jenis ROM

ROM - singkatan dari read-only memory yang menyediakan penyimpanan informasi non-volatile pada media fisik apa pun. Menurut metode penyimpanan informasi, ROM dapat dibagi menjadi tiga jenis:

1. ROM berdasarkan prinsip magnetik penyimpanan informasi.

Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada perubahan arah vektor magnetisasi bagian feromagnet di bawah pengaruh bolak-balik Medan gaya sesuai dengan nilai bit informasi yang ditulis.

Feromagnet adalah zat yang dapat dimagnetisasi pada suhu di bawah ambang batas tertentu (titik Curie) tanpa adanya medan magnet luar.

Pembacaan data tertulis dalam perangkat tersebut didasarkan pada efek induksi elektromagnetik atau efek magnetoresistif. Prinsip ini diterapkan pada perangkat dengan pembawa bergerak dalam bentuk disk atau pita.

Induksi elektromagnetik adalah efek dari terjadinya arus listrik dalam rangkaian tertutup ketika fluks magnet yang melewatinya berubah.

Efek magnetoresistif didasarkan pada perubahan hambatan listrik konduktor padat di bawah pengaruh medan magnet luar.

Keuntungan utama dari jenis ini- sejumlah besar informasi tersimpan dan biaya rendah per unit informasi tersimpan. Kerugian utama adalah adanya bagian yang bergerak, dimensi besar, keandalan rendah dan kepekaan terhadap pengaruh eksternal (getaran, guncangan, gerakan, dll.)

2. ROM berdasarkan prinsip penyimpanan informasi optik.

Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada perubahan sifat optik bagian pembawa, misalnya dengan mengubah tingkat transparansi atau koefisien pantulan. Contoh ROM berdasarkan prinsip optik penyimpanan informasi adalah cakram CD, DVD, BluRay.

Keuntungan utama dari jenis ROM ini adalah biaya pengangkutan yang rendah, kemudahan transportasi dan kemungkinan replikasi. Kekurangan - kecepatan baca / tulis rendah, jumlah penulisan ulang terbatas, kebutuhan pembaca.

3. ROM berdasarkan prinsip kelistrikan penyimpanan informasi.

Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada efek ambang batas dalam struktur semikonduktor - kemampuan untuk menyimpan dan mendaftarkan keberadaan muatan di wilayah yang terisolasi.

Prinsip ini digunakan dalam memori solid-state - memori yang tidak memerlukan penggunaan bagian yang bergerak untuk membaca/menulis data. Contoh ROM berdasarkan prinsip kelistrikan penyimpanan informasi adalah memori flash.

Keuntungan utama dari jenis ROM ini adalah kecepatan baca / tulis yang tinggi, kekompakan, keandalan, dan penghematan biaya. Kekurangan - jumlah penulisan ulang yang terbatas.

Pada saat ini ada atau sedang dalam pengembangan dan jenis memori permanen "eksotis" lainnya, seperti:

Memori magneto-optik- memori yang menggabungkan properti perangkat penyimpanan optik dan magnetik. Perekaman pada disk semacam itu dilakukan dengan memanaskan sel dengan laser hingga suhu sekitar 200 ° C. Sel yang dipanaskan kehilangan muatan magnetnya. Selanjutnya, sel dapat didinginkan, yang berarti nol logis ditulis ke sel, atau diisi ulang dengan kepala magnet, yang berarti unit logis ditulis ke sel.

Setelah pendinginan, muatan magnet sel tidak dapat diubah. Pembacaan dilakukan oleh sinar laser dengan intensitas lebih rendah. Jika sel mengandung muatan magnet, maka sinar laser terpolarisasi dan pembaca menentukan apakah sinar laser terpolarisasi. Karena "memperbaiki" muatan magnet selama pendinginan, magneto-optik memiliki keandalan penyimpanan informasi yang tinggi dan secara teoritis dapat memiliki kepadatan perekaman yang lebih tinggi daripada ROM hanya berdasarkan prinsip penyimpanan informasi magnetik. Namun, mereka tidak dapat mengganti "hard drive" karena kecepatan tulis yang sangat rendah karena kebutuhan akan pemanasan sel yang tinggi.

Memori magneto-optik belum tersebar luas dan sangat jarang digunakan.

memori molekuler- memori berdasarkan teknologi mikroskop tunneling atom, yang memungkinkan pemindahan atau penambahan atom individu ke molekul, yang keberadaannya kemudian dapat dibaca oleh kepala sensitif khusus. Teknologi ini diperkenalkan pada pertengahan tahun 1999 oleh perusahaan Nanochip, dan secara teoritis memungkinkan untuk mencapai kerapatan pengepakan sekitar 40 Gbit/cm2, yang puluhan kali lebih tinggi daripada sampel seri "Hard" disk yang ada; memori untuk masa mendatang masa depan.

Memori holografik- berbeda dari jenis memori permanen paling umum yang ada, yang menggunakan satu atau dua lapisan permukaan untuk merekam, dengan kemampuan merekam data pada "seluruh" volume memori menggunakan sudut kemiringan laser yang berbeda. Penggunaan yang paling mungkin dari jenis memori ini adalah dalam ROM berdasarkan penyimpanan informasi optik, di mana cakram optik dengan beberapa lapisan informasi bukan lagi barang baru.

Ada jenis memori permanen lain yang sangat eksotis, tetapi bahkan dalam kondisi laboratorium mereka seimbang di ambang fiksi ilmiah, jadi saya tidak akan menyebutkannya, tunggu dan lihat.

Dalam mikroprosesor dan sistem otomatis digital lainnya, diperlukan memori yang berfungsi sebagai sumber informasi yang tetap tidak berubah, termasuk saat daya dimatikan (daftar konstanta tabel, program permanen, mikroprogram, dan subrutin). Dalam kasus seperti itu, modul memori digunakan, di mana tidak mungkin untuk mengubah informasi yang direkam melalui wanita yang menggunakan modul sistem ini. Modul-modul ini disebut read-only memory (ROM). Jadi, ROM adalah perangkat memori hanya-baca, yang isinya tidak dapat diganti oleh mikroprosesor selama eksekusi. program kerja dan tetap ada saat daya dilepas dari sistem. Dalam proses pemrosesan informasi, ROM adalah memori yang hanya beroperasi dalam mode baca.

Penggunaan ROM memungkinkan untuk mencapai kerapatan pengepakan informasi yang lebih tinggi dengan menyederhanakan elemen penyimpanan.

ROM sebagai perangkat memori secara keseluruhan dapat beroperasi dalam salah satu dari dua mode: membaca atau memprogram. Pemrograman ROM adalah proses penulisan informasi ke dalamnya (berbeda dengan pengertian pemrograman yang diterima secara umum sebagai proses kompilasi program).

Perlu dicatat bahwa biasanya dicari untuk memastikan bahwa tidak ada jalur eksternal baru yang diperlukan selama pemrograman, selain yang digunakan dalam modul ROM saat beroperasi dalam mode baca.

Programabilitas jenis memori ini menyiratkan adanya sejumlah elemen yang dialihkan, yang dengannya Anda dapat memasang atau melepas "pelompat" yang menghubungkan garis pengambilan sampel elemen memori atau sel (baris) dengan garis pembacaan informasi (garis bit ). Perpindahan ditentukan oleh informasi yang harus disimpan oleh ROM, dan implementasi spesifik dari "jumper" dan metode pemrograman bergantung pada jenis ROM.

Menurut metode pemrograman, ROM semikonduktor yang diproduksi dibagi menjadi dua jenis: MROM - ROM bertopeng di mana informasi dimasukkan (pemrograman dilakukan) dalam proses pembuatan dengan cara topeng; mereka dibuat berdasarkan transistor medan atau bipolar;

EEPROM adalah ROM yang dapat diprogram secara elektrik di mana informasi dapat dimasukkan secara elektrik, yaitu memungkinkan pemrograman atau pemrograman ulang (pemrograman ulang, pemrograman ulang) menggunakan sinyal listrik dalam mode khusus. Mereka juga disebut ROM yang dapat diprogram pengguna, karena mereka, tidak seperti ROM topeng, memungkinkan Anda untuk menulis informasi yang perlu pengguna itu sendiri; dalam ROM semacam itu, status jumper dapat diatur setelah perangkat diproduksi, baik dengan membuat atau menghancurkan koneksi.

Berdasarkan multiplisitas pemrograman, EEPROM dapat dibagi menjadi ROM dengan pemrograman satu kali (PROM) (karena perubahan yang tidak dapat diubah dalam strukturnya) dan ROM dengan banyak perubahan (pemrograman ulang) informasi (RPROM).

ROM yang dapat diprogram secara elektrik (baik PROM dan EPROM) telah menjadi komponen integral dari KKL. APCS dan sistem lain yang sering membutuhkan modifikasi program. Program pemrosesan informasi dimasukkan ke dalamnya secara elektrik dan dapat disimpan di sana untuk waktu yang lama, terlepas dari ada atau tidaknya daya.

Menurut prinsip pencatatan informasi, PROM dapat dibagi menjadi dua kelompok:

dengan pembakaran jumper yang dapat melebur; dengan rincian transisi dalam semikonduktor, dan RPZU - tiga:

dengan formasi muatan listrik dalam dielektrik dua lapis struktur MNOS;

dengan injeksi longsoran muatan listrik ke wilayah gerbang mengambang struktur MOS (LIS MOS):

dengan perubahan konduktivitas bahan kaca. Menghapus informasi dalam EPROM dilakukan dengan dua cara; penghapusan listrik dan paparan sinar ultraviolet (UV).

Mask ROM diprogram pada salah satu tahap teknologi terakhir dari produksinya. Elemen switching hanyalah celah, beberapa di antaranya dijembatani selama tahap metalisasi sirkuit. Ini dilakukan dengan menggunakan topeng photomask yang menentukan bentuk yang tepat dari area metalisasi dan dibuat khusus untuk setiap pengisian ROM tertentu.Topeng ini cukup mahal, tetapi sejumlah modul memori dapat diprogram menggunakan satu topeng. Oleh karena itu, ROM yang dapat diprogram topeng secara ekonomis layak untuk produksi volume tinggi.

Prinsip pengoperasian PROM didasarkan pada proses fisik yang memungkinkan Anda untuk berubah secara permanen hambatan listrik bagian rantai. Ada dua jenis elemen memori yang dapat diprogram satu kali (SE): resistor dan dioda.

Sedikit informasi yang disimpan dalam SE tipe resistor ditentukan oleh ada atau tidak adanya tautan yang dapat melebur. Dalam keadaan setelah pembuatan, GE menyimpan 1 (hambatan jumper rendah), dan setelah jumper yang dapat melebur terbakar, itu adalah 0. Film tipis nichrome atau silikon semi-kristal banyak digunakan sebagai jumper yang dapat melebur (yang resistensi jumper sekitar 10 Ohm).

Untuk bekerja dalam mode pemrograman, perlu disediakan sarana untuk membakar jumper secara selektif. Sumber eksternal tambahan dari tegangan suplai yang meningkat biasanya digunakan. Pulsa arus (dengan kerapatan sekitar ) dilewatkan melalui pelompat, akibatnya ia dihancurkan secara permanen.

Pengoperasian GE tipe dioda didasarkan pada fenomena ireversibel yang terjadi selama kerusakan sambungan bias mundur. Pada keadaan awal, GE tipe dioda menyimpan 0 (resistansi baliknya sangat tinggi). Saat memprogram, tegangan pemblokiran dari level yang meningkat diterapkan ke dioda, di bawah pengaruh -transisi menerobos, yaitu, terjadi korsleting, yang sesuai dengan perekaman unit logis.

ROM yang dapat diprogram ulang dapat diprogram, dihapus, dan relatif cepat (dalam waktu terbatas) diprogram ulang. Mereka menggunakan elemen switching yang dapat diatur ke satu keadaan secara berkelompok (yaitu, sekaligus), dan ke keadaan lain - secara selektif. Pemrograman ulang ROM semacam itu pertama-tama turun ke pengaturan grup semua "pelompat" ke satu keadaan, yang sama saja dengan menghapus informasi yang direkam sebelumnya, dan instalasi selektif (satu per satu) berikutnya dari "pelompat" yang diperlukan ke keadaan lain.

ROM yang dapat diprogram ulang biasanya dibangun berdasarkan prinsip konservasi muatan dalam dielektrik: dalam struktur MNOS (logam-silikon nitrida-silikon oksida-semikonduktor), yang merupakan transistor MOS di mana gerbang (logam) dipisahkan dari substrat silikon oleh dielektrik yang terdiri dari dua lapisan; dalam struktur MOS menggunakan efek injeksi longsoran muatan listrik ke area gerbang mengambang (terisolasi) (LIS MOS).

Arah lain dalam pembuatan EPROM, yang saat ini diakui lebih menjanjikan, didasarkan pada perubahan reversibel dalam struktur fisik material, khususnya, properti peralihan ambang semikonduktor amorf digunakan.

RPZU pada teknologi MNOP memiliki keunggulan sebagai berikut: sejumlah besar siklus pemrograman ulang yang diperbolehkan; penghapusan listrik. Kerugiannya meliputi: waktu penyimpanan informasi yang terbatas (dalam keadaan mati tidak lebih dari 2-10 ribu jam, dalam mode membaca terus menerus - 200-500 jam): amplitudo tinggi dan durasi pulsa pemrograman ulang (25-36 V, 5-100 ms), waktu membaca terbatas.

Teknologi LIPS MOS dicirikan oleh keunggulan berikut: peningkatan kecepatan (hingga 0,1 µs); kapasitas informasi besar (hingga 65-128 K bit); lama penyimpanan informasi dalam keadaan mati dan hidup (hingga 10 tahun). Kerugiannya adalah: jumlah siklus pemrograman ulang yang terbatas (10-100) dan penggunaan radiasi UV saat menghapus.

Struktur LIS RPZU jenis ini, misalnya K573RF13 (K573RF1) berisi: matriks penyimpanan; daftar; decoder alamat; amplifier pembacaan. Struktur memori (organisasi drive) 1024 x 8. Waktu akses 900 tidak. Informasi terhapus oleh iradiasi ultraviolet dari kristal chip melalui jendela di penutup rumahan. Jumlah siklus pemrograman ulang sekitar 100. EPROM mampu mempertahankan daya dengan daya mati selama 2-3 ribu jam.

EEPROM dengan penghapusan listrik memiliki sejumlah keunggulan operasional, yang sangat penting untuk sistem eksperimental:

kemudahan memprogram blok memori sebagai bagian dari sistem; kemampuan untuk mengubah konten dari jarak jauh; jumlah siklus penulisan ulang yang hampir tidak terbatas; waktu penyimpanan informasi cukup untuk sebagian besar masalah eksperimental (3-10 ribu jam).

Pengembangan EPROM dari kedua jenis (dengan penghapusan listrik dan UV) akhirnya mengarah ke sirkuit. memiliki keunggulan baik yang pertama maupun yang kedua

Prospek pengembangan dan penerapan EPROM. Analisis pekerjaan dalam dan luar negeri di bidang MT menunjukkan bahwa nilai berbagai macam memori selama pembuatan KKL semakin meningkat. Di masa mendatang, arsitektur basis informasi dan komputasi KKL dapat direpresentasikan sebagai subsistem memori, yang akan dianggap sebagai subsistem pusat (dan utama). dan beberapa subsistem lainnya.

ROM memungkinkan Anda untuk menerapkan sepenuhnya gagasan utama yang mendasari MT:

kemampuan untuk menyimpan program pemrosesan informasi di

lingkungan fisik yang kompak dan andal - dalam kristal silikon;

keserbagunaan dan fleksibilitas sistem, kemampuan untuk dengan cepat dan mudah memodifikasi program ini sebanyak yang diperlukan selama pengembangan dan debugging sistem, kemampuan untuk membangun kembali sistem sepenuhnya untuk memecahkan masalah baru tanpa mengubah perangkat keras, hanya dengan mengubah informasi yang disimpan dalam memori;

non-volatilitas penyimpanan program, melekat pada semua ROM, kemampuan untuk menggunakan MP sebagai modul bawaan yang dapat dilepas di berbagai unit, mekanisme, perangkat, sistem, dll.

Penggunaan ROM yang dapat diprogram sangat efektif pada tahap debugging perangkat lunak MPS. Debugging dan pengoptimalan program tertentu umumnya membutuhkan beberapa puluh kali prosesnya di sistem, dan setiap proses tersebut memerlukan penulisan versi baru program ke ROM. Kehadiran ROM, yang dapat diprogram ulang dengan cepat menggunakan sinyal alamat standar, sangat menyederhanakan prosedur untuk men-debug dan mengoptimalkan program. Oleh karena itu, sistem debug MPS dan yang disebut kit prototipe harus menyertakan EGShZU. Setelah menyelesaikan semua tahap debugging perangkat lunak, saat merakit sampel sistem industri, ROM ini dapat dilihat sebagai ROM standar yang lebih ringkas dan lebih murah. topeng-diprogram selama pembuatan. Dalam ROM ini, level sinyal dan tegangan suplai identik dengan keluaran EEPROM.

Dengan pendekatan lain, EEPROM dapat digunakan pada tahap produksi percontohan untuk produksi batch kecil. Pendekatan ini mungkin lebih hemat biaya, karena pemrograman topeng ROM memakan waktu dan mahal, yang hanya terbayar dalam produksi volume tinggi.

EEPROM juga menjanjikan di area di mana pemindaian jarak jauh MPS yang dipasang di tempat yang tidak dapat diakses atau berbahaya bagi manusia diperlukan, misalnya di reaktor nuklir, di kedalaman laut, di luar angkasa. Sinyal pemrograman ulang kemudian dapat ditransmisikan oleh peralatan radio standar dalam jarak yang sangat jauh.

EEPROM-lah yang secara fisik mewujudkan kualitas seperti itu. sistem Informasi, sebagai kemampuan beradaptasi, kemampuan untuk belajar, melatih kembali dan belajar mandiri.

Peluang besar untuk membuat alat otomasi yang fleksibel terbuka melalui penggunaan EEPROM dalam susunan logika yang dapat diprogram (PLM). Sebelumnya, PLA diprogram pada tahap pembuatan untuk mengimplementasikan fungsi logika tertentu.

Semakin lama, ROM akan digunakan untuk menyimpan sistem operasi. Tanpa kemajuan pesat dalam pengembangan dan penerapan berbagai jenis memori permanen, sarana pemrosesan dan kontrol informasi yang benar-benar andal, ringkas, dan ekonomis tidak dapat dibuat.

Beragam persyaratan untuk LSI EEPROM, dan meningkatnya minat terhadap perangkat ini menyebabkan perkembangan elemen dan sirkuit yang sangat beragam. prinsip fisik, teknologi manufaktur dan spesifikasi. Ini menimbulkan tugas tertentu bagi pengembang MPAS saat mencari solusi optimal- mereka harus berpengalaman dalam jenis memori ini.

Pemrograman EEPROM meliputi pembentukan alamat, tulis pulsa dan kontrol informasi tertulis. Objek pemrograman dapat berupa LSI terpisah, sekelompok LSI yang diprogram secara bersamaan, blok memori yang terdiri dari sejumlah LSI tertentu.

Bergantung pada kebutuhan dan kelayakan ekonomi, pemrograman EEPROM dapat diotomatisasi ke berbagai tingkat dan dilakukan pada instalasi dengan kompleksitas yang lebih besar atau lebih kecil.

Pemrogram EEPROM diklasifikasikan menurut:

tingkat universalitas dalam hubungannya dengan jenis yang berbeda BIS EEPROM;

kinerja - jumlah LSI yang dapat diprogram secara bersamaan;

metode pengendalian proses pemrograman (pemrogram manual, semi-otomatis dan otomatis);

kelengkapan fungsional (membedakan antara programmer yang berdiri sendiri dan yang beroperasi di bawah kendali komputer mini atau mikro yang bukan bagian dari programmer);

desain (pemrogram dapat dibuat sebagai perangkat terpisah, papan pemrograman yang disertakan dalam komputer, atau unit pemrograman pada papan memori).

Pemrogram tipe manual paling sederhana berisi sakelar sakelar untuk memutar alamat dan data, generator kode alamat, sinyal kontrol dan perekaman. Perangkat semacam itu sangat mudah dioperasikan, dapat diproduksi di laboratorium mana pun, tetapi produktivitasnya sangat rendah, sehingga cocok untuk memproses LSI dengan kapasitas informasi rendah, terlebih lagi, dalam batch kecil. Proses pemrograman lambat, tidak dapat diandalkan, membosankan bagi operator. Dalam pemrogram manual yang lebih kompleks, dimungkinkan untuk menunjukkan alamat dan data dalam kode biner, desimal atau heksadesimal, serta mengontrol konten EEPROM.

Matriks logika yang dapat diprogram (PLM). Ini adalah matriks gerbang yang dapat diprogram dalam bentuk berbagai kombinasi gerbang yang mengimplementasikan fungsi logis OR dan AND. Berdasarkan mereka, kombinasi kompleks logika. PLM berbeda dari ROM hanya dalam struktur dan tersedia sebagai perangkat yang dapat diprogram topeng dan perangkat yang dapat diprogram pengguna.

Atas dasar matriks seperti itu, matriks konjungtif yang mengimplementasikan fungsi AND dan matriks disjungtif yang mengimplementasikan fungsi OR dapat diatur.

Realisasi lebih fungsi kompleks mungkin dengan menggabungkan kedua matriks. Ketika decoder dihubungkan ke PLM, rangkaian yang dihasilkan dapat bertindak sebagai ROM.

Kombinasi ini menguntungkan untuk digunakan saat membuat perangkat memori berkapasitas kecil, di mana kapasitas ROM tidak digunakan sepenuhnya dan oleh karena itu biaya ROM tidak dapat dibenarkan.

PLA juga dapat digunakan sebagai skema kontrol tetap, yang memungkinkan untuk meningkatkan kecepatan keseluruhan sistem secara signifikan. Ini karena PLA adalah sirkuit kombinasional dengan kecepatan tinggi.

PLM diproduksi dalam bentuk sirkuit kasus tunggal terintegrasi.

ROM, PROM, PLA dapat digunakan secara efektif dalam pembuatan MPS. mewujudkan metode tabular dan tabular-algorithmic dari pemrosesan informasi. Penggunaan prosesor spreadsheet tampaknya sangat menjanjikan saat membuat "ekspander fungsional" khusus pada basis elemen serial - LSI RAM, ROM, PROM, dan PLM.

Semua perangkat memori read-only (ROM) dapat dibagi ke dalam grup berikut:

● dapat diprogram pada saat pembuatan (disebut sebagai ROM atau ROM);

● dengan pemrograman satu kali, yang memungkinkan pengguna mengubah status matriks memori secara elektrik satu kali sesuai dengan program yang diberikan (dilambangkan sebagai PROM atau PROM);

● dapat diprogram ulang (dapat diprogram ulang), dengan kemungkinan pemrograman ulang listrik berganda, dengan informasi penghapusan listrik atau ultraviolet (disebut sebagai RPZU atau RPROM).

Untuk memastikan kemungkinan penggabungan dengan output saat menambah memori, semua ROM memiliki output tri-state atau open-collector.

(xtypo_quote)Dalam PROM, drive dibangun di atas sel memori dengan jumper yang dapat melebur yang terbuat dari nichrome atau bahan tahan api lainnya. Proses perekaman terdiri dari pembakaran selektif dari fusible link. (/xtypo_quote)
Dalam EPROM, sel memori dibangun berdasarkan teknologi MOS. Berbagai fenomena fisik penyimpanan muatan pada antarmuka antara dua media dielektrik yang berbeda atau media konduktif dan dielektrik digunakan.

Dalam kasus pertama, dielektrik di bawah gerbang MOSFET terbuat dari dua lapisan: silikon nitrida dan silikon dioksida (SiN 4 - SiO 2). Ditemukan bahwa dalam struktur kompleks SiN 4 - SiO 2, ketika tegangan listrik berubah, histeresis muatan terjadi pada antarmuka antara dua lapisan, yang memungkinkan terciptanya sel memori.

Dalam kasus kedua, dasar dari sel penyimpanan adalah transistor MOS floating-gate avalanche-injection (LIFZ MOS). Struktur yang disederhanakan dari transistor seperti itu ditunjukkan pada gambar. 3.77.
Dalam transistor injeksi longsoran dengan gerbang mengambang, pada tegangan drain yang cukup tinggi, terjadi kerusakan longsoran dielektrik yang dapat dibalik, dan pembawa muatan disuntikkan ke wilayah gerbang mengambang. Karena gerbang apung dikelilingi oleh dielektrik, arus bocornya kecil dan informasi disimpan untuk jangka waktu yang lama (puluhan tahun). Ketika tegangan diterapkan ke gerbang utama, muatan diserap karena efek terowongan, yaitu menghapus informasi.

Berikut beberapa karakteristik ROM (Tabel 3.1).

Industri ini memproduksi sejumlah besar chip ROM. Mari kita ambil dua chip ROM sebagai contoh (Gbr. 3.78).

Diagram menggunakan sebutan berikut: A i - input alamat; D i - keluaran informasi; CS - pemilihan chip; CE - izin keluar.

Sirkuit mikro K573RF5 adalah ROM yang dapat diprogram ulang (RPZU) dengan penghapusan ultraviolet, memiliki struktur 2Kx8. Dengan input dan output, chip ini kompatibel dengan struktur TTL. Chip K556RT5 adalah ROM yang dapat diprogram satu kali, dibuat berdasarkan struktur TTLS, input dan output kompatibel dengan struktur TTL, memiliki struktur x8 512bit.

Komputer pribadi memiliki empat tingkat hierarki memori:

memori mikroprosesor;

memori utama;

daftar tembolok;

memori eksternal.

Memori mikroprosesor dibahas di atas. Memori utama dirancang untuk menyimpan dan bertukar informasi dengan cepat dengan perangkat komputer lain. Fungsi memori:

menerima informasi dari perangkat lain;

mengingat informasi;

mengeluarkan informasi berdasarkan permintaan ke perangkat lain dari mesin.

Memori utama berisi dua jenis perangkat penyimpanan:

ROM - Memori Hanya Baca;

RAM adalah memori akses acak.

ROM dirancang untuk menyimpan program permanen dan informasi referensi. Data dalam ROM dimasukkan selama pembuatan. Informasi yang disimpan dalam ROM hanya dapat dibaca, tidak dapat diubah.

ROM berisi:

program kontrol prosesor;

program untuk memulai dan menghentikan komputer;

program pengujian perangkat yang memeriksa operasi yang benar dari bloknya setiap kali komputer dihidupkan;

layar, keyboard, printer, program kontrol memori eksternal;

informasi tentang di mana sistem operasi berada pada disk.

ROM adalah memori non-volatile, ketika daya dimatikan, informasi disimpan di dalamnya.

RAM dimaksudkan untuk operasional perekaman, penyimpanan dan pembacaan informasi (program dan data) yang terlibat langsung dalam proses informasi dan komputasi yang dilakukan oleh komputer dalam periode waktu saat ini.

Keuntungan utama memori akses acak adalah kinerjanya yang tinggi dan kemampuan untuk mengakses setiap sel memori secara terpisah (akses memori alamat langsung). Semua sel memori digabungkan menjadi grup 8 bit (1 byte), masing-masing grup tersebut memiliki alamat yang dapat digunakan untuk mengaksesnya.

RAM adalah memori yang mudah menguap, ketika daya dimatikan, informasi di dalamnya terhapus.

Di komputer modern, jumlah memori biasanya 8-128 MB. Jumlah memori merupakan karakteristik penting dari sebuah komputer, hal itu mempengaruhi kecepatan dan kinerja program.

Selain ROM dan RAM, papan sistem juga memiliki memori CMOS non-volatile, yang secara konstan ditenagai oleh baterainya. Ini menyimpan pengaturan konfigurasi komputer yang diperiksa setiap kali sistem dihidupkan. Ini adalah memori semi permanen. Untuk mengubah pengaturan konfigurasi komputer Anda, BIOS berisi program konfigurasi komputer - PENGATURAN.

Untuk mempercepat akses ke RAM, memori cache berkecepatan sangat tinggi khusus digunakan, yang terletak, seolah-olah, "di antara" mikroprosesor dan RAM, menyimpan salinan dari bagian RAM yang paling sering digunakan. Register cache tidak dapat diakses oleh pengguna.

Memori cache menyimpan data yang telah diterima mikroprosesor dan akan digunakan dalam siklus kerjanya berikutnya. Akses cepat ke data ini memungkinkan Anda untuk mengurangi waktu eksekusi dari perintah program berikutnya.

Mikroprosesor, mulai dari MP 80486, memiliki memori cache bawaannya sendiri. Mikroprosesor Pentium dan Pentium Pro memiliki memori cache terpisah untuk data dan instruksi terpisah. Semua mikroprosesor dapat menggunakan memori cache tambahan yang terletak di motherboard di luar mikroprosesor, yang kapasitasnya dapat mencapai beberapa MB. Memori eksternal mengacu pada perangkat eksternal komputer dan digunakan untuk penyimpanan jangka panjang dari setiap informasi yang mungkin diperlukan untuk memecahkan masalah. Secara khusus, semua perangkat lunak komputer disimpan di memori eksternal.

Perangkat memori eksternal - perangkat penyimpanan eksternal - sangat beragam. Mereka dapat diklasifikasikan menurut jenis media, menurut jenis konstruksi, menurut prinsip menulis dan membaca informasi, menurut metode akses, dll.

Perangkat penyimpanan eksternal yang paling umum adalah:

hard disk drive (HDD);

floppy disk drive (FPHD);

drive cakram optik (CD-ROM).

Lebih jarang, sebagai perangkat memori eksternal komputer pribadi, perangkat penyimpanan pada kaset pita magnetik - pita digunakan.

Disk drive adalah perangkat untuk membaca dan menulis dari media magnetik atau optik. Tujuan dari drive ini adalah untuk menyimpan informasi dalam jumlah besar, merekam dan mengeluarkan informasi yang disimpan berdasarkan permintaan ke memori akses acak.

HDD dan NGMD hanya berbeda dalam hal jumlah informasi yang disimpan dan waktu yang diperlukan untuk mencari, menulis, dan membaca informasi.

Bahan magnetik dengan sifat khusus digunakan sebagai media penyimpanan cakram magnetik yang memungkinkan untuk memperbaiki dua keadaan magnet - dua arah magnetisasi. Digit biner 0 dan 1 ditetapkan untuk masing-masing status ini Informasi ditulis dan dibaca pada disk magnetik oleh kepala magnet di sepanjang lingkaran konsentris - trek (trek). Jumlah trek pada disk dan kapasitas informasinya bergantung pada jenis disk, desain drive, kualitas kepala magnetik, dan lapisan magnetik. Setiap trek dibagi menjadi beberapa sektor. Satu sektor biasanya menampung 512 byte data. Pertukaran data antara drive disk magnetik dan memori akses acak dilakukan secara berurutan oleh sejumlah sektor bilangan bulat. Untuk hard disk magnetik, konsep silinder juga digunakan - sekumpulan trek yang berada pada jarak yang sama dari pusat disk.

Disk adalah media penyimpanan mesin dengan akses langsung. Ini berarti komputer dapat mengakses trek di mana bagian dengan informasi yang diperlukan dimulai atau di mana informasi baru perlu ditulis secara langsung, di mana pun kepala baca dan tulis drive berada.

Semua disk - baik magnetik maupun optik - dicirikan oleh diameternya (faktor bentuk). Dari piringan magnetik fleksibel, piringan dengan diameter 3,5 (89 mm) paling banyak digunakan. Kapasitas disk ini adalah 1,2 dan 1,44 MB.

Hard disk drive disebut hard drive. Istilah ini berasal dari nama slang untuk model hard drive pertama, yang masing-masing memiliki 30 trek dari 30 sektor, yang kebetulan bertepatan dengan kaliber senapan berburu Winchester. Kapasitas penyimpanan hard disk diukur dalam MB dan GB.

Baru-baru ini, drive disk magnetik baru telah muncul - disk ZIP - perangkat portabel dengan kapasitas 230-280 MB.

Dalam beberapa tahun terakhir, drive cakram optik (CD-ROM) telah menjadi yang paling banyak digunakan. Karena ukurannya yang kecil, kapasitas tinggi, dan keandalan, drive ini menjadi semakin populer. Kapasitas drive pada cakram optik - dari 640 MB ke atas.

Cakram optik dibagi menjadi cakram optik laser yang tidak dapat ditulis ulang, cakram optik laser yang dapat ditulis ulang, dan cakram magneto-optik yang dapat ditulis ulang. Disk yang tidak dapat ditulis ulang disediakan oleh pabrikan dengan informasi yang telah direkam di dalamnya. Merekam informasi tentang mereka hanya dimungkinkan dalam kondisi laboratorium, di luar komputer.

Selain karakteristik utamanya - kapasitas informasi, disk drive juga dicirikan oleh dua indikator waktu:

waktu akses;

kecepatan membaca byte berturut-turut.

Kirim karya bagus Anda di basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru/

Universitas Negeri Novgorod I. Bijaksana

Karangan

Presentasi berjudul: "Perangkat Penyimpanan Permanen. Karakteristik utama, ruang lingkup"

Selesai: mahasiswa tahun pertama gr. 5261

Bronina Ksenia

Diperiksa oleh: Arkhipova Gelirya Askhatovna

Veliky Novgorod, 2016

1. Konsep penyimpanan permanen

1.1 Fitur Utama ROM

1.2 klasifikasi ROM

1.2.1 Berdasarkan jenis eksekusi

1.2.2 Menurut jenis chip ROM

1.2.3 Dengan metode sirkuit mikro pemrograman (menulis firmware di dalamnya)

2. Aplikasi

3. Jenis ROM historis

literatur

1. Konsep penyimpanan permanen

Memori hanya baca (ROM, atau ROM - Memori Hanya Baca, memori hanya baca) juga dibangun berdasarkan modul (kaset) yang dipasang pada motherboard dan digunakan untuk menyimpan informasi yang tidak dapat diubah: program booting sistem operasi, program pengujian perangkat komputer dan beberapa driver Basic Input/Output System (BIOS), dll.

Memori permanen termasuk memori hanya baca, ROM (dalam literatur bahasa Inggris - Memori Hanya Baca, ROM, yang secara harfiah diterjemahkan sebagai "memori hanya baca"), ROM yang dapat diprogram ulang, PROM (dalam literatur bahasa Inggris - Memori Hanya Baca yang Dapat Diprogram, PROM), dan memori flash. Nama ROM berbicara sendiri. Informasi dalam ROM ditulis di pabrik chip memori, dan nilainya tidak dapat diubah nanti. ROM menyimpan informasi penting untuk komputer, yang tidak bergantung pada pilihan sistem operasi. ROM yang dapat diprogram berbeda dari yang biasa karena informasi pada chip ini dapat dihapus dengan metode khusus (misalnya, sinar ultraviolet), setelah itu pengguna dapat menulis ulang informasi ke dalamnya. Informasi ini tidak akan dihapus hingga operasi penghapusan berikutnya.

Merupakan kebiasaan untuk menyebut ROM sebagai perangkat penyimpanan permanen dan "semi-permanen" yang tidak mudah menguap, dari mana informasi hanya dapat dibaca dengan cepat, informasi ditulis ke ROM di luar PC di laboratorium atau dengan pemrogram khusus dan di komputer. Menurut teknologi perekaman informasi, jenis ROM berikut dapat dibedakan:

§ microchip yang diprogram hanya selama pembuatan - ROM atau ROM klasik atau bertopeng;

§ sirkuit mikro yang diprogram sekali di laboratorium - ROM yang dapat diprogram (PROM), atau ROM yang dapat diprogram (PROM);

§ Sirkuit mikro yang dapat diprogram ulang - ROM yang dapat diprogram ulang atau PROM yang dapat dihapus (EPROM). Diantaranya, chip EEPROM (Electrical Erasable PROM) yang dapat diprogram ulang secara elektrik, termasuk memori flash, harus diperhatikan.

1.1 Fitur Utama ROM

Data memori hanya baca (ROM) disimpan secara permanen. Data yang disimpan secara permanen disebut non-volatile, artinya tetap berada di ROM meskipun daya dimatikan. Setelah data ditulis ke ROM, dapat dibaca oleh perangkat lain, tetapi data baru tidak dapat ditulis ke ROM.

ROM paling sering digunakan untuk menyimpan apa yang disebut "program monitor". Program monitor adalah program mesin yang memungkinkan pengguna sistem komputer mikro untuk melihat dan mengubah semua fungsi sistem, termasuk memori. Penggunaan luas ROM lainnya adalah untuk menyimpan tabel data tetap, seperti fungsi matematika, yang tidak pernah berubah.

Digital sistem komputer Empat jenis ROM banyak digunakan: ROM yang diprogram topeng, ROM yang dapat diprogram (PROM), ROM yang dapat diprogram yang dapat dihapus (EPROM), dan ROM yang dapat diprogram secara elektrik (EPROM).

1.2 klasifikasi ROM

1.2.1 Menurut jenis eksekusi

Array data digabungkan dengan perangkat pengambilan sampel(pembaca), dalam hal ini, array data sering disebut "firmware" dalam percakapan:

§ chip ROM;

§ Salah satu sumber daya internal mikrokomputer chip tunggal (mikrokontroler), biasanya FlashROM.

Array data ada dengan sendirinya:

§ CD;

§ kartu berlubang;

§ pita berlubang;

§ barcode;

§ pemasangan "1" dan pemasangan "0".

1.2.2 Menurut jenis chip ROM

Menurut teknologi pembuatan kristal:

§ RO Bahasa Inggris memori hanya baca - memori hanya baca, ROM bertopeng, diproduksi dengan metode pabrik. Tidak ada kemungkinan untuk mengubah data yang direkam nanti.

Gambar 1. Masker ROM

§ PRO Bahasa Inggris memori hanya-baca yang dapat diprogram - ROM yang dapat diprogram, "di-flash" oleh pengguna sekali.

Gambar 2. ROM yang Dapat Diprogram

§ EPROM memori hanya-baca yang dapat diprogram yang dapat dihapus - ROM yang dapat diprogram ulang / dapat diprogram ulang (EPROM / EPROM)). Misalnya, isi chip K573RF1 dihapus menggunakan lampu ultraviolet. Untuk lewatnya sinar ultraviolet ke kristal, sebuah jendela dengan kaca kuarsa disediakan dalam wadah sirkuit mikro.

Gambar 3. Flash ROM

§ EEPROM memori hanya-baca yang dapat diprogram yang dapat dihapus secara elektrik - ROM yang dapat diprogram ulang yang dapat dihapus secara elektrik). Memori jenis ini dapat dihapus dan diisi dengan data beberapa puluh ribu kali. Digunakan dalam solid state drive. Salah satu varietas EEPROM adalah memori flash (inggris flash memory).

Gambar 4 ROM yang Dapat Dihapus

§ ROM pada domain magnetik, misalnya, K1602RTs5, memiliki perangkat pengambilan sampel yang kompleks dan menyimpan data dalam jumlah yang cukup besar dalam bentuk area magnet kristal, sementara tidak memiliki bagian yang bergerak (lihat Memori komputer). Jumlah siklus penulisan ulang yang tidak terbatas disediakan.

§ NVRAM, memori non-volatile - memori "non-volatile", tegasnya, bukanlah ROM. Ini adalah sejumlah kecil RAM, yang secara struktural digabungkan dengan baterai. Di Uni Soviet, perangkat semacam itu sering disebut "Dallas" sesuai nama perusahaan yang meluncurkannya ke pasar. Dalam NVRAM komputer modern, baterai tidak lagi terhubung secara struktural dengan RAM dan dapat diganti.

Menurut jenis akses:

§ Dengan akses paralel (mode paralel atau akses acak): ROM semacam itu dapat diakses di sistem di ruang alamat RAM. Misalnya, K573RF5;

§ Dengan akses serial: ROM semacam itu sering digunakan untuk memuat konstanta atau firmware satu kali ke dalam prosesor atau FPGA, digunakan untuk menyimpan pengaturan saluran TV, dll. Misalnya, 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 Dengan metode sirkuit mikro pemrograman (menulis firmware di dalamnya)

§ ROM yang tidak dapat diprogram;

§ ROM, hanya dapat diprogram dengan bantuan perangkat khusus - pemrogram ROM (baik sekali maupun berulang kali di-flash). Penggunaan seorang programmer diperlukan, khususnya, untuk pengarsipan non-standar dan relatif tegangan tinggi(hingga +/- 27 V) ke keluaran khusus.

§ ROM yang dapat diprogram dalam sirkuit (ISP, pemrograman dalam sistem) - sirkuit mikro semacam itu memiliki generator dari semua tegangan tinggi yang diperlukan di dalamnya, dan dapat di-flash tanpa pemrogram dan bahkan tanpa penyolderan dari papan sirkuit tercetak, secara terprogram.

monoskop pemrograman chip memori

2. Aplikasi

Firmware kontrol sering kali ditulis ke memori hanya-baca. perangkat teknis: TV, telepon selular, berbagai pengontrol, atau komputer (BIOS atau OpenBoot pada mesin SPARC).

BootROM - firmware sedemikian rupa sehingga jika ditulis ke chip ROM yang sesuai terpasang kartu jaringan, maka dimungkinkan untuk mem-boot sistem operasi ke komputer dari host jarak jauh jaringan lokal. Untuk kartu jaringan bawaan, BootROM dapat diaktifkan melalui BIOS.

ROM di komputer yang kompatibel dengan PC IBM terletak di ruang alamat dari F600:0000 hingga FD00:0FFF

3. Jenis ROM historis

Perangkat memori hanya-baca mulai menemukan aplikasi dalam teknologi jauh sebelum munculnya komputer dan peralatan elektronik. Secara khusus, salah satu jenis ROM pertama adalah cam roller, yang digunakan dalam hurdy-gurdies, kotak musik, dan jam mencolok.

Dengan perkembangan teknologi elektronik dan komputer, muncul kebutuhan akan ROM berkecepatan tinggi. Di era elektronik vakum, ROM berdasarkan potensioskop, monoskop, dan lampu sinar digunakan. Di komputer berbasis transistor, matriks plug-in banyak digunakan sebagai ROM berkapasitas kecil. Jika perlu untuk menyimpan data dalam jumlah besar (beberapa puluh kilobyte untuk komputer generasi pertama), ROM berdasarkan cincin ferit digunakan (tidak boleh disamakan dengan jenis RAM yang serupa). Dari jenis ROM inilah istilah "firmware" berasal - keadaan logis sel ditentukan oleh arah belitan kawat yang mengelilingi cincin. Karena kawat tipis harus ditarik melalui rantai cincin ferit, jarum logam yang mirip dengan jarum jahit digunakan untuk melakukan operasi ini. Dan operasi mengisi ROM dengan informasi menyerupai proses menjahit.

literatur

Ugryumov E.P. Sirkuit digital BHV-Petersburg (2005) Bab 5.

Dihosting di Allbest.ru

Dokumen Serupa

Hirarki perangkat penyimpanan komputer. Sirkuit mikro dan sistem memori. Perangkat memori yang berfungsi. Prinsip pengoperasian perangkat penyimpanan. Mode operasi maksimum yang diizinkan. Meningkatkan jumlah memori, kedalaman bit, dan jumlah kata yang disimpan.

makalah, ditambahkan 12/14/2012

Perangkat penyimpanan: hard drive, floppy disk, streamer, kartu memori flash, MO-drive, optik: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, dan perangkat penyimpanan terbaru. Informasi harus disimpan pada media yang tidak bergantung pada adanya tegangan.

abstrak, ditambahkan 03/01/2006

Konsep informasi, pengukurannya, kuantitas dan kualitas informasi. Perangkat memori: klasifikasi, prinsip operasi, karakteristik utama. Organisasi dan sarana antarmuka manusia-mesin, multi-lingkungan dan hiper-lingkungan. Spreadsheet.

laporan latihan, ditambahkan 09/09/2014

Desain programmer sirkuit mikro AT17C010, pembuktian mode operasi node mikrokontroler, perangkat keras, kecukupan sumber daya perangkat lunak. Diagram skema perangkat, rekomendasi untuk pengembangan alat diagnostik.

makalah, ditambahkan 12/19/2010

Desain elemen microchip ROM dan RAM menggunakan MS Visio 2010. Pembagian dan perluasan ruang alamat. Perhitungan memori akses acak tambahan dan memeriksa komponen sistem untuk interaksi listrik.

makalah, ditambahkan 11/08/2014

Perangkat penyimpanan komputer. Penciptaan sistem memori. Karakteristik sirkuit mikro perangkat penyimpanan dinamis. Melakukan operasi aritmatika, logis atau layanan. Bentuk algoritma tier-paralel. Derajat dan tingkat paralelisme.

presentasi, ditambahkan 28/03/2015

Seri kit mikroprosesor KR580 - chipset. Elemen utama KR580VM80A - mikroprosesor 8-bit, analog lengkap mikroprosesor Intel i8080. Penggunaan mikroprosesor di mesin slot. Rilis versi sirkuit mikro, dan aplikasinya.

abstrak, ditambahkan 18/02/2010

Perbandingan dua karakteristik terpenting - kapasitas memori dan kecepatannya. Register umum. fungsi RAM. Bentuk memori eksternal yang paling umum adalah HDD. Tiga jenis utama media optik.

abstrak, ditambahkan 15/01/2015

Komponen utama blok sistem. Tujuan papan utama. Sistem input-output dasar adalah Bios. konsep perangkat periferal. Perangkat memori dan tipenya. Buka arsitektur di perangkat PC. Perangkat untuk input dan output data.

abstrak, ditambahkan 18/12/2009

Perhitungan modul statis RAM dan drive. Bangunan diagram sirkuit dan diagram waktu modul RAM. Merancang unit logika aritmatika untuk membagi angka dengan titik tetap.