetővé teszi a mikroszámítógép-rendszer felhasználója számára, hogy megtekintse és módosítsa az összes rendszerfunkciót, beleértve a memóriát is. A ROM egy másik széles körben történő felhasználása a rögzített adattáblázatok tárolása, például matematikai függvények, amelyek soha nem változnak.

Digitális számítógépes rendszerek A ROM négy típusát széles körben használják: maszkos programozású ROM, programozható ROM (PROM), törölhető programozható ROM (EPROM) és elektromosan programozható ROM (EPROM).

1.2 ROM besorolás

1.2.1 A végrehajtás típusa szerint

Az adattömböt a mintavevő eszközzel kombinálják(olvasó), ebben az esetben az adattömböt gyakran „firmware”-nek hívják a beszélgetésben:

§ ROM chip;

§ Az egychipes mikroszámítógép (mikrovezérlő) egyik belső erőforrása, általában FlashROM.

Az adattömb önmagában létezik:

§ CD;

§ lyukkártya;

§ perforált szalag;

§ vonalkódok;

§ szerelés "1" és szerelés "0".

1.2.2 ROM chipek típusa szerint

A kristálygyártási technológia szerint:

§ RO M angol csak olvasható memória - csak olvasható memória, maszkolt ROM, gyári módszerrel gyártva. A rögzített adatok későbbi megváltoztatására nincs lehetőség.

1. ábra Maszk ROM

§ PRO M angol programozható, csak olvasható memória - programozható ROM, amelyet a felhasználó egyszer "flash" tartalmaz.

2. ábra Programozható ROM

§ EPROM törölhető programozható csak olvasható memória - újraprogramozható / újraprogramozható ROM (EPROM / EPROM)). Például a K573RF1 chip tartalmát ultraibolya lámpa segítségével törölték. Az ultraibolya sugarak kristályhoz való átjutásához a mikroáramkör házában kvarcüveggel ellátott ablakot helyeztek el.

3. ábra Flash ROM

§ EEPROM elektromosan törölhető programozható csak olvasható memória - elektromosan törölhető újraprogramozható ROM). Az ilyen típusú memória több tízezer alkalommal törölhető és feltölthető adatokkal. Használt szilárdtestalapú meghajtók. Az EEPROM egyik fajtája a flash memória (angol flash memória).

4. ábra Törölhető ROM

§ A mágneses tartományokon lévő ROM, például a K1602RTs5, összetett mintavevő eszközzel rendelkezett, és meglehetősen nagy mennyiségű adatot tárolt a kristály mágnesezett területei formájában, miközben nem rendelkezett mozgó alkatrészekkel (lásd: Számítógép memória). Korlátlan számú újraírási ciklus biztosított.

§ NVRAM, nem felejtő memória – a "nem felejtő" memória szigorúan véve nem ROM. Ez egy kis mennyiségű RAM, szerkezetileg akkumulátorral kombinálva. A Szovjetunióban az ilyen eszközöket gyakran "Dallas"-nak hívták annak a cégnek a neve után, amely piacra dobta őket. A modern számítógépek NVRAM-jában az akkumulátor szerkezetileg már nem kapcsolódik a RAM-hoz, és cserélhető.

A hozzáférés típusa szerint:

§ Párhuzamos eléréssel (párhuzamos mód vagy véletlen hozzáférés): egy ilyen ROM a rendszerben a RAM címterében érhető el. Például K573RF5;

§ Soros hozzáféréssel: az ilyen ROM-okat gyakran használják állandók vagy firmware processzorba vagy FPGA-ba való egyszeri betöltésére, TV csatorna beállítások tárolására stb. Például 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 A mikroáramkörök programozásának módszerével (firmware írása bennük)

§ Nem programozható ROM;

§ ROM, csak egy speciális eszköz - ROM programozó - segítségével programozható (egyszer és többször is felvillantva). A programozó használata különösen a nem szabványos és viszonylagos iktatáshoz szükséges magasfeszültség(+/- 27 V-ig) speciális kimenetekre.

§ Áramkörön belüli (újra)programozható ROM-ok (ISP, rendszeren belüli programozás) - az ilyen mikroáramkörökben minden szükséges nagyfeszültségű generátor található, és programozó nélkül, akár forrasztás nélkül is flashelhető. nyomtatott áramkör, programozottan.

memória chip programozási monoszkóp

2. Alkalmazás

A vezérlő firmware gyakran csak olvasható memóriába van írva. műszaki eszköz: TÉVÉ, mobiltelefon, különféle vezérlők, vagy számítógép (BIOS vagy OpenBoot SPARC gépeken).

BootROM -- olyan firmware, hogy ha egy megfelelő ROM chipbe van írva hálózati kártya, akkor lehetővé válik az operációs rendszer távoli gazdagépről történő elindítása a számítógépen helyi hálózat. A beépített hálózati kártyák esetén a BootROM a BIOS-on keresztül aktiválható.

Az IBM PC-kompatibilis számítógépek ROM-ja az F600:0000 és FD00:0FFF közötti címtérben található

3. Történelmi ROM típusok

Az írásvédett memóriaeszközök már jóval a számítógépek megjelenése előtt kezdtek alkalmazásra találni a technológiában és elektronikus készülékek. Konkrétan a ROM-ok egyik első típusa a bütyökhenger volt, amelyet gurulókban, zenedobozokban és ütős órákban használtak.

Az elektronikai technológia és a számítógépek fejlődésével felmerült az igény a nagy sebességű ROM-ra. A vákuumelektronika korában potenciáloszkópokon, monoszkópokon és sugárlámpákon alapuló ROM-okat használtak. A tranzisztorokon alapuló számítógépekben a plug-in mátrixokat széles körben használták kis kapacitású ROM-ként. Ha nagy mennyiségű adat tárolására volt szükség (több tíz kilobájt az első generációs számítógépeknél), ferritgyűrűs ROM-okat használtak (nem szabad összetéveszteni a hasonló típusú RAM-okkal). Az ilyen típusú ROM-okból származik a "firmware" kifejezés - a cella logikai állapotát a gyűrűt körülvevő vezeték tekercselési iránya állította be. Mivel a ferritgyűrűkből álló láncon vékony drótot kellett áthúzni, a varrótűhöz hasonló fémtűket használtak a művelet végrehajtásához. A ROM információval való feltöltésének művelete pedig a varrás folyamatához hasonlított.

Irodalom

Ugryumov E.P. Digitális áramkör BHV-Petersburg (2005) 5. fejezet.

Az Allbest.ru oldalon található

Hasonló dokumentumok

A számítógépes tárolóeszközök hierarchiája. Mikroáramkörök és memóriarendszerek. Működő memória eszközök. A tárolóeszköz működési elve. Maximálisan megengedett működési módok. A memória mennyiségének, a bitmélységnek és a tárolt szavak számának növelése.

szakdolgozat, hozzáadva 2012.12.14


Tárolóeszközök: merevlemezek, hajlékonylemezek, streamerek, flash memóriakártyák, MO-meghajtók, optikai: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW és a legújabb tárolóeszközök. Az információkat olyan adathordozón kell tárolni, amely nem függ a feszültség jelenlététől.

absztrakt, hozzáadva: 2006.01.03


Az információ fogalma, mérése, az információ mennyisége és minősége. Memóriaeszközök: osztályozás, működési elv, főbb jellemzők. Ember-gép interfész, multi-környezet és hiperkörnyezet felépítése és eszközei. Táblázatok.

gyakorlati jelentés, hozzáadva: 2014.09.09


Az AT17C010 mikroáramköri programozó tervezése, a mikrokontroller csomópontok működési módjainak megalapozása, hardver, szoftver erőforrások elegendősége. A készülék sematikus diagramja, ajánlások a diagnosztikai eszközök fejlesztéséhez.

szakdolgozat, hozzáadva 2010.12.19


ROM és RAM mikrochip elemek tervezése MS Visio 2010 segítségével. A címtér felosztása és bővítése. Kiegészítő véletlen hozzáférésű memória számítása és a rendszerelemek elektromos kölcsönhatásának ellenőrzése.

szakdolgozat, hozzáadva 2014.11.08


Számítógépes tárolóeszközök. Memóriarendszer létrehozása. Dinamikus tárolóeszközök mikroáramkörök jellemzői. Aritmetikai, logikai vagy szolgáltatási műveletek végrehajtása. Az algoritmus szint-párhuzamos formája. A párhuzamosság mértéke és szintjei.

bemutató, hozzáadva 2015.03.28


Mikroprocesszor készlet sorozat KR580 - lapkakészlet. A KR580VM80A fő elemei - 8 bites mikroprocesszor, teljes analóg Intel i8080 mikroprocesszor. Mikroprocesszorok használata játékgépekben. A mikroáramkörök kiadási változatai és alkalmazásaik.

absztrakt, hozzáadva: 2010.02.18


A két legfontosabb jellemző – a memóriakapacitás és a sebesség – összehasonlítása. Általános nyilvántartások. RAM funkciók. A külső memória leggyakoribb formája az HDD. Az optikai adathordozók három fő típusa.

absztrakt, hozzáadva: 2015.01.15


Fő összetevők rendszerblokk. Célja alaplap. Az alap bemeneti-kimeneti rendszer a Bios. koncepció perifériaeszköz. Memóriaeszközök és típusaik. Nyitott architektúra a PC-eszközön. Adatbeviteli és -kiadási eszközök.

absztrakt, hozzáadva: 2009.12.18


A RAM és a meghajtó statikus moduljának kiszámítása. Épület kördiagrammés a RAM modul időzítési diagramja. Aritmetikai logikai egység tervezése számok fixpontos osztására.