tipuri de ROM

ROM - înseamnă memorie read-only care oferă stocare nevolatilă a informațiilor pe orice mediu fizic. Conform metodei de stocare a informațiilor, ROM-ul poate fi împărțit în trei tipuri:

1. ROM bazat pe principiul magnetic al stocării informațiilor.

Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe schimbarea direcției vectorului de magnetizare a secțiunilor unui feromagnet sub influența unui câmp magnetic alternativ, în conformitate cu valorile biților informațiilor înregistrați.

Un feromagnet este o substanță care poate fi magnetizată la o temperatură sub un anumit prag (punctul Curie) în absența unui câmp magnetic extern.

Citirea datelor scrise în astfel de dispozitive se bazează pe efectul inducției electromagnetice sau al efectului magnetorezistiv. Acest principiu este implementat în dispozitivele cu un suport mobil sub formă de disc sau bandă.

Inducția electromagnetică este efectul apariției unui curent electric într-un circuit închis atunci când fluxul magnetic care trece prin acesta se modifică.

Efectul magnetorezistiv se bazează pe modificarea rezistenței electrice a unui conductor solid sub acțiunea unui câmp magnetic extern.

Avantajul principal de acest tip- o cantitate mare de informații stocate și cost redus pe unitatea de informații stocate. Principalul dezavantaj este prezența pieselor mobile, dimensiuni mari, fiabilitate scăzută și sensibilitate la influențele externe (vibrații, șoc, mișcare etc.)

2. ROM bazat pe principiul optic al stocării informațiilor.

Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe modificarea proprietăților optice ale unei secțiuni a suportului, de exemplu, prin modificarea gradului de transparență sau a coeficientului de reflexie. Un exemplu de ROM bazat pe principiul optic al stocării informațiilor sunt discurile CD, DVD, BluRay.

Principalul avantaj al acestui tip de ROM este costul scăzut al purtătorului, ușurința de transport și posibilitatea de replicare. Dezavantaje - viteză scăzută de citire/scriere, număr limitat de rescrieri, nevoie de cititor.

3. ROM bazat pe principiul electric al stocării informațiilor.

Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe efectele de prag în structurile semiconductoare - capacitatea de a stoca și înregistra prezența unei sarcini într-o regiune izolată.

Acest principiu este utilizat în memoria cu stare solidă - memorie care nu necesită folosirea pieselor mobile pentru a citi / scrie date. Un exemplu de ROM bazat pe principiul electric al stocării informațiilor este memoria flash.

Principalul avantaj al acestui tip de ROM este viteza mare de citire/scriere, compactitatea, fiabilitatea, rentabilitatea. Dezavantaje - număr limitat de rescrieri.

Pe acest moment există sau sunt în curs de dezvoltare și alte tipuri „exotice” de memorie permanentă, cum ar fi:

Memorie magneto-optică- o memorie care combină proprietățile dispozitivelor de stocare optice și magnetice. Înregistrarea pe un astfel de disc se realizează prin încălzirea celulei cu un laser la o temperatură de aproximativ 200 ° C. Celula încălzită își pierde sarcina magnetică. Mai mult, celula poate fi răcită, ceea ce va însemna că pe celulă este scris un zero logic, sau reîncărcată cu un cap magnetic, ceea ce va însemna că o unitate logică este scrisă pe celulă.

După răcire, sarcina magnetică a celulei nu poate fi modificată. Citirea este realizată de un fascicul laser de intensitate mai mică. Dacă celulele conțin o sarcină magnetică, atunci fasciculul laser este polarizat și cititorul determină dacă fasciculul laser este polarizat. Datorita „fixarii” sarcinii magnetice in timpul racirii, cele magneto-optice au o mare fiabilitate a stocarii informatiilor si teoretic pot avea o densitate de inregistrare mai mare decat un ROM bazat doar pe principiul magnetic al stocarii informatiilor. Cu toate acestea, ele nu pot înlocui unitățile „hard” din cauza vitezei de scriere foarte scăzute din cauza necesității de încălzire ridicată a celulelor.

Memoria magneto-optică nu a primit o distribuție largă și este folosită foarte rar.

memorie moleculară- memorie bazată pe tehnologia microscopiei cu tunel atomic, care permite îndepărtarea sau adăugarea de atomi individuali la molecule, a căror prezență poate fi apoi citită de capete sensibile speciale. Această tehnologie a fost introdus la mijlocul anului 1999 de către compania Nanochip și, teoretic, a făcut posibilă atingerea unei densități de ambalare de aproximativ 40 Gbit/cm2, care este de zeci de ori mai mare decât mostrele seriale existente de discuri „Hard”; memorie pentru previzibil viitor.

Memoria holografică- diferă de cele mai comune tipuri existente de memorie permanentă, care utilizează unul sau două straturi de suprafață pentru înregistrare, prin capacitatea de a înregistra date pe „întregul” volum al memoriei folosind diferite unghiuri de înclinare a laserului. Cea mai probabilă utilizare a acestui tip de memorie este în ROM bazată pe stocarea optică a informațiilor, unde discurile optice cu mai multe straturi de informații nu mai reprezintă o noutate.

Există și alte tipuri, foarte exotice, de memorie permanentă, dar chiar și în condiții de laborator se echilibrează în pragul science-fiction-ului, așa că nu le voi aminti, așteaptă și vedem.

În microprocesoare și în alte sisteme automate digitale este nevoie de o memorie care să servească drept sursă de informații care să rămână neschimbată, inclusiv atunci când alimentarea este oprită (liste de constante de tabel, programe permanente, microprograme și subrutine). În astfel de cazuri, se folosesc module de memorie, în care este imposibil să se schimbe informațiile înregistrate prin intermediul femelelor care utilizează acest modul al sistemului. Aceste module se numesc memorie read-only (ROM). Astfel, ROM este un dispozitiv de memorie doar pentru citire, al cărui conținut nu poate fi înlocuit de microprocesor în timpul execuției. program de lucruși persistă atunci când alimentarea este întreruptă din sistem. În procesul de prelucrare a informațiilor, ROM este o memorie care funcționează numai în modul de citire.

Utilizarea ROM face posibilă obținerea unei densități mai mari de ambalare a informațiilor prin simplificarea elementelor de stocare.

ROM-ul ca un întreg dispozitiv de memorie poate funcționa în unul dintre cele două moduri: citire sau programare. Programarea ROM este procesul de scriere a informațiilor în ea (spre deosebire de înțelegerea general acceptată a programarii ca proces de compilare a unui program).

De remarcat că de obicei se caută să se asigure că nu sunt necesare linii externe noi în timpul programării, altele decât cele utilizate în modulul ROM atunci când se operează în modul citire.

Programabilitatea acestui tip de memorie presupune existența unui număr de elemente comutate, cu care se poate instala sau elimina un „jumper” care conectează linia de eșantionare a unui element de memorie sau a celulei (rând) cu linia de citire a informațiilor (linia de biți). ). Comutarea este determinată de informațiile pe care ar trebui să le stocheze ROM-ul, iar implementarea specifică a „jumper-urilor” și metoda de programare depind de tipul ROM-ului.

Conform metodei de programare, ROM-urile semiconductoare fabricate sunt împărțite în două tipuri: MROM - ROM-uri mascate în care se introduc informații (se realizează programarea) în procesul de fabricație în mod masca; sunt create pe baza tranzistoarelor de câmp sau bipolare;

EEPROM-urile sunt ROM-uri programabile electric în care informațiile pot fi introduse electric, adică permit programarea sau reprogramarea (reprogramare, reprogramare) folosind semnale electrice într-un mod special. Se mai numesc și ROM-uri programabile de utilizator, deoarece acestea, spre deosebire de ROM-urile de masca, vă permit să scrieți informatie necesara utilizatorul însuși; în astfel de ROM-uri, starea jumperilor poate fi setată după ce dispozitivul a fost fabricat, fie prin crearea, fie prin distrugerea conexiunii.

Pe baza multiplicității programării, EEPROM poate fi împărțită în ROM cu programare unică (PROM) (datorită modificărilor ireversibile ale structurii lor) și ROM cu modificare multiplă (reprogramare) a informațiilor (RPROM).

ROM-urile programabile electric (atât PROM-urile, cât și EPROM-urile) au devenit componente integrante ale MPAS. APCS și alte sisteme în care este necesară modificarea frecventă a programelor. Programul de procesare a informațiilor este introdus în ele electric și poate fi stocat acolo pentru o perioadă lungă de timp, indiferent de prezența sau absența puterii.

Conform principiului înregistrării informațiilor, PROM poate fi împărțit în două grupuri:

cu arderea jumperilor fuzibili; cu defalcarea tranziției în semiconductor și RPZU - cu trei:

cu formarea incarcare electricaîntr-un dielectric cu două straturi al structurii MNOS;

cu injectarea avalanșă de sarcină electrică în regiunea porții plutitoare a structurii MOS (LIS MOS):

cu modificarea conductivităţii materialului sticlos. Ștergerea informațiilor din EPROM se realizează în două moduri; ștergerea electrică și expunerea la razele ultraviolete (UV).

Mask ROM-urile sunt programate la una dintre ultimele etape tehnologice ale producției lor. Elementele de comutare sunt pur și simplu goluri, dintre care unele sunt conectate în timpul etapei de metalizare a circuitului. Acest lucru se realizează folosind măști fotomască care definesc forma exactă a zonelor de metalizare și sunt personalizate pentru fiecare umplere specifică a ROM.Masca este destul de scumpă, dar orice număr de module de memorie pot fi programate folosind o singură mască. Prin urmare, ROM-urile programabile cu mască sunt viabile din punct de vedere economic pentru producția de volum mare.

Principiul de funcționare al PROM se bazează pe procese fizice care vă permit să vă schimbați ireversibil rezistență electrică secțiunea lanțului. Există două tipuri de elemente de memorie programabile unice (SE): rezistor și diodă.

O parte din informații stocate într-un SE de tip rezistor este determinată de prezența sau absența unei legături fuzibile. În starea de după fabricație, GE stochează 1 (rezistența jumperului este scăzută), iar după ce jumperul fuzibil este ars, acesta este 0. Filmele subțiri de siliciu nicrom sau semicristalin sunt utilizate pe scară largă ca jumperi fuzibili ( rezistența jumperului este de aproximativ 10 Ohm).

Pentru a funcționa în modul de programare, este necesar să se prevadă mijloace pentru arderea selectivă a jumperilor. De obicei, se utilizează o sursă externă suplimentară de tensiune de alimentare crescută. Un impuls de curent (cu o densitate de aproximativ ) este trecut prin jumper, în urma căruia este distrus ireversibil.

Funcționarea unui GE de tip diodă se bazează pe fenomene ireversibile care apar în timpul ruperii unei joncțiuni polarizate invers. În starea inițială, GE de tip diodă stochează 0 (rezistența sa inversă este foarte mare). La programare, diodei este aplicată o tensiune de blocare cu un nivel crescut, sub influența căreia tranziția trece, adică are loc un scurtcircuit, care corespunde înregistrării unei unități logice.

ROM-urile reprogramabile pot fi programate, șterse și relativ rapid (într-un timp limitat) reprogramate. Ei folosesc elemente de comutare care pot fi setate la o stare într-un mod de grup (adică toate odată) și la alta - selectiv. Reprogramarea unor astfel de ROM-uri se reduce mai întâi la setarea de grup a tuturor „jumperilor” într-o stare, ceea ce echivalează cu ștergerea informațiilor înregistrate anterior și instalarea ulterioară selectivă (unul câte unul) a „jumperelor” necesare într-o altă stare.

ROM-urile reprogramabile sunt de obicei construite pe principiile conservării sarcinii într-un dielectric: într-o structură MNOS (metal-nitrură de siliciu-oxid de siliciu-semiconductor), care este un tranzistor MOS în care poarta (metalul) este separată de substratul de siliciu prin un dielectric format din două straturi; în structura MOS utilizând efectul injectării în avalanșă de sarcină electrică în zona porții plutitoare (izolată) (LIS MOS).

O altă direcție în crearea EPROM-urilor, care este în prezent recunoscută ca fiind mai promițătoare, se bazează pe modificări reversibile ale structurii fizice a materialului, în special, este utilizată proprietatea de comutare a pragului semiconductorilor amorfi.

RPZU pe tehnologia MNOP au următoarele avantaje: un număr mare permis de cicluri de reprogramare; ștergere electrică. Dezavantajele includ: timp limitat de stocare a informațiilor (în starea oprită nu mai mult de 2-10 mii de ore, în modul de citire continuă - 200-500 de ore): amplitudine mare și durata impulsurilor de reprogramare (25-36 V, 5-100). ms), timp limitat de citire.

Tehnologia LIPS MOS se caracterizează prin următoarele avantaje: viteză crescută (până la 0,1 µs); capacitate mare de informare (până la 65-128 K biți); timp îndelungat de stocare a informațiilor în starea oprită și activată (până la 10 ani). Dezavantajele sunt: ​​un număr limitat de cicluri de reprogramare (10-100) și utilizarea radiațiilor UV la ștergere.

Structura LIS RPZU de acest tip, de exemplu K573RF13 (K573RF1) conţine: o matrice de stocare; Inregistreaza-te; decodor de adrese; amplificatoare de citire. Structura memoriei (organizare drive) 1024 x 8. Timp de acces 900 nu. Informațiile sunt șterse prin iradierea ultravioletă a cristalului de cip printr-o fereastră din capacul carcasei. Numărul de cicluri de reprogramare este de aproximativ 100. EPROM-urile sunt capabile să mențină o încărcare cu alimentarea oprită timp de 2-3 mii de ore.

EEPROM-urile cu ștergere electrică au o serie de avantaje operaționale, care sunt deosebit de importante pentru sistemele experimentale:

ușurința de programare a blocurilor de memorie ca parte a sistemelor; capacitatea de a schimba conținutul de la distanță; număr practic nelimitat de cicluri de rescriere; timp de stocare a informațiilor suficient pentru majoritatea problemelor experimentale (3-10 mii de ore).

Dezvoltarea EPROM-urilor de ambele tipuri (cu ștergere electrică și UV) duce în cele din urmă la circuite. având meritele atât primului cât şi celui de-al doilea

Perspective pentru dezvoltarea și aplicarea EPROM. O analiză a lucrărilor interne și străine din domeniul MT arată că valoarea diferite feluri memoria în timpul creării MPAS crește din ce în ce mai mult. În viitor, arhitectura bazei informaționale și de calcul a MPAS poate fi reprezentată ca un subsistem de memorie, care va fi considerat ca un subsistem central (și principal). și o serie de alte subsisteme.

ROM-urile vă permit să implementați pe deplin ideile principale care stau la baza MT:

capacitatea de a stoca programul de procesare a informațiilor în

mediu fizic compact și fiabil - într-un cristal de siliciu;

versatilitatea și flexibilitatea sistemului, capacitatea de a modifica rapid și ușor acest program de câte ori este necesar în timpul dezvoltării și depanării sistemului, capacitatea de a reconstrui complet sistemul pentru a rezolva o nouă problemă fără a schimba hardware-ul, doar prin schimbarea informațiile stocate în memorie;

nevolatilitatea stocării programelor, inerentă tuturor ROM-urilor, capacitatea de a utiliza MP-ul ca modul detașabil încorporat în diverse unități, mecanisme, dispozitive, sisteme etc.

Utilizarea ROM-urilor programabile este deosebit de eficientă în etapa de depanare a software-ului MPS. Depanarea și optimizarea unui anumit program necesită, în general, câteva zeci de rulări ale acestuia în sistem, iar fiecare astfel de rulare necesită scrierea unei noi versiuni a programului pe ROM. Prezența ROM, care poate fi reprogramată rapid folosind semnale de adresă standard, simplifică foarte mult procedura de depanare și optimizare a programelor. Prin urmare, sistemele de depanare MPS și așa-numitele kituri prototip includ în mod necesar EGShZU. După finalizarea tuturor etapelor de depanare a software-ului, la asamblarea mostrelor industriale de sisteme, aceste ROM-uri pot fi văzute ca ROM-uri standard mai compacte și mai ieftine. masca programabila in timpul fabricatiei. În aceste ROM-uri, nivelurile semnalelor și tensiunilor de alimentare sunt identice cu ieșirile EEPROM-ului.

Cu o altă abordare, EEPROM-urile pot fi utilizate în etapa de producție pilot pentru producția de loturi mici. Această abordare poate fi mai eficientă din punct de vedere al costurilor, deoarece programarea măștii ROM este consumatoare de timp și costisitoare, ceea ce dă roade doar în producția de volum mare.

EEPROM-urile sunt promițătoare și în zonele în care este necesară scanarea de la distanță a MPS instalate în locuri inaccesibile sau periculoase pentru oameni, de exemplu, în reactoare nucleare, în adâncurile mării, în spațiu. Semnalele de reprogramare pot fi apoi transmise de echipamente radio standard pe distanțe mari.

EEPROM-ul este cel care va întruchipa fizic astfel de calități. sisteme de informare, ca adaptabilitate, capacitatea de a învăța, recalifica și autoînvăța.

Oportunități mari pentru crearea de instrumente flexibile de automatizare se deschid prin utilizarea EEPROM în matrice logice programabile (PLM). Anterior, PLA-urile erau programate în etapa de fabricație pentru a implementa o anumită funcție logică.

Din ce în ce mai mult, ROM-urile vor fi folosite pentru a stoca sisteme de operare. Fără un progres rapid în dezvoltarea și aplicarea diferitelor tipuri de memorie permanentă, nu pot fi create mijloace cu adevărat fiabile, compacte și economice de procesare și control a informațiilor.

O varietate de cerințe pentru LSI EEPROM și interesul crescând pentru aceste dispozitive au condus la dezvoltarea unor elemente și circuite foarte diverse. principii fizice, tehnologia de fabricație și specificații. Acest lucru pune anumite sarcini pentru dezvoltatorii de MPAS atunci când caută solutii optime- ar trebui să fie bine versați în această varietate de memorie.

Programarea EEPROM include formarea de adrese, impulsuri de scriere și controlul informațiilor scrise. Obiectul programării poate fi un LSI separat, un grup de LSI-uri programate simultan, un bloc de memorie format dintr-un anumit număr de LSI-uri.

În funcție de necesitate și de fezabilitate economică, programarea EEPROM poate fi automatizată în diferite grade și efectuată pe instalații de complexitate mai mare sau mai mică.

Programatorii EEPROM sunt clasificați după:

gradul de universalitate în raport cu tipuri diferite BIS EEPROM;

performanță - numărul de LSI programabile simultan;

metoda de control al procesului de programare (programatoare manuale, semiautomate si automate);

completitudine funcțională (diferențierea între programatorii autonomi și cei care operează sub controlul unui mini- sau microcomputer care nu face parte din programator);

design (programatorul poate fi realizat ca un dispozitiv separat, o placă de programare inclusă în computer sau o unitate de programare pe o placă de memorie).

Cel mai simplu programator de tip manual conține comutatoare basculante pentru formarea adresei și a datelor, generatoare de coduri de adresă, semnale de control și înregistrare. Un astfel de dispozitiv este foarte ușor de operat, poate fi fabricat în orice laborator, dar productivitatea lui este extrem de scăzută, deci este potrivit pentru prelucrarea LSI-urilor de capacitate mică de informare, de altfel, în loturi mici. Procesul de programare este lent, nesigur, plictisitor pentru operator. În programatoarele manuale mai complexe, este posibil să se indice adresa și datele în cod binar, zecimal sau hexazecimal, precum și să controleze conținutul EEPROM.

Matricea logica programabila (PLM). Este o matrice de porți care poate fi programată sub forma diferitelor combinații de porți care implementează funcțiile logice SAU și ȘI. Pe baza acestora, combinații complexe. logică. PLM-urile diferă de ROM-uri numai prin structură și sunt disponibile ca dispozitive programabile cu mască și dispozitive programabile de utilizator.

Pe baza unei astfel de matrice, se poate organiza o matrice conjunctivă care implementează funcțiile AND și o matrice disjunctivă care implementează funcțiile SAU.

Realizare mai mult funcții complexe posibil prin combinarea ambelor matrici. Când un decodor este conectat la PLM, circuitul rezultat poate acționa ca un ROM.

Această combinație este avantajoasă de utilizat la construirea dispozitivelor de memorie de capacitate mică, în care capacitatea ROM nu este utilizată pe deplin și, prin urmare, costul ROM-ului nu este justificat.

PLA poate fi folosit și ca schemă de control fix, ceea ce face posibilă creșterea semnificativă a vitezei întregului sistem. Acest lucru se datorează faptului că PLA este un circuit combinațional cu viteză mare.

PLM este fabricat sub forma unui circuit integrat cu un singur caz.

ROM, PROM, PLA pot fi utilizate eficient în crearea MPS. realizarea metodelor tabulare şi tabular-algoritmice de prelucrare a informaţiei. Utilizarea procesoarelor de foi de calcul pare a fi foarte promițătoare atunci când se creează „expandere funcționale” specializate pe o bază de elemente seriale - LSI RAM, ROM, PROM și PLM.

Toate dispozitivele de memorie read-only (ROM) pot fi împărțite în următoarele grupuri:

● programabil la momentul fabricației (denumit ROM sau ROM);

● cu programare unică, care permite utilizatorului să schimbe electric o dată starea matricei de memorie conform unui program dat (notat PROM sau PROM);

● reprogramabil (reprogramabil), cu posibilitatea de reprogramare electrică multiplă, cu ștergere electrică sau ultravioletă a informațiilor (denumită RPZU sau RPROM).

Pentru a asigura posibilitatea combinării prin ieșire la creșterea memoriei, toate ROM-urile au ieșiri tri-state sau open-collector.

(xtypo_quote)În PROM, unitatea este construită pe celule de memorie cu jumperi fuzibili din nicrom sau din alte materiale refractare. Procesul de înregistrare constă în arderea selectivă a legăturilor fuzibile. (/xtypo_quote)
În EPROM, celulele de memorie sunt construite pe baza tehnologiilor MOS. Sunt utilizate diferite fenomene fizice de stocare a sarcinii la interfața dintre două medii dielectrice diferite sau un mediu conductiv și dielectric.

În primul caz, dielectricul de sub poarta MOSFET este format din două straturi: nitrură de siliciu și dioxid de siliciu (SiN 4 - SiO 2). S-a constatat că în structura complexă a SiN 4 - SiO 2, atunci când tensiunea electrică se modifică, la interfața dintre două straturi are loc histerezis de sarcină, ceea ce face posibilă crearea celulelor de memorie.

În al doilea caz, baza celulei de stocare este un tranzistor MOS cu injecție de avalanșă cu poartă plutitoare (LIFZ MOS). O structură simplificată a unui astfel de tranzistor este prezentată în fig. 3,77.
Într-un tranzistor de injecție de avalanșă cu o poartă plutitoare, la o tensiune de scurgere suficient de mare, are loc o defalcare reversibilă a dielectricului prin avalanșă și purtătorii de sarcină sunt injectați în regiunea porții plutitoare. Deoarece poarta plutitoare este înconjurată de un dielectric, curentul de scurgere este mic și informațiile sunt stocate pentru o perioadă lungă de timp (zeci de ani). Când se aplică tensiune la poarta principală, sarcina este absorbită datorită efectului de tunel, adică. ștergerea informațiilor.

Iată câteva caracteristici ale ROM-ului (Tabelul 3.1).

Industria produce un număr mare de cipuri ROM. Să luăm ca exemplu două cipuri ROM (Fig. 3.78).

Diagramele folosesc următoarele denumiri: A i - intrări de adrese; D i - ieșiri de informații; CS - selecție cip; CE - permisiunea de ieșire.

Microcircuitul K573RF5 este un ROM reprogramabil (RPZU) cu ștergere ultravioletă, având o structură 2Kx8. Prin intrare și ieșire, acest cip este compatibil cu structurile TTL. Cipul K556RT5 este un ROM programabil unic, realizat pe baza structurilor TTLS, intrare și ieșire compatibile cu structuri TTL, având o structură x8 de 512 biți.

Calculatoarele personale au patru niveluri ierarhice de memorie:

memorie cu microprocesor;

memoria principala;

cache de înregistrare;

memorie externa.

Memoria cu microprocesor discutată mai sus. Memoria principală este concepută pentru a stoca și a schimba rapid informații cu alte dispozitive computerizate. Functii de memorie:

primirea de informații de la alte dispozitive;

amintirea informațiilor;

emiterea de informații la cerere către alte dispozitive ale mașinii.

Memoria principală conține două tipuri de dispozitive de stocare:

ROM - Memorie numai pentru citire;

RAM este o memorie cu acces aleatoriu.

ROM-ul este proiectat pentru a stoca programe permanente și informații de referință. Datele din ROM sunt introduse în timpul producției. Informațiile stocate în ROM pot fi doar citite, nu modificate.

ROM-ul contine:

program de control al procesorului;

program pentru pornirea și oprirea computerului;

programe de testare a dispozitivelor care verifică funcționarea corectă a blocurilor sale de fiecare dată când computerul este pornit;

programe de control afisaj, tastatura, imprimanta, memorie externa;

informații despre locul în care se află sistemul de operare pe disc.

ROM este o memorie nevolatilă; atunci când alimentarea este oprită, informațiile sunt stocate în ea.

RAM este destinată înregistrării operaționale, stocării și citirii informațiilor (programe și date) direct implicate în procesul informațional și de calcul efectuat de computer în perioada curentă de timp.

Principalele avantaje memorie cu acces aleator sunt performanțele sale ridicate și capacitatea de a accesa fiecare celulă de memorie separat (acces direct la memoria adresei). Toate celulele de memorie sunt combinate în grupuri de 8 biți (1 octet), fiecare astfel de grup având o adresă prin care poate fi accesat.

RAM este o memorie volatilă, atunci când alimentarea este oprită, informațiile din ea sunt șterse.

În computerele moderne, cantitatea de memorie este de obicei 8-128 MB. Cantitatea de memorie este o caracteristică importantă a unui computer, afectează viteza și performanța programelor.

Pe lângă ROM și RAM, placa de sistem are și memorie CMOS nevolatilă, care este alimentată constant de baterie. Stochează setările de configurare a computerului care sunt verificate de fiecare dată când sistemul este pornit. Aceasta este memoria semipermanenta. Pentru a modifica setările de configurare ale computerului dvs., BIOS-ul conține programul de configurare a computerului - SETUP.

Pentru a accelera accesul la RAM, se folosește o memorie cache specială de ultra-înaltă viteză, care se află, așa cum ar fi, „între” microprocesor și RAM, stochează copii ale secțiunilor cele mai frecvent utilizate ale RAM. Registrele cache nu sunt accesibile utilizatorului.

Memoria cache stochează datele pe care microprocesorul le-a primit și le va folosi în următoarele cicluri de lucru. Acces rapid la aceste date vă permite să reduceți timpul de execuție al următoarelor comenzi ale programului.

Microprocesoarele, începând de la MP 80486, au propria lor memorie cache încorporată. Microprocesoarele Pentium și Pentium Pro au memorie cache separată pentru date și instrucțiuni separate. Toate microprocesoarele pot folosi memorie cache suplimentară situată pe placa de bază în afara microprocesorului, a cărei capacitate poate fi de până la câțiva MB. Memoria externă se referă la dispozitivele externe ale unui computer și este utilizată pentru stocarea pe termen lung a oricăror informații care ar putea fi necesare pentru rezolvarea problemelor. În special, toate programele de calculator sunt stocate în memorie externă.

Dispozitivele de memorie externă - dispozitivele de stocare externă - sunt foarte diverse. Ele pot fi clasificate după tipul de suport, după tipul de construcție, după principiul scrierii și citirii informațiilor, după metoda de acces etc.

Cele mai comune dispozitive de stocare externe sunt:

hard disk-uri discuri magnetice(HDD);

unități de dischetă (FPHD);

conduce mai departe discuri optice(CD ROM).

Mai rar, ca dispozitive de memorie externe ale unui computer personal, sunt folosite dispozitive de stocare pe o bandă magnetică de casetă - streamere.

Unitățile de disc sunt dispozitive pentru citirea și scrierea de pe medii magnetice sau optice. Scopul acestor unități este stocarea unor cantități mari de informații, înregistrarea și emiterea informațiilor stocate la cerere într-o memorie cu acces aleatoriu.

HDD și NGMD diferă doar în ceea ce privește cantitatea de informații stocate și timpul necesar pentru a căuta, scrie și citi informații.

Ca mediu de stocare pentru discuri magnetice, se folosesc materiale magnetice cu proprietăți speciale, care fac posibilă fixarea a două stări magnetice - două direcții de magnetizare. Fiecăreia dintre aceste stări i se atribuie cifre binare 0 și 1. Informațiile sunt scrise și citite pe discuri magnetice de capete magnetice de-a lungul unor cercuri concentrice - piste (piese). Numărul de piste de pe un disc și capacitatea lor de informare depind de tipul discului, designul unității, calitatea capetelor magnetice și învelișul magnetic. Fiecare pistă este împărțită în sectoare. Un sector deține de obicei 512 octeți de date. Schimbul de date între o unitate de disc magnetică și memoria cu acces aleatoriu este realizat secvenţial de un număr întreg de sectoare. Pentru un disc magnetic dur, se folosește și conceptul de cilindru - un set de piste care se află la aceeași distanță de centrul discului.

Discurile sunt medii de stocare automate cu acces direct. Aceasta înseamnă că computerul poate accesa pista pe care începe secțiunea cu informațiile necesare sau în care informațiile noi trebuie scrise direct, oriunde se află capul de citire și scriere al unității.

Toate discurile - atât magnetice cât și optice - se caracterizează prin diametrul lor (factor de formă). Dintre discurile magnetice flexibile, discurile cu diametrul de 3,5 (89 mm) sunt cele mai utilizate. Capacitatea acestor discuri este de 1,2 și 1,44 MB.

Unitățile de hard disk se numesc hard disk. Termenul provine din denumirea din argou pentru primul model de hard disk, care avea 30 de piste a câte 30 de sectoare fiecare, care coincideau întâmplător cu calibrul unei puști de vânătoare Winchester. Capacitatea de stocare a hard diskului este măsurată în MB și GB.

Recent, au apărut noi unități de disc magnetice - disc ZIP - dispozitive portabile cu o capacitate de 230-280 MB.

În ultimii ani, unitățile de disc optice (CD-ROM) au devenit cele mai utilizate pe scară largă. Datorită dimensiunilor reduse, capacității mari și fiabilității, aceste unități devin din ce în ce mai populare. Capacitatea unităților de pe discuri optice - de la 640 MB și mai sus.

Discurile optice sunt împărțite în discuri optice laser nereinscriptibile, discuri optice laser reinscriptibile și discuri magneto-optice reinscriptibile. Discurile nereinscriptibile sunt furnizate de producători cu informații deja înregistrate pe ele. Înregistrarea informațiilor despre acestea este posibilă numai în condiții de laborator, în afara computerului.

Pe lângă caracteristica sa principală - capacitatea de informare, unitățile de disc sunt caracterizate și de doi indicatori de timp:

timpul de acces;

viteza de citire a octeților consecutivi.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

postat pe http://www.allbest.ru/

Universitatea de Stat din Novgorod I. Înțelept

abstract

Prezentare pe tema: „Dispozitive de stocare permanentă. Caracteristici principale, domeniul de aplicare"

Finalizat: elev anul I gr. 5261

Bronina Ksenia

Verificat de: Arkhipova Gelirya Askhatovna

Veliky Novgorod, 2016

1. Conceptul de depozitare permanentă

1.1 Caracteristici cheie ale ROM

1.2 Clasificarea ROM

1.2.1 După tipul de execuție

1.2.2 După tipuri de cipuri ROM

1.2.3 Prin metoda de programare a microcircuitelor (scrierea firmware-ului în ele)

2. Aplicare

3. Tipuri istorice de ROM

Literatură

1. Conceptul de depozitare permanentă

Memoria numai în citire (ROM, sau ROM - Memorie numai în citire, memorie doar în citire) este construită și pe baza modulelor (casete) instalate pe placa de bază și este folosită pentru a stoca informații imuabile: programe de boot sistem de operare, programe de testare a dispozitivelor computerizate și unele drivere BIOS (Basic Input/Output System) etc.

Memoria permanentă include memorie doar pentru citire, ROM (în literatura engleză - Read Only Memory, ROM, care literalmente se traduce prin „memorie doar pentru citire”), ROM reprogramabil, PROM (în literatura engleză - Memorie doar pentru citire programabilă, PROM) și memorie flash. Numele ROM-ului vorbește de la sine. Informațiile din ROM sunt scrise din fabrică a cipurilor de memorie, iar valoarea acesteia nu poate fi modificată ulterior. ROM-ul stochează informații critice pentru computer, care nu depind de alegerea sistemului de operare. ROM-ul programabil diferă de cel obișnuit prin faptul că informațiile de pe acest cip pot fi șterse prin metode speciale (de exemplu, raze ultraviolete), după care utilizatorul poate rescrie informații pe acesta. Aceste informații nu vor fi șterse până la următoarea operațiune de ștergere.

Se obișnuiește să se facă referire la ROM ca dispozitive de stocare nevolatile permanente și „semi-permanente”, din care informațiile pot fi citite doar rapid, informațiile sunt scrise în ROM-ul în afara PC-ului în laborator sau cu un programator special și în calculator. În funcție de tehnologia de înregistrare a informațiilor, se pot distinge următoarele tipuri de ROM:

§ microcipuri programate doar in timpul fabricatiei - ROM sau ROM clasic sau mascat;

§ microcircuite programate o singura data in laborator - ROM programabil (PROM), sau ROM programabil (PROM);

§ Microcircuite reprogramabile - ROM reprogramabil sau PROM sters (EPROM). Printre acestea, trebuie remarcate cipurile EEPROM (Electrical Erasable PROM) reprogramabile electric, inclusiv memoria flash.

1.1 Caracteristici cheie ale ROM

Datele din memoria doar pentru citire (ROM) sunt stocate permanent. Datele stocate permanent se numesc non-volatile, ceea ce înseamnă că rămân în ROM chiar și atunci când alimentarea este oprită. Odată ce datele sunt scrise pe ROM, acestea pot fi citite de alte dispozitive, dar datele noi nu pot fi scrise pe ROM.

ROM-ul este cel mai frecvent utilizat pentru a stoca așa-numitul „program de monitorizare”. Un program de monitorizare este un program de mașină care permite utilizatorului unui sistem de microcalculator să vizualizeze și să modifice toate funcțiile sistemului, inclusiv memoria. O altă utilizare largă a ROM-ului este stocarea tabelelor fixe de date, cum ar fi funcțiile matematice, care nu se schimbă niciodată.

Digital sisteme informatice Patru tipuri de ROM sunt utilizate pe scară largă: ROM programat cu mască, ROM programabil (PROM), ROM programabil șters (EPROM) și ROM programabil electric (EPROM).

1.2 Clasificarea ROM

1.2.1 După tipul de execuție

Matricea de date este combinată cu dispozitivul de eșantionare(cititor), în acest caz, matricea de date este adesea numită „firmware” în conversație:

§ cip ROM;

§ Una dintre resursele interne ale unui microcomputer cu un singur cip (microcontroller), de obicei FlashROM.

Matricea de date există de la sine:

§ disc compact;

§ cartelă perforată;

§ banda perforata;

§ coduri de bare;

§ montarea „1” și montarea „0”.

1.2.2 După tipuri de cipuri ROM

Conform tehnologiei de fabricare a cristalelor:

§ RO M engleză memorie read-only - memorie read-only, ROM mascat, fabricată prin metoda din fabrică. Nu există posibilitatea de a modifica ulterior datele înregistrate.

Figura 1. Masca ROM

§ PRO M engleză memorie programabilă doar pentru citire - ROM programabilă, „flash” de utilizator o dată.

Figura 2. ROM programabil

§ EPROM memorie doar pentru citire programabilă ștergabilă - ROM reprogramabilă / reprogramabilă (EPROM / EPROM)). De exemplu, conținutul cipului K573RF1 a fost șters folosind o lampă cu ultraviolete. Pentru trecerea razelor ultraviolete către cristal, în carcasa microcircuitului a fost prevăzută o fereastră cu sticlă de cuarț.

Figura 3. Flash ROM

§ EEPROM memorie programabilă doar în citire ștergabilă electric - ROM reprogramabilă ștergabilă electric). Acest tip de memorie poate fi șters și umplut cu date de câteva zeci de mii de ori. Folosit in unități SSD. Una dintre varietățile de EEPROM este memoria flash (memoria flash engleză).

Figura 4 ROM care poate fi șters

§ ROM-ul pe domenii magnetice, de exemplu, K1602RTs5, avea un dispozitiv complex de eșantionare și stoca o cantitate destul de mare de date sub formă de zone magnetizate ale cristalului, fără a avea părți mobile (vezi Memoria computerului). A fost oferit un număr nelimitat de cicluri de rescriere.

§ NVRAM, memorie non-volatilă - memoria „non-volatilă”, strict vorbind, nu este ROM. Aceasta este o cantitate mică de RAM, combinată structural cu o baterie. În URSS, astfel de dispozitive erau adesea numite „Dallas” după numele companiei care le-a lansat pe piață. În NVRAM-ul computerelor moderne, bateria nu mai este conectată structural cu RAM și poate fi înlocuită.

După tipul de acces:

§ Cu acces paralel (mod paralel sau acces aleator): un astfel de ROM poate fi accesat în sistem în spațiul de adrese RAM. De exemplu, K573RF5;

§ Cu acces serial: astfel de ROM-uri sunt adesea folosite pentru încărcarea o singură dată a constantelor sau firmware-ului într-un procesor sau FPGA, sunt folosite pentru a stoca setările canalelor TV etc. De exemplu, 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 Prin metoda de programare a microcircuitelor (scrierea firmware-ului în ele)

§ ROM neprogramabil;

§ ROM, programabil numai cu ajutorul unui dispozitiv special - un programator ROM (atat o data, cat si in mod repetat). Utilizarea unui programator este necesară, în special, pentru depunerea non-standard și relativ tensiune înaltă(până la +/- 27 V) la ieșiri speciale.

§ ROM-uri (re)programabile în circuit (ISP, programare în sistem) - astfel de microcircuite au în interior un generator de toate tensiunile înalte necesare și pot fi flashate fără programator și chiar fără lipire de la placă de circuit imprimat, programatic.

monoscop de programare cip de memorie

2. Aplicare

Firmware-ul de control este adesea scris în memorie doar pentru citire. dispozitiv tehnic: TV, telefon mobil, diverse controlere sau un computer (BIOS sau OpenBoot pe mașinile SPARC).

BootROM -- firmware astfel încât dacă este scris pe un cip ROM adecvat instalat în harta rețelei, atunci devine posibilă pornirea sistemului de operare pe computer de la o gazdă la distanță retea locala. Pentru plăcile de rețea încorporate, BootROM poate fi activat prin BIOS.

ROM-ul în computerele IBM compatibile cu PC-ul este situat în spațiul de adrese de la F600:0000 la FD00:0FFF

3. Tipuri istorice de ROM

Dispozitivele de memorie cu doar citire au început să găsească aplicații în tehnologie cu mult înainte de apariția computerelor și aparate electronice. În special, unul dintre primele tipuri de ROM a fost o rolă cu came, folosită în ghilele, cutii muzicale și ceasuri de sunet.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei electronice și a computerelor, a apărut nevoia de ROM de mare viteză. În era electronicii cu vid, au fost folosite ROM-uri bazate pe potențialoscoape, monoscoape și lămpi cu raze. În calculatoarele bazate pe tranzistori, matricele plug-in au fost utilizate pe scară largă ca ROM-uri de capacitate mică. Dacă a fost necesară stocarea unor cantități mari de date (câteva zeci de kiloocteți pentru calculatoarele din primele generații), s-au folosit ROM-uri bazate pe inele de ferită (nu trebuie confundate cu tipuri similare de RAM). Din aceste tipuri de ROM își are originea termenul „firmware” - starea logică a celulei a fost stabilită de direcția de înfășurare a firului care înconjoară inelul. Deoarece o sârmă subțire trebuia trasă printr-un lanț de inele de ferită, pentru a efectua această operație au fost folosite ace metalice asemănătoare cu acele de cusut. Și însăși operațiunea de umplere a ROM-ului cu informații semăna cu procesul de cusut.

Literatură

Ugryumov E.P. Circuitul digital BHV-Petersburg (2005) Capitolul 5.

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Ierarhizarea dispozitivelor de stocare a calculatorului. Microcircuite și sisteme de memorie. Dispozitive de memorie de lucru. Principiul de funcționare al dispozitivului de stocare. Moduri de operare maxime admise. Creșterea cantității de memorie, a adâncimii de biți și a numărului de cuvinte stocate.

lucrare de termen, adăugată 14.12.2012


Dispozitive de stocare: hard disk-uri, dischete, streamere, carduri de memorie flash, unități MO, optice: CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW și cele mai recente dispozitive de stocare. Informațiile trebuie stocate pe suporturi care nu depind de prezența tensiunii.

rezumat, adăugat la 03.01.2006


Conceptul de informație, măsurarea acesteia, cantitatea și calitatea informațiilor. Dispozitive de memorie: clasificare, principiu de funcționare, caracteristici principale. Organizarea și mijloacele de interfață om-mașină, multi-mediu și hiper-mediu. Foi de calcul.

raport de practică, adăugat la 09.09.2014


Proiectarea programatorului de microcircuite AT17C010, fundamentarea modurilor de funcționare a nodurilor de microcontroler, hardware, suficiența resurselor software. Schema schematică a dispozitivului, recomandări pentru dezvoltarea instrumentelor de diagnosticare.

lucrare de termen, adăugată 19.12.2010


Proiectarea elementelor de microcip ROM și RAM folosind MS Visio 2010. Divizarea și extinderea spațiului de adrese. Calculul unei memorii suplimentare cu acces aleatoriu și verificarea componentelor sistemului pentru interacțiunea electrică.

lucrare de termen, adăugată 11.08.2014


Dispozitive de stocare pe computer. Crearea unui sistem de memorie. Caracteristicile microcircuitelor dispozitivelor de stocare dinamică. Efectuarea de operații aritmetice, logice sau de serviciu. Forma nivel-paralelă a algoritmului. Gradul și nivelurile de paralelism.

prezentare, adaugat 28.03.2015


Kit microprocesor seria KR580 - chipset. Elementele principale ale KR580VM80A - microprocesor pe 8 biți, analog complet microprocesor Intel i8080. Utilizarea microprocesoarelor în aparatele de slot. Lansați versiuni de microcircuite și aplicarea acestora.

rezumat, adăugat 18.02.2010


Comparație a două caracteristici cele mai importante - capacitatea de memorie și viteza acesteia. Registre generale. Funcții RAM. Cea mai comună formă de memorie externă este HDD. Trei tipuri principale de medii optice.

rezumat, adăugat 15.01.2015


Componentele principale bloc de sistem. Scop placa de baza. Sistemul de bază de intrare-ieșire este Bios. concept dispozitiv periferic. Dispozitive de memorie și tipurile acestora. Arhitectură deschisă în dispozitivul PC. Dispozitive pentru introducerea și ieșirea datelor.

rezumat, adăugat 18.12.2009


Calculul modulului static al RAM și al drive-ului. Clădire schema circuituluiși diagrama de timp a modulului RAM. Proiectarea unei unități aritmetice-logice pentru împărțirea numerelor cu un punct fix.