Betekent pzu. Verschil tussen RAM en ROM

Goede dag.

Als u op zoek bent naar een leemte in de kennis over wat een ROM is, dan bent u hier aan het juiste adres. In onze blog kunt u lezen over deze uitgebreide informatie in een taal die toegankelijk is voor een eenvoudige gebruiker.

Decodering en uitleg

De letters ROM hebben een hoofdletter in de zin "Read Only Memory". Het kan nog steeds evengoed "ROM" worden genoemd. De Engelse afkorting staat voor Read Only Memory en wordt vertaald als read-only memory.

Deze twee namen onthullen de essentie van het onderwerp van ons gesprek. Dit is een niet-vluchtig type geheugen dat alleen kan worden gelezen. Wat betekent het?

Ten eerste slaat het onveranderlijke gegevens op die door de ontwikkelaar zijn ingevoerd tijdens de fabricage van apparatuur, dat wil zeggen die zonder welke de werking ervan onmogelijk is.
Ten tweede geeft de term "niet-vluchtig" aan dat wanneer het systeem opnieuw wordt opgestart, de gegevens ervan nergens heen gaan, in tegenstelling tot hoe het gebeurt met RAM.

U kunt informatie van een dergelijk apparaat alleen wissen met speciale methoden, bijvoorbeeld ultraviolette stralen.

Voorbeelden

Alleen-lezen geheugen op een computer is een specifieke locatie op het moederbord die het volgende opslaat:

Test hulpprogramma's die de juiste werking van de hardware controleren elke keer dat de pc wordt gestart.
Stuurprogramma's voor het besturen van de belangrijkste randapparatuur (toetsenbord, monitor, schijfstation). Op hun beurt slaan die slots op het moederbord, waarvan de functies niet het inschakelen van de computer omvatten, hun hulpprogramma's niet op in ROM. De ruimte is immers beperkt.
Boot boot-programma (BIOS), dat, wanneer de computer wordt ingeschakeld, de lader van het besturingssysteem start. Hoewel het huidige BIOS een pc niet alleen kan inschakelen vanaf optische en magnetische schijven, maar ook vanaf USB-drives.

In mobiele gadgets slaat het permanente geheugen standaardapplicaties, thema's, afbeeldingen en melodieën op. Indien gewenst wordt de ruimte voor extra multimedia-informatie uitgebreid met herschrijfbare SD-kaarten. Als het toestel echter alleen voor oproepen wordt gebruikt, is het niet nodig om het geheugen uit te breiden.

Over het algemeen zit ROM nu in alle huishoudelijke apparaten, autospelers en andere apparaten met elektronica.

Fysieke prestatie

Om u beter kennis te laten maken met persistent geheugen, zal ik u meer vertellen over de configuratie en eigenschappen ervan:

Fysiek is het een microschakeling met een leeskristal, als deze bijvoorbeeld bij een computer wordt geleverd. Maar er zijn ook onafhankelijke data-arrays (cd, grammofoonplaat, barcode, enz.).
ROM bestaat uit twee delen "A" en "E". De eerste is een diode-transformatormatrix, geflitst met behulp van adresdraden. Wordt gebruikt om programma's op te slaan. De tweede is om ze uit te geven.
Schematisch bestaat het uit meerdere eencijferige cellen. Wanneer een bepaald stukje gegevens wordt geschreven, wordt het aan de behuizing (nul) of aan de stroombron (één) gesoldeerd. In moderne apparaten zijn circuits parallel geschakeld om de capaciteit van de cellen te vergroten.
De hoeveelheid geheugen varieert van enkele kilobytes tot terabytes, afhankelijk van op welk apparaat het wordt toegepast.

soorten

Er zijn verschillende soorten ROM, maar om uw tijd niet te verspillen, zal ik slechts twee belangrijke wijzigingen noemen:

De eerste letter voegt het woord "programmeerbaar" (programmeerbaar) toe. Dit betekent dat de gebruiker het apparaat eenmalig zelf kan flashen.

Nog twee letters vooraan verbergen de tekst "elektrisch uitwisbaar" (elektrisch uitwisbaar). Dergelijke ROM's kunnen zo vaak worden overschreven als u wilt. Flash-geheugen is van dit type.

In principe is dit alles wat ik u vandaag wilde overbrengen.

Ik zal blij zijn als u zich abonneert op updates en vaker bezoekt.

ROM-typen

ROM - staat voor alleen-lezen geheugen dat niet-vluchtige opslag van informatie op elk fysiek medium biedt. Volgens de methode om informatie op te slaan, kan ROM worden onderverdeeld in drie typen:

1. ROM gebaseerd op het magnetische principe van informatieopslag.

Het werkingsprincipe van deze apparaten is gebaseerd op het veranderen van de richting van de magnetisatievector van secties van een ferromagneet onder invloed van een wisselend magnetisch veld in overeenstemming met de waarden van de bits van de informatie die wordt geregistreerd.

Een ferromagneet is een stof die kan worden gemagnetiseerd bij een temperatuur onder een bepaalde drempel (Curiepunt) in afwezigheid van een extern magnetisch veld.

Het lezen van geschreven gegevens in dergelijke apparaten is gebaseerd op het effect van elektromagnetische inductie of magnetoresistief effect. Dit principe wordt geïmplementeerd in apparaten met een beweegbare drager in de vorm van een schijf of band.

Elektromagnetische inductie is het effect van het optreden van een elektrische stroom in een gesloten circuit wanneer de magnetische flux die er doorheen gaat verandert.

Het magnetoweerstandseffect is gebaseerd op de verandering in de elektrische weerstand van een vaste geleider onder invloed van een extern magnetisch veld.

Het belangrijkste voordeel van dit type is een grote hoeveelheid opgeslagen informatie en lage kosten per eenheid opgeslagen informatie. Het grootste nadeel is de aanwezigheid van bewegende delen, grote afmetingen, lage betrouwbaarheid en gevoeligheid voor externe invloeden (trillingen, schokken, beweging, enz.)

2. ROM gebaseerd op het optische principe van informatieopslag.

Het werkingsprincipe van deze apparaten is gebaseerd op het veranderen van de optische eigenschappen van een deel van de drager, bijvoorbeeld door de mate van transparantie of de reflectiecoëfficiënt te veranderen. Een voorbeeld van een ROM op basis van het optische principe van informatieopslag zijn cd's, dvd's en BluRay-schijven.

Het belangrijkste voordeel van dit type ROM zijn de lage kosten van de drager, het gemak van transport en de mogelijkheid tot replicatie. Nadelen - lage lees-/schrijfsnelheid, beperkt aantal herschrijvingen, behoefte aan een lezer.

3. ROM gebaseerd op het elektrische principe van informatieopslag.

Het werkingsprincipe van deze apparaten is gebaseerd op drempeleffecten in halfgeleiderstructuren - het vermogen om de aanwezigheid van een lading in een geïsoleerd gebied op te slaan en te registreren.

Dit principe wordt gebruikt in solid-state geheugen - geheugen waarvoor geen bewegende delen nodig zijn om gegevens te lezen/schrijven. Een voorbeeld van een ROM gebaseerd op het elektrische principe van informatieopslag is flashgeheugen.

Het belangrijkste voordeel van dit type ROM is de hoge lees- / schrijfsnelheid, compactheid, betrouwbaarheid en kosteneffectiviteit. Nadelen - beperkt aantal herschrijvingen.

Op dit moment zijn of zijn er in ontwikkeling en andere, "exotische" vormen van permanent geheugen, zoals:

Magneto-optisch geheugen- een geheugen dat de eigenschappen van optische en magnetische opslagapparaten combineert. Opname op zo'n schijf gebeurt door de cel met een laser te verhitten tot een temperatuur van ongeveer 200°C. De verwarmde cel verliest zijn magnetische lading. Verder kan de cel worden gekoeld, wat betekent dat er een logische nul naar de cel wordt geschreven, of worden opgeladen met een magnetische kop, wat betekent dat een logische eenheid naar de cel wordt geschreven.

Na afkoeling kan de magnetische lading van de cel niet meer worden veranderd. Het lezen wordt uitgevoerd door een laserstraal met een lagere intensiteit. Als de cellen een magnetische lading bevatten, dan is de laserstraal gepolariseerd en bepaalt de lezer of de laserstraal gepolariseerd is. Vanwege de "fixatie" van de magnetische lading tijdens het afkoelen, hebben magneto-optische een hoge betrouwbaarheid van informatieopslag en kunnen ze theoretisch een hogere opnamedichtheid hebben dan een ROM die alleen is gebaseerd op het magnetische principe van informatieopslag. Ze kunnen echter geen "harde" schijven vervangen vanwege de zeer lage schrijfsnelheid vanwege de noodzaak van hoge verwarming van de cellen.

Magneto-optisch geheugen heeft geen brede distributie ontvangen en wordt zeer zelden gebruikt.

moleculair geheugen- geheugen gebaseerd op de technologie van atoomtunnelmicroscopie, waarmee afzonderlijke atomen kunnen worden verwijderd of toegevoegd aan moleculen, waarvan de aanwezigheid vervolgens kan worden afgelezen door speciale gevoelige koppen. Deze technologie werd medio 1999 geïntroduceerd door Nanochip en maakte het theoretisch mogelijk om een pakdichtheid van ongeveer 40 Gbit/cm2 te bereiken, tientallen keren hoger dan de bestaande seriële samples van "Harde" schijven, maar de te lage schrijfsnelheid en betrouwbaarheid van de technologie laten ons niet toe om in de nabije toekomst te praten over praktisch gebruik van moleculair geheugen.

Holografisch geheugen- verschilt van de bestaande meest voorkomende typen permanent geheugen, die een of twee oppervlaktelagen gebruiken voor opname, door de mogelijkheid om gegevens op te nemen over het "hele" geheugenvolume met behulp van verschillende laserhellingshoeken. Het meest waarschijnlijke gebruik van dit type geheugen is in ROM op basis van optische opslag van informatie, waar optische schijven met meerdere informatielagen niet langer nieuw zijn.

Er zijn andere, zeer exotische vormen van permanent geheugen, maar zelfs in laboratoriumomstandigheden balanceren ze op de rand van sciencefiction, dus ik zal ze niet noemen, wacht maar af.

Stuur uw goede werk in de kennisbank is eenvoudig. Gebruik het onderstaande formulier

Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.

geplaatst op http://www.allbest.ru/

Staatsuniversiteit van Novgorod ik wijs

abstract

Presentatie over: "Permanente opslagapparaten. Belangrijkste kenmerken, reikwijdte"

Afgerond: 1e jaars student gr. 5261

Bronina Ksenia

Gecontroleerd door: Arkhipova Gelirya Askhatovna

Veliki Novgorod, 2016

1. Het concept van permanente opslag

1.1 Belangrijkste kenmerken van ROM

1.2 ROM-classificatie

1.2.1 Per type uitvoering

1.2.2 Op type ROM-chips

1.2.3 Door de methode van het programmeren van microschakelingen (firmware erin schrijven)

2. Toepassing:

3. Historische ROM-typen

Literatuur

1. Het concept van permanente opslag

Een alleen-lezen geheugen (ROM, of ROM - Read Only Memory, alleen-lezen geheugen) is ook gebouwd op basis van modules (cassettes) die op het moederbord zijn geïnstalleerd en wordt gebruikt om onveranderlijke informatie op te slaan: opstartprogramma's van het besturingssysteem, computerapparaat testprogramma's en sommige stuurprogramma's basisinvoer/uitvoersysteem (BIOS), enz.

Permanent geheugen omvat alleen-lezen geheugen, ROM (in Engelse literatuur - Read Only Memory, ROM, wat zich letterlijk vertaalt als "read-only memory"), herprogrammeerbare ROM, PROM (in Engelse literatuur - Programmable Read Only Memory, PROM), en Flash-geheugen. De naam van de ROM spreekt voor zich. De informatie in de ROM is geschreven in de fabriek van de geheugenchips en de waarde ervan kan later niet worden gewijzigd. Het ROM slaat kritieke informatie op voor de computer, die niet afhankelijk is van de keuze van het besturingssysteem. Programmeerbare ROM verschilt van de gebruikelijke doordat de informatie op deze chip kan worden gewist met speciale methoden (bijvoorbeeld ultraviolette stralen), waarna de gebruiker er informatie op kan herschrijven. Deze informatie wordt pas verwijderd bij de volgende wisbewerking.

Het is gebruikelijk om naar ROM te verwijzen als niet-vluchtige permanente en "semi-permanente" opslagapparaten, van waaruit informatie alleen snel kan worden gelezen, informatie wordt buiten de pc in het laboratorium of met een speciale programmeur en in de computer naar ROM geschreven . Volgens de technologie van het opnemen van informatie kunnen de volgende soorten ROM worden onderscheiden:

§ microchips die alleen tijdens de fabricage zijn geprogrammeerd - klassieke of gemaskeerde ROM of ROM;

§ microschakelingen die eenmaal in het laboratorium zijn geprogrammeerd - programmeerbare ROM (PROM), of programmeerbare ROM (PROM);

§ Herprogrammeerbare microschakelingen - herprogrammeerbare ROM of uitwisbare PROM (EPROM). Onder hen moeten elektrisch herprogrammeerbare EEPROM-chips (Electrical Erasable PROM), inclusief flashgeheugen, worden opgemerkt.

1.1 Belangrijkste kenmerken van ROM

Alleen-lezen geheugen (ROM) gegevens worden permanent opgeslagen. Gegevens die permanent zijn opgeslagen, worden niet-vluchtig genoemd, wat betekent dat ze in het ROM blijven, zelfs als de stroom is uitgeschakeld. Zodra gegevens naar ROM zijn geschreven, kunnen deze door andere apparaten worden gelezen, maar nieuwe gegevens kunnen niet naar ROM worden geschreven.

ROM wordt meestal gebruikt om het zogenaamde "monitorprogramma" op te slaan. Een monitorprogramma is een machineprogramma waarmee de gebruiker van een microcomputersysteem alle systeemfuncties, inclusief geheugen, kan bekijken en wijzigen. Een ander veelgebruikt gebruik van ROM is het opslaan van vaste gegevenstabellen, zoals wiskundige functies, die nooit veranderen.

Vier soorten ROM worden veel gebruikt door digitale computersystemen: masker-geprogrammeerde ROM, programmeerbare ROM (PROM), uitwisbare programmeerbare ROM (EPROM) en elektrisch programmeerbare ROM (EPROM).

1.2 ROM-classificatie

1.2.1 Per type uitvoering

De data-array wordt gecombineerd met het bemonsteringsapparaat(lezer), in dit geval wordt de data-array in gesprek vaak "firmware" genoemd:

§ ROM-chip;

§ Een van de interne bronnen van een microcomputer met één chip (microcontroller), meestal FlashROM.

De data-array bestaat op zichzelf:

§ cd;

§ ponskaart;

§ geperforeerde tape;

§ barcodes;

§ montage "1" en montage "0".

1.2.2 Op type ROM-chips

Volgens de kristalproductietechnologie:

§ RO M Engels alleen-lezen geheugen - alleen-lezen geheugen, gemaskeerd ROM, vervaardigd volgens de fabrieksmethode. Er is geen mogelijkheid om de opgenomen gegevens later te wijzigen.

Afbeelding 1. Masker-ROM

§ PRO M Engels programmeerbaar alleen-lezen geheugen - programmeerbare ROM, eenmaal "geflitst" door de gebruiker.

Afbeelding 2. Programmeerbare ROM

EPROM uitwisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen - herprogrammeerbare / herprogrammeerbare ROM (EPROM / EPROM)). Zo werd de inhoud van de K573RF1-chip gewist met een ultraviolette lamp. Voor de doorgang van ultraviolette stralen naar het kristal was in de behuizing van de microschakeling een venster met kwartsglas aangebracht.

Afbeelding 3. Flash-ROM

§ EEPROM elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen - elektrisch wisbare herprogrammeerbare ROM). Dit type geheugen kan enkele tienduizenden keren worden gewist en gevuld met gegevens. Gebruikt in solid-state schijven. Een van de varianten van EEPROM is flash-geheugen (Engels flash-geheugen).

Afbeelding 4 Uitwisbare ROM

§ ROM op magnetische domeinen, bijvoorbeeld K1602RTs5, had een complex bemonsteringsapparaat en sloeg een vrij grote hoeveelheid gegevens op in de vorm van gemagnetiseerde gebieden van het kristal, terwijl het geen bewegende delen had (zie Computergeheugen). Er werd voorzien in een onbeperkt aantal herschrijfcycli.

§ NVRAM, niet-vluchtig geheugen - "niet-vluchtig" geheugen is strikt genomen geen ROM. Dit is een kleine hoeveelheid RAM, structureel gecombineerd met een batterij. In de USSR werden dergelijke apparaten vaak "Dallas" genoemd naar de naam van het bedrijf dat ze op de markt bracht. In het NVRAM van moderne computers is de batterij niet meer structureel verbonden met het RAM en kan deze worden vervangen.

Op type toegang:

§ Bij parallelle toegang (parallelle modus of willekeurige toegang): zo'n ROM is toegankelijk in het systeem in de RAM-adresruimte. Bijvoorbeeld K573RF5;

§ Met seriële toegang: dergelijke ROM's worden vaak gebruikt voor het eenmalig laden van constanten of firmware in een processor of FPGA, worden gebruikt om tv-kanaalinstellingen op te slaan, enz. Bijvoorbeeld 93С46, AT17LV512A.

1.2.3 Door de methode van het programmeren van microschakelingen (firmware erin schrijven)

§ Niet-programmeerbare ROM;

§ ROM, alleen programmeerbaar met behulp van een speciaal apparaat - een ROM-programmeur (zowel eenmalig als herhaaldelijk geflitst). Het gebruik van een programmer is met name noodzakelijk voor het aanleggen van niet-standaard en relatief hoge spanningen (tot +/- 27 V) op speciale uitgangen.

§ In-circuit (her)programmeerbare ROM's (ISP, in-system programmering) - dergelijke microschakelingen hebben een generator van alle benodigde hoge spanningen binnenin, en kunnen worden geflitst zonder een programmeur en zelfs zonder desolderen van een printplaat, programmatisch.

geheugenchip programmeermonoscoop

2. Toepassing:

Alleen-lezen geheugen wordt vaak geschreven om firmware te besturen voor een technisch apparaat: een tv, een mobiele telefoon, verschillende controllers of een computer (BIOS of OpenBoot op SPARC-machines).

BootROM is zodanige firmware dat als het wordt geschreven naar een geschikte ROM-chip die in een netwerkkaart is geïnstalleerd, het mogelijk wordt om het besturingssysteem op een computer op te starten vanaf een extern lokaal netwerkknooppunt. Voor ingebouwde netwerkkaarten kan BootROM worden geactiveerd via het BIOS.

ROM in IBM PC-compatibele computers bevindt zich in de adresruimte van F600:0000 tot FD00:0FFF

3. Historische ROM-typen

Alleen-lezen geheugenapparaten begonnen al lang voor de komst van computers en elektronische apparaten toepassing te vinden in de technologie. Een van de eerste soorten ROM was met name een nokkenrol, die werd gebruikt in draailieren, speeldozen en slagwerk.

Met de ontwikkeling van elektronische technologie en computers ontstond de behoefte aan high-speed ROM. In het tijdperk van vacuümelektronica werden ROM's gebruikt op basis van potentialoscopen, monoscopen en straallampen. In computers op basis van transistors werden plug-in-matrices veel gebruikt als ROM's met een kleine capaciteit. Als het nodig was om grote hoeveelheden gegevens op te slaan (enkele tientallen kilobytes voor computers van de eerste generaties), werden ROM's op basis van ferrietringen gebruikt (niet te verwarren met soortgelijke soorten RAM). Het is van dit soort ROM dat de term "firmware" afkomstig is - de logische toestand van de cel werd bepaald door de richting van de wikkeling van de draad die de ring omringt. Omdat een dunne draad door een ketting van ferrietringen moest worden getrokken, werden metalen naalden gebruikt die vergelijkbaar waren met naalden om deze bewerking uit te voeren. En de operatie van het vullen van de ROM met informatie leek op het proces van naaien.

Literatuur

Ugryumov EP Digitale schakelingen BHV-Petersburg (2005) Hoofdstuk 5.

Gehost op Allbest.ru

Vergelijkbare documenten

Hiërarchie van computeropslagapparaten. Microschakelingen en geheugensystemen. Werkgeheugen apparaten. Het werkingsprincipe van het opslagapparaat. Maximaal toegestane bedrijfsmodi. Verhogen van de hoeveelheid geheugen, bitdiepte en het aantal opgeslagen woorden.

scriptie, toegevoegd 14-12-2012

Opslagapparaten: harde schijven, floppydisks, streamers, flashgeheugenkaarten, MO-drives, optisch: cd-r, cd-rw, dvd-r, dvd-rw en de nieuwste opslagapparaten. Informatie moet worden opgeslagen op media die niet afhankelijk zijn van de aanwezigheid van spanning.

samenvatting, toegevoegd 01/03/2006

Het concept van informatie, de meting, kwantiteit en kwaliteit van informatie. Geheugenapparaten: classificatie, werkingsprincipe, belangrijkste kenmerken. Organisatie en middelen van mens-machine-interface, multi-environment en hyper-environment. Spreadsheets.

praktijkverslag, toegevoegd 09/09/2014

Ontwerp van de AT17C010 microcircuitprogrammeur, onderbouwing van de werkingsmodi van microcontrollerknooppunten, hardware, voldoende softwarebronnen. Schematisch diagram van het apparaat, aanbevelingen voor de ontwikkeling van diagnostische hulpmiddelen.

scriptie, toegevoegd 19/12/2010

Ontwerp van ROM- en RAM-microchipelementen met behulp van MS Visio 2010. Verdeling en uitbreiding van de adresruimte. Berekening van een extra random access memory en controle van de systeemcomponenten op elektrische interactie.

scriptie, toegevoegd 11/08/2014

Computer opslag apparaten. Oprichting van een geheugensysteem. Kenmerken van microschakelingen van dynamische opslagapparaten. Het uitvoeren van rekenkundige, logische of servicebewerkingen. Tier-parallelle vorm van het algoritme. Graad en niveaus van parallellisme.

presentatie, toegevoegd 28-03-2015

Microprocessor kit serie KR580 - chipset. De belangrijkste elementen van de KR580VM80A zijn een 8-bit microprocessor, een volledig analoog van de Intel i8080 microprocessor. Het gebruik van microprocessors in speelautomaten. Releaseversies van microschakelingen en hun toepassing.

samenvatting, toegevoegd 18-02-2010

Vergelijking van twee belangrijkste kenmerken - geheugencapaciteit en snelheid. Algemene registers. RAM-functies. De meest voorkomende vorm van externe opslag is een harde schijf. Drie hoofdtypen optische media.

samenvatting, toegevoegd 15/01/2015

De belangrijkste componenten van de systeemeenheid. Het doel van het moederbord. Het basis input-output systeem is Bios. Het concept van een randapparaat. Geheugenapparaten en hun typen. Open architectuur in pc-apparaat. Apparaten voor gegevensinvoer en -uitvoer.

samenvatting, toegevoegd 18-12-2009

Berekening van de statische module van RAM en station. Constructie van een schakelschema en een timingdiagram van een RAM-module. Ontwerpen van een rekenkundige logische eenheid voor het delen van getallen met een vast punt.

Computers en alle elektronica zijn complexe apparaten waarvan de werkingsprincipes voor de meeste gewone mensen niet altijd duidelijk zijn. Wat is een ROM en waarom is een apparaat nodig? De meeste mensen zullen deze vraag niet kunnen beantwoorden. Laten we proberen dit misverstand recht te zetten.

Wat is een ROM?

Wat zijn dat en waar worden ze gebruikt? Alleen-lezen geheugen (ROM) is niet-vluchtig geheugen. Technologisch zijn ze geïmplementeerd als een microschakeling. Tegelijkertijd hebben we geleerd wat de afkortingen voor ROM zijn voor decodering. Apparaten zijn bedoeld voor het opslaan van door de gebruiker ingevoerde informatie en geïnstalleerde programma's. In het alleen-lezen geheugen vindt u documenten, melodieën, afbeeldingen - d.w.z. alles wat maanden of zelfs jaren moet worden bewaard. De hoeveelheid geheugen kan, afhankelijk van het gebruikte apparaat, variëren van enkele kilobytes (op de eenvoudigste apparaten met een enkele siliciumchip, zoals microcontrollers) tot terabytes. Hoe groter de ROM, hoe meer objecten kunnen worden opgeslagen. Het volume is recht evenredig met de hoeveelheid data. Als je het antwoord op de vraag, wat is ROM, condenseert, moet je antwoorden: het is er een die niet afhankelijk is van gelijkspanning.

Harde schijven als primaire permanente opslagapparaten

De vraag wat ROM is, is al beantwoord. Nu moeten we praten over wat ze zijn. Harde schijven zijn het belangrijkste permanente opslagapparaat. Ze zitten in elke moderne computer. Ze worden gebruikt vanwege hun brede mogelijkheden voor het verzamelen van informatie. Maar tegelijkertijd zijn er een aantal ROM's die multiplexers, bootloaders en andere soortgelijke elektronische mechanismen gebruiken). Met een gedetailleerde studie zal het niet alleen nodig zijn om de betekenis van de ROM te begrijpen. Het ontcijferen van andere termen is ook nodig om in het onderwerp te duiken.

Uitbreiding en toevoeging van ROM-mogelijkheden dankzij flash-technologieën

Mocht de standaardgebruiker niet voldoende zijn, dan kunt u gebruik maken van de extra uitbreiding van de mogelijkheden van het meegeleverde ROM op het gebied van dataopslag. Dit wordt gedaan door middel van moderne technologieën die zijn geïmplementeerd in geheugenkaarten en USB-flashstations. Ze zijn gebaseerd op het principe van herbruikbaarheid. Met andere woorden, de gegevens erop kunnen tien- en honderdduizenden keren worden gewist en geschreven.

Wat is ROM

De ROM bestaat uit twee delen, die worden aangeduid als ROM-A (voor het opslaan van programma's) en ROM-E (voor het uitgeven van programma's). Type A alleen-lezen geheugen is een diode-transformatorarray die wordt geflitst met behulp van adresdraden. Dit gedeelte van de ROM vervult de hoofdfunctie. De vulling is afhankelijk van het materiaal waarvan de ROM is gemaakt (geperforeerde en magnetische banden, ponskaarten, magnetische schijven, trommels, ferrietpunten, diëlektrica en hun eigenschap van accumulatie van elektrostatische ladingen kunnen worden gebruikt).

Schematische opbouw van de ROM

Dit elektronische object wordt afgebeeld als een apparaat dat qua uiterlijk lijkt op de verbinding van een bepaald aantal single-bit-cellen. De ROM-chip is, ondanks de potentiële complexiteit en schijnbaar belangrijke mogelijkheden, klein van formaat. Bij het onthouden van een bepaald bit wordt gesoldeerd aan de behuizing (wanneer nul wordt geschreven) of aan de stroombron (wanneer er één wordt geschreven). Om de capaciteit van geheugencellen in alleen-lezen geheugenapparaten te vergroten, kunnen microschakelingen parallel worden geschakeld. Dit is wat fabrikanten doen om een modern product te krijgen, omdat ze met een krachtige ROM-chip concurrerend kunnen zijn in de markt.

Geheugenvolumes bij gebruik in verschillende apparaten

De hoeveelheid geheugen varieert afhankelijk van het type en het doel van de ROM. Dus in eenvoudige huishoudelijke apparaten zoals wasmachines of koelkasten kunnen geïnstalleerde microcontrollers voldoende zijn (uit hun reserves van enkele tientallen kilobytes), en in zeldzame gevallen wordt er iets complexer geïnstalleerd. Het heeft geen zin om hier een grote hoeveelheid ROM te gebruiken, omdat de hoeveelheid elektronica klein is en complexe berekeningen van de apparatuur niet nodig zijn. Voor moderne tv's is al iets perfecters vereist. En het toppunt van complexiteit is computertechnologie zoals computers en servers, waarvan het ROM op zijn minst enkele gigabytes (voor degenen die 15 jaar geleden zijn uitgebracht) tot tientallen en honderden terabytes aan informatie kan bevatten.

Masker ROM

In gevallen waarin de opname wordt uitgevoerd met behulp van een metallisatieproces en een masker wordt gebruikt, wordt een dergelijk alleen-lezen geheugenapparaat een masker genoemd. De adressen van de geheugencellen erin worden naar 10 pinnen gevoerd en een specifieke microschakeling wordt geselecteerd met behulp van een speciaal CS-signaal. Het programmeren van dit type ROM wordt uitgevoerd in fabrieken, waardoor productie in kleine en middelgrote volumes onrendabel en nogal onhandig is. Maar bij grootschalige productie zijn ze de goedkoopste van alle persistente opslagapparaten, waardoor ze populair zijn geworden.

Schematisch verschillen ze van de totale massa doordat in de geheugenmatrix de geleiderverbindingen zijn vervangen door smeltbare verbindingen van polykristallijn silicium. In de productiefase worden alle jumpers gemaakt en de computer gaat ervan uit dat overal logische eenheden zijn geschreven. Maar tijdens de voorbereidende programmering wordt een verhoogde spanning toegepast, met behulp waarvan logische eenheden overblijven. Als er lage spanningen worden aangelegd, verdampen de jumpers en leest de computer dat er een logische nul is. Dit is hoe programmeerbare alleen-lezen geheugenapparaten werken.

Programmeerbaar alleen-lezen geheugen

EPROM's zijn handig genoeg gebleken in het proces van technologische productie, zodat ze kunnen worden gebruikt in middelgrote en kleine productie. Maar dergelijke apparaten hebben ook hun beperkingen - u kunt bijvoorbeeld maar één keer een programma schrijven (omdat de jumpers voor eens en voor altijd verdampen). Vanwege deze onmogelijkheid om het alleen-lezen opslagapparaat opnieuw te gebruiken, moet het worden weggegooid als het per ongeluk wordt geschreven. Als gevolg hiervan stijgen de kosten van alle vervaardigde apparatuur. Vanwege de imperfectie van de productiecyclus hield dit probleem de ontwikkelaars van geheugenapparaten behoorlijk bezig. De uitweg uit deze situatie was de ontwikkeling van ROM, dat vele malen opnieuw kan worden geprogrammeerd.

ROM met UV of elektrisch wissen

En dergelijke apparaten kregen de naam 'permanent opslagapparaat met ultraviolet of elektrisch wissen'. Ze zijn gemaakt op basis van een geheugenmatrix waarin geheugencellen een speciale structuur hebben. Elke cel is dus een MOSFET, waarbij de poort is gemaakt van polykristallijn silicium. Het lijkt op de vorige versie, toch? Maar de eigenaardigheid van deze ROM's is dat silicium bovendien wordt omgeven door een diëlektricum met prachtige isolerende eigenschappen - siliciumdioxide. Het werkingsprincipe is hier gebaseerd op de inhoud van de inductielading, die tientallen jaren kan worden opgeslagen. Er zijn functies om te wissen. Een ultraviolet ROM-apparaat moet dus worden blootgesteld aan ultraviolette stralen die van buitenaf komen (ultraviolette lamp, enz.). Het is duidelijk dat vanuit het oogpunt van eenvoud de werking van permanente geheugens met elektrisch wissen optimaal is, omdat het voor hun activering noodzakelijk is om eenvoudigweg spanning aan te brengen. Het principe van elektrisch wissen is met succes geïmplementeerd in ROM's zoals flashdrives, die je op veel kunt zien.

Maar zo'n ROM-schakeling is, afgezien van de opbouw van de cel, structureel niet anders dan het gebruikelijke gemaskeerde read-only geheugen. Soms worden dergelijke apparaten ook herprogrammeerbaar genoemd. Maar met alle voordelen zijn er ook bepaalde limieten aan de snelheid van het wissen van informatie: deze actie duurt meestal ongeveer 10-30 minuten.

Hoewel herschrijfbare, herprogrammeerbare apparaten beperkingen in gebruik hebben. UV-gewiste elektronica kan bijvoorbeeld 10 tot 100 overschrijfcycli overleven. Dan wordt het vernietigende effect van straling zo voelbaar dat ze niet meer werken. Je ziet het gebruik van elementen als opslag voor BIOS-programma's, in video- en geluidskaarten, voor extra poorten. Maar het principe van elektrisch wissen is optimaal met betrekking tot overschrijven. Het aantal overschrijvingen in gewone apparaten varieert dus van 100.000 tot 500.000! Er zijn aparte ROM-apparaten die meer kunnen, maar de meeste gebruikers hebben ze niet nodig.

Heel vaak vereisen verschillende toepassingen de opslag van informatie die niet verandert tijdens de werking van het apparaat. Dit is informatie zoals programma's in microcontrollers, bootloaders (BIOS) in computers, tabellen met digitale filtercoëfficiënten in signaalprocessors, DDC en DUC, sinus- en cosinustabellen in NCO en DDS. Bijna altijd is deze informatie niet tegelijkertijd nodig, dus de eenvoudigste apparaten voor het opslaan van permanente informatie (ROM) kunnen op multiplexers worden gebouwd. Soms worden alleen-lezen geheugenapparaten in de vertaalliteratuur ROM (read only memory) genoemd. Een diagram van zo'n read only memory (ROM) is weergegeven in figuur 3.1.

Figuur 3.1. Een alleen-lezen geheugen (ROM) circuit op basis van een multiplexer.

In dit schema wordt een permanent opslagapparaat gebouwd voor acht single-bit-cellen. Het opslaan van een specifiek bit in een single-bit cel gebeurt door een draad aan de stroombron te solderen (een te schrijven) of een draad aan het lichaam te solderen (een nul te schrijven). Op schematische diagrammen wordt zo'n apparaat aangeduid zoals weergegeven in figuur 3.2.

Figuur 3.2. De aanduiding van een alleen-lezen geheugenapparaat op schakelschema's.

Om de capaciteit van een ROM-geheugencel te vergroten, kunnen deze microschakelingen parallel worden geschakeld (de uitgangen en de opgenomen informatie blijven natuurlijk onafhankelijk). Het schema van parallelle verbinding van single-bit ROM's wordt getoond in figuur 3.3.

Figuur 3.3 Schema van een multi-bit ROM (ROM).

In echte ROM's wordt informatie vastgelegd met behulp van de laatste bewerking van de productie van microschakelingen - metallisatie. Metallisatie wordt uitgevoerd met behulp van een masker, dus dergelijke ROM's worden masker-ROM's genoemd. Een ander verschil tussen echte microschakelingen en het hierboven gegeven vereenvoudigde model is het gebruik van een demultiplexer naast de multiplexer. Een dergelijke oplossing maakt het mogelijk om een eendimensionale geheugenstructuur om te zetten in een tweedimensionale en daardoor het volume van de decoderschakeling die nodig is voor de werking van de ROM-schakeling aanzienlijk te verminderen. Deze situatie wordt geïllustreerd door de volgende figuur:

Figuur 3.4. Schema van het masker alleen-lezen geheugen (ROM).

Gemaskeerde ROM's worden weergegeven in schakelschema's zoals weergegeven in figuur 3.5. De adressen van de geheugencellen in deze chip worden toegevoerd aan pinnen A0 ... A9. De chip wordt geselecteerd door het CS-signaal. Met dit signaal kunt u de hoeveelheid ROM vergroten (een voorbeeld van het gebruik van het CS-signaal wordt gegeven bij de bespreking van RAM). De chip wordt gelezen door het RD-signaal.

Figuur 3.5. Conventionele grafische aanduiding van masker-ROM (ROM) op schakelschema's.

Het masker-ROM is in de fabriek geprogrammeerd, wat erg onhandig is voor kleine en middelgrote productieseries, om nog maar te zwijgen van de ontwikkelingsfase van het apparaat. Uiteraard zijn masker-ROM's voor grootschalige productie het goedkoopste type ROM en worden daarom momenteel veel gebruikt. Voor kleine en middelgrote productieseries van radioapparatuur zijn microschakelingen ontwikkeld die kunnen worden geprogrammeerd in speciale apparaten - programmeurs. In deze ROM's wordt de permanente aansluiting van geleiders in de geheugenmatrix vervangen door smeltbare schakels van polykristallijn silicium. Tijdens de productie van de ROM worden alle jumpers gemaakt, wat gelijk staat aan het schrijven van logische eenheden naar alle ROM-geheugencellen. Tijdens het programmeren van de ROM wordt meer vermogen geleverd aan de voedingskabels en uitgangen van de microschakeling. Als in dit geval de voedingsspanning (logische eenheid) wordt toegepast op de uitgang van de ROM, zal er geen stroom door de jumper vloeien en blijft de jumper intact. Als er een laag spanningsniveau wordt toegepast op de ROM-uitgang (aangesloten op de behuizing), dan zal er een stroom door de geheugenmatrixjumper vloeien, die deze zal verdampen, en wanneer vervolgens informatie uit deze ROM-cel wordt gelezen, zal een logische nul zijn lezen.

Dergelijke chips worden genoemd programmeerbaar ROM (PROM) of PROM en zijn afgebeeld op schakelschema's zoals weergegeven in figuur 3.6. Als voorbeeld van een PROM kunnen microschakelingen 155PE3, 556RT4, 556RT8 en andere worden genoemd.

Figuur 3.6. Conventionele grafische aanduiding van programmeerbaar alleen-lezen geheugen (PROM) op schakelschema's.

Programmeerbare ROM's zijn erg handig gebleken voor productie op kleine en middelgrote schaal. Bij het ontwikkelen van elektronische apparaten is het echter vaak nodig om het programma dat naar ROM is geschreven, te wijzigen. In dit geval kan de ROM niet opnieuw worden gebruikt, dus als de ROM eenmaal is geschreven met een foutief of intermediair programma, moet u deze weggooien, wat natuurlijk de kosten voor het ontwikkelen van apparatuur verhoogt. Om deze tekortkoming weg te werken, werd een ander type ROM ontwikkeld dat gewist en opnieuw geprogrammeerd kon worden.

ROM met ultraviolet wissen is gebouwd op basis van een geheugenmatrix die is gebouwd op geheugencellen, waarvan de interne structuur wordt weergegeven in de volgende afbeelding:

Figuur 3.7. Geheugencel-ROM met ultraviolet en elektrisch wissen.

De cel is een MOS-transistor met een polykristallijne siliciumpoort. Vervolgens wordt deze poort tijdens het fabricageproces van de microschakeling geoxideerd en als gevolg daarvan wordt deze omgeven door siliciumoxide - een diëlektricum met uitstekende isolerende eigenschappen. In de beschreven cel, met de ROM volledig gewist, is er geen lading in de zwevende poort, en daarom geleidt de transistor geen stroom. Bij het programmeren van de ROM wordt een hoge spanning toegepast op de tweede poort die zich boven de zwevende poort bevindt en worden ladingen geïnduceerd in de zwevende poort vanwege het tunneleffect. Nadat de programmeerspanning is verwijderd, blijft de geïnduceerde lading op de zwevende poort, en dus blijft de transistor in de geleidende toestand. De lading op de zwevende poort van zo'n cel kan tientallen jaren worden opgeslagen.

Het blokschema van het beschreven alleen-lezen geheugen verschilt niet van het eerder beschreven masker-ROM. Het enige verschil is dat de hierboven beschreven cel wordt gebruikt in plaats van een smeltbare link. Dit type ROM wordt herprogrammeerbaar alleen-lezen geheugen (EPROM) of EPROM genoemd. In de EPROM wordt het wissen van eerder opgenomen informatie uitgevoerd door ultraviolette straling. Om dit licht ongehinderd naar het halfgeleiderkristal te laten gaan, is een kwartsglasvenster ingebouwd in de behuizing van de ROM-chip.

Wanneer de EPROM-chip wordt bestraald, gaan de isolerende eigenschappen van siliciumoxide verloren, de geaccumuleerde lading van de zwevende poort stroomt in het halfgeleidervolume en de opslagceltransistor gaat in de gesloten toestand. De wistijd van de RPZU-chip varieert van 10 tot 30 minuten.

Het aantal schrijf-wiscycli van EPROM-chips ligt in het bereik van 10 tot 100 keer, waarna de RPZU-chip uitvalt. Dit komt door het vernietigende effect van ultraviolette straling op siliciumoxide. Als voorbeeld van EPROM-microschakelingen kunnen we microschakelingen van de 573-serie van Russische productie noemen, microschakelingen van de 27sXXX-serie van buitenlandse productie. De EPROM slaat meestal de BIOS-programma's van mainframecomputers op. RPZU zijn afgebeeld op schakelschema's zoals weergegeven in figuur 3.8.

Figuur 3.8. Conventionele grafische aanduiding van RPZU (EPROM) op schakelschema's.

Omdat koffers met een kwartsvenster erg duur zijn, evenals een klein aantal schrijf-wiscycli, hebben ze geleid tot het zoeken naar manieren om informatie van een EPROM elektrisch te wissen. Onderweg kwamen we veel moeilijkheden tegen, die nu praktisch zijn opgelost. Nu zijn microschakelingen met elektrisch wissen van informatie vrij wijdverbreid. Als geheugencel gebruiken ze dezelfde cellen als in de EPROM, maar ze worden gewist door elektrische potentiaal, dus het aantal schrijf-wiscycli voor deze microschakelingen bereikt 1.000.000 keer. De tijd voor het wissen van een geheugencel in dergelijke ROM's wordt teruggebracht tot 10 ms. Het besturingscircuit voor elektrisch wisbare programmeerbare ROM bleek complex te zijn, dus twee richtingen voor de ontwikkeling van deze microcircuits zijn geschetst:

1. EEPROM (EEPROM) - elektrisch wisbaar programmeerbaar alleen-lezen geheugen

Elektrisch wisbare EPROM's (EEPROM's) zijn duurder en kleiner van formaat, maar u kunt elke geheugencel afzonderlijk overschrijven. Als gevolg hiervan hebben deze microschakelingen het maximale aantal schrijf-wiscycli. De reikwijdte van elektrisch uitwisbare ROM is de opslag van gegevens die niet mogen worden gewist wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Deze microschakelingen omvatten binnenlandse microschakelingen 573РР3, 558РР3 en buitenlandse EEPROM-microschakelingen van de 28cXX-serie. EEPROM's worden aangeduid op schakelschema's zoals weergegeven in figuur 3.9.

Figuur 9. Elektrisch wisbaar read-only memory (EEPROM) symbool op schakelschema's.

Onlangs is er een tendens geweest om de grootte van de EEPROM te verkleinen door het aantal externe microschakelingspinnen te verminderen. Hiervoor worden het adres en de gegevens via een seriële poort van en naar de chip overgebracht. In dit geval worden twee soorten seriële poorten gebruikt: SPI-poort en I2C-poort (respectievelijk microcircuits 93cXX en 24cXX-serie). De buitenlandse serie 24cXX komt overeen met de binnenlandse serie microschakelingen 558РРX.

FLASH - ROM's verschillen van EEPROM's doordat het wissen niet voor elke cel afzonderlijk wordt uitgevoerd, maar voor de gehele microschakeling als geheel of het geheugenmatrixblok van deze microschakeling, zoals in de EPROM werd gedaan.

Figuur 3.10. Voorwaardelijk-grafische aanduiding van FLASH-geheugen op schakelschema's.

Wanneer u toegang krijgt tot een permanent opslagapparaat, moet u eerst het adres van de geheugencel op de adresbus instellen en vervolgens een leesbewerking uitvoeren vanaf de microschakeling. Dit timingdiagram wordt getoond in figuur 3.11.

Figuur 3.11. Timingdiagrammen van signalen voor het lezen van informatie uit ROM.

In figuur 3.11 geven de pijlen de volgorde weer waarin stuursignalen moeten worden gegenereerd. In deze afbeelding is RD het leessignaal, A is de celadresselectiesignalen (aangezien individuele bits in de adresbus verschillende waarden kunnen aannemen, worden overgangspaden zowel naar de ene als naar de nultoestand getoond), D is de uitvoer informatie gelezen van geselecteerde ROM-locatie.

4. Voer de optelbewerking uit in een aanvullende code en presenteer de gegeven termen in binaire vorm:

1) + 45 2) - 45

- 20 + 20

Oplossing:

1) x 1 \u003d 45 \u003d 0.101101 pr

x 2 \u003d - 20 \u003d 1.010100 pr \u003d 1.101011 arr \u003d 1.101100 extra

+ 1,101100

Antwoord: 0.011001 pr \u003d 25 10

2) x 1 \u003d - 45 \u003d 1.101101 pr

x 2 \u003d 20 \u003d 0,010100 pr

+ 0,010100

Antwoord: 1.100111 toevoegen \u003d 1.011000 arr \u003d 1.011001 pr \u003d - 25 10