Madame Lelica

strictement, la mémoire en lecture seule fait référence à la mémoire câblée, telle que la matrice de diode et la ROM de masque ultérieure. Bien que les circuits discrets puissent être modifiés (en principe), les circuits intégrés (IC) ne peuvent pas et sont inutiles si les données sont mauvaises. Le fait qu’une telle mémoire ne puisse jamais être modifiée est un gros inconvénient; plus récemment, ROM se réfère généralement à la mémoire en lecture seule en fonctionnement normal, tout en réservant le fait d’une manière possible de la changer.,

D’autres types de mémoire non volatile tels que la mémoire en lecture seule programmable effaçable (EPROM) et la mémoire en lecture seule programmable effaçable électriquement (EEPROM ou Flash ROM) sont parfois appelés, de manière abrégée, « mémoire en lecture seule” (ROM); bien que ces types de mémoire puissent être effacés et reprogrammés plusieurs fois, l’écriture dans cette mémoire prend plus de temps et peut nécessiter des procédures différentes de celles de la lecture de la mémoire., Lorsqu’il est utilisé de cette manière moins précise,” ROM  » indique une mémoire anon-volatile qui sert des fonctions généralement fournies par mask ROM, telles que le stockage du code de programme et des données non volatiles.

Histoire

de Nombreuses consoles de jeux utiliser interchangeables ROM, cartouches, permettant à un système unique de jouer à plusieurs jeux.

mémoire en Lecture seule a été utilisée pour métiers Jacquard.

le type le plus simple de ROM à semi-conducteurs est aussi vieux que la technologie des semi-conducteurs elle-même., Les portes logiques combinatoires peuvent être jointes manuellement pour mapper l’entrée d’adresse n-bit sur les valeurs arbitraires de la sortie de données m-bit (une table de recherche). Avec l’invention du circuit intégré camemask ROM. Mask ROM se compose d’une grille de lignes de mots (l’entrée d’adresse) et de lignes de bits (la sortie de données), jointes sélectivement avec des commutateurs à transistors, et peut représenter une table de recherche arbitraire avec une disposition physique régulière et un retard de propagation prévisible.

dans mask ROM, les données sont codées physiquement dans le circuit, elles ne peuvent donc être programmées que pendant la fabrication., Cela conduit à un certain nombre d’inconvénients graves:

1. Il est seulement économique d’acheter mask ROM en grande quantité, car les utilisateurs doivent contracter avec une fonderie pour produire un design personnalisé.
2. Le délai d’exécution entre l’achèvement de la conception d’une ROM de masque et la réception du produit fini est long, pour la même raison.
3. Mask ROM n’est pas pratique pour le travail R&D car les concepteurs ont souvent besoin de modifier le contenu de la mémoire lorsqu’ils affinent un design.,
4. si un produit est livré avec une ROM de masque défectueuse, la seule façon de le réparer est de rappeler le produit et de remplacer physiquement la ROM dans chaque unité expédiée.

Les développements ultérieurs ont remédié à ces lacunes. PROM, inventé en 1956, a permis aux utilisateurs de programmer son contenu exactement une fois en modifiant physiquement sa structure avec l’application d’impulsions à haute tension. Cela a résolu les problèmes 1 et 2 ci-dessus, car une entreprise peut simplement commander un grand lot de puces PROM fraîches et les programmer avec le contenu souhaité à la convenance de ses concepteurs., L’invention de 1971 de L’EPROM a essentiellement résolu le problème 3, car L’EPROM (contrairement à PROM) peut être réinitialisée à plusieurs reprises à son état non programmé par exposition à une forte lumière ultraviolette. EEPROM, inventé en 1983, a beaucoup contribué à résoudre le problème 4, car une EEPROM peut être programmée sur place si le dispositif contenant fournit un moyen de recevoir le contenu du programme d’une source externe (par exemple, un ordinateur personnel via un câble aserial)., La mémoire Flash, inventée chez Toshiba au milieu des années 1980 et commercialisée au début des années 1990, est une forme d’EEPROM qui utilise très efficacement la zone de la puce et peut être effacée et reprogrammée des milliers de fois sans dommage.

toutes ces technologies ont amélioré la flexibilité de la ROM, mais à un coût par puce important, de sorte qu’en grande quantité, mask ROM resterait un choix économique pendant de nombreuses années. (La diminution du coût des dispositifs reprogrammables avait presque éliminé le marché de la ROM de masque en l’an 2000.) Des technologies réinscriptibles ont été envisagées pour remplacer mask ROM.,

le développement le plus récent est NAND flash, également inventé chez Toshiba. Ses concepteurs ont explicitement rompu avec la pratique passée, déclarant clairement que « le but de Nand Flash est de remplacer les disques durs », plutôt que l’utilisation traditionnelle de la ROM comme une forme de stockage primaire non volatile. À partir de 2007, NAND a partiellement atteint cet objectif en offrant un débit comparable aux disques durs, une tolérance plus élevée aux chocs physiques, une miniaturisation extrême (sous la forme de clés USB et de minuscules cartes mémoire microSD, par exemple) et une consommation d’énergie beaucoup plus faible.,

utilisation pour stocker des programmes

chaque ordinateur de programme stocké peut utiliser une forme de stockage non volatile (c’est-à-dire un stockage qui conserve ses données lorsque l’alimentation est coupée) pour stocker le programme initial qui s’exécute lorsque l’ordinateur est sous tension ou commence autrement l’exécution (un processus connu De même, chaque ordinateur non trivial a besoin d’une forme de mémoire mutable pour enregistrer les changements dans son état au fur et à mesure de son exécution.,

des formes de mémoire en lecture seule ont été utilisées comme stockage non volatil pour les programmes dans la plupart des premiers ordinateurs à programme stocké, tels que L’ENIAC après 1948. (Jusque-là, ce n’était pas un ordinateur à programme stocké car chaque programme devait être câblé manuellement dans la machine, ce qui pouvait prendre des jours à des semaines.) La mémoire en lecture seule était plus simple à implémenter car elle n’avait besoin que d’un mécanisme pour lire les valeurs stockées, et non pour les modifier en place, et pouvait donc être implémentée avec des dispositifs électromécaniques très bruts (voir les exemples historiques ci-dessous)., Avec l’avènement des circuits intégrés dans les années 1960, la ROM et son homologue mutable la RAM statique ont été mises en œuvre sous forme de réseaux de transistors dans des puces en silicium; cependant, une cellule de mémoire ROM pourrait être mise en œuvre en utilisant moins de transistors qu’une cellule de mémoire SRAM, car cette dernière a besoin d’un verrou (comprenant 5-20 transistors) pour conserver son contenu, tandis qu’une cellule ROM pourrait consister en l’absence (logique 0) ou la présence (logique 1) d’un transistor reliant une ligne de bits à une ligne de mots. Par conséquent, la ROM pourrait être implémentée à un coût par bit inférieur à la RAM pendant de nombreuses années.,

la plupart des ordinateurs personnels des années 1980 stockaient un interpréteur de base ou un système d’exploitation dans la ROM car d’autres formes de stockage non volatile telles que les disques magnétiques étaient trop coûteuses. Par exemple, le Commodore 64 comprenait 64 Ko de RAM et 20 Ko de ROM contenait un interpréteur de base et le « KERNAL” de son système d’exploitation., Les ordinateurs domestiques ou de bureau ultérieurs tels que L’IBM PC included comprenaient souvent des lecteurs de disque magnétique et de plus grandes quantités de RAM, leur permettant de charger leurs systèmes d’exploitation à partir du disque dans la RAM, avec seulement un noyau d’initialisation matérielle minimal et un chargeur de démarrage restant dans la ROM (connu sous le nom de BIOS Cette disposition a permis un système d’exploitation plus complexe et facilement évolutif.,

dans les PC modernes, « ROM” (ou flash) est utilisé pour stocker le micrologiciel d’amorçage de base pour le processeur principal, ainsi que les différents micrologiciels nécessaires pour contrôler en interne les périphériques autonomes tels que les cartes graphiques, les disques durs, les lecteurs de DVD, les écrans TFT, etc. dans le système. Aujourd’hui, beaucoup de ces mémoires « en lecture seule”-en particulier le BIOS – sont souvent remplacées par de la mémoire Flash (voir ci – dessous), afin de permettre une reprogrammation sur place en cas de besoin d’une mise à niveau du micrologiciel., Cependant, des sous-systèmes simples et matures (tels que le clavier ou certains contrôleurs de communication dans les circuits intégrés de la carte principale, par exemple) peuvent utiliser mask ROM ou OTP (programmable à usage unique).

la ROM et les technologies ultérieures telles que le flash sont répandues dans les systèmes embarqués. Ceux-ci sont dans tout, des robots industriels aux appareils ménagers et à l’électronique grand public(Lecteurs MP3, décodeurs, etc.) qui sont tous conçus pour des fonctions spécifiques, mais sont basés sur des microprocesseurs à usage général., Les logiciels étant généralement étroitement couplés au matériel, les modifications de programme sont rarement nécessaires dans de tels périphériques (qui manquent généralement de disques durs pour des raisons de coût, de taille ou de consommation d’énergie). À partir de 2008, la plupart des produits utilisent Flash plutôt que mask ROM, et beaucoup fournissent des moyens pour se connecter à un PC pour les mises à jour du micrologiciel; par exemple, un lecteur audio numérique peut être mis à jour pour prendre en charge un nouveau format de fichier., Certains amateurs ont profité de cette flexibilité pour reprogrammer des produits grand public à de nouvelles fins; par exemple, les projets iPodLinux et OpenWrt ont permis aux utilisateurs d’exécuter des distributions Linux complètes sur leurs lecteurs MP3 et leurs routeurs sans fil, respectivement.

la ROM est également utile pour le stockage binaire de données cryptographiques, car elle les rend difficiles à remplacer, ce qui peut être souhaitable afin d’améliorer la sécurité de l’information.,

utilisation pour stocker des données

étant donné que la ROM (au moins sous forme de masque câblé) ne peut pas être modifiée, elle ne convient vraiment que pour stocker des données qui ne devraient pas avoir besoin de modification pendant la durée de vie de l’appareil. À cette fin, ROM a été utilisé dans de nombreux ordinateurs pour stocker des tables de recherche pour l’évaluation des fonctions mathématiques et logiques (par exemple, une unité à virgule flottante peut tabuler la fonction sinus afin de faciliter un calcul plus rapide). Cela était particulièrement efficace lorsque les processeurs étaient lents et que la ROM était bon marché par rapport à la RAM.,

notamment, les adaptateurs d’affichage des premiers ordinateurs personnels stockaient des tables de caractères de police bitmap dans la ROM. Cela signifiait généralement que la police d’affichage du texte ne pouvait pas être modifiée de manière interactive. Ce fut le cas pour les adaptateurs CGA et MDA disponibles avec L’IBM PC XT.

l’utilisation de la ROM pour stocker de si petites quantités de données a presque complètement disparu dans les ordinateurs modernes à usage général. Cependant, Flash ROM a pris un nouveau rôle en tant que support pour le stockage de masse ou le stockage secondaire de fichiers.,

Types

la première EPROM, une Intel 1702, avec les liens de matrice et de fil clairement visibles à travers la fenêtre d’effacement.

à base de semi-conducteurs

Les puces ROM classiques programmées par masque sont des circuits intégrés qui codent physiquement les données à stocker, et il est donc impossible de changer leur contenu après la fabrication., D’autres types de mémoire à semi-conducteurs non volatile permettent un certain degré de modification:

• La mémoire Programmable en lecture seule (PROM), ou la ROM programmable unique (OTP), peut être écrite ou programmée via un dispositif spécial appelé programmeur PROM. En règle générale, cet appareil utilise des tensions élevées pour détruire ou créer de manière permanente des liens internes (fusibles ou antifus) dans la puce. Par conséquent, une PROM ne peut être programmée qu’une seule fois.,
• La mémoire en lecture seule programmable effaçable (EPROM) peut être effacée par exposition à une forte lumière ultraviolette (généralement pendant 10 minutes ou plus), puis réécrite avec un processus qui nécessite à nouveau une tension plus élevée que d’habitude appliquée. L’exposition répétée à la lumière UV finira par User une EPROM, mais l’endurance de la plupart des puces EPROM dépasse 1000 cycles d’effacement et de reprogrammation. Les paquets de puces EPROM peuvent souvent être identifiés par la « fenêtre” de quartz proéminente qui permet à la lumière UV d’entrer. Après la programmation, la fenêtre est généralement recouverte d’une étiquette pour éviter tout effacement accidentel., Certaines puces EPROM sont effacées en usine avant d’être emballées et n’incluent aucune fenêtre; ce sont effectivement des PROM.
• la mémoire programmable en lecture seule effaçable électriquement (EEPROM) est basée sur une structure semi-conductrice similaire à L’EPROM, mais permet d’effacer électriquement tout son contenu (ou certaines banques), puis de les réécrire électriquement, de sorte qu’ils n’aient pas besoin d’être retirés de l’ordinateur (ou de l’appareil photo, du lecteur MP3, etc.). L’écriture ou le clignotement d’une EEPROM est beaucoup plus lent (millisecondes par bit) que la lecture d’une ROM ou l’écriture sur une RAM (nanosecondes dans les deux cas).,
  • La mémoire en lecture seule modifiable électriquement (EAROM) est un type d’EEPROM qui peut être modifié un bit à la fois. L’écriture est un processus très lent et nécessite à nouveau une tension plus élevée (généralement autour de 12 V) que celle utilisée pour l’accès en lecture. Les EAROMs sont destinés aux applications qui nécessitent une réécriture peu fréquente et seulement partielle. EAROM peut être utilisé comme stockage non volatil pour les informations critiques de configuration du système; dans de nombreuses applications, EAROM a été supplanté par la RAM CMOS fournie par l’alimentation secteur et sauvegardée avec une batterie au lithium.,
  • La Mémoire Flash (ou simplement flash) est un type moderne d’EEPROM inventé en 1984. La mémoire Flash peut être effacée et réécrite plus rapidement que l’EEPROM ordinaire, et les conceptions plus récentes présentent une très grande endurance (dépassant 1 000 000 cycles). Le flash NAND moderne utilise efficacement la zone de puce de silicium, ce qui permet de créer des circuits intégrés individuels d’une capacité pouvant atteindre 32 Go à partir de 2007; cette fonctionnalité, ainsi que son endurance et sa durabilité physique, a permis au flash NAND de remplacer le magnétique dans certaines applications (telles que les lecteurs flash USB)., La mémoire Flash est parfois appelée Flash ROM ou flash EEPROM lorsqu’il est utilisé comme un remplacement pour les anciens types de ROM, mais pas dans les applications qui tirent parti de sa capacité à être modifié rapidement et fréquemment.

en appliquant une protection en écriture, certains types de Rom reprogrammables peuvent devenir temporairement de la mémoire en lecture seule.

autres technologies

Il existe d’autres types de mémoire non volatile qui ne sont pas basés sur la technologie des circuits intégrés à semi-conducteurs, y compris:

• supports de stockage optiques, tels que le CD-ROM en lecture seule (analogue à la ROM masquée)., Le CD-R est écrit une fois lu beaucoup (analogue à PROM), tandis que le CD-RW prend en charge les cycles d’effacement-réécriture (analogue à EEPROM); les deux sont conçus pour la rétrocompatibilité avec le CD-ROM.

exemples historiques

transformer matrix ROM (TROS), du système IBM 360/20

• Diode matrix ROM, utilisé en petites quantités dans de nombreux ordinateurs dans les années 1960 ainsi que des calculatrices de bureau électroniques et des encodeurs de clavier pour terminaux., Cette ROM a été programmée en installant des diodes semi-conductrices discrètes à des endroits sélectionnés entre une matrice de traces de lignes de mots et de traces de lignes de bits sur une carte de circuit imprimé.
• résistance, condensateur, ou transformateur matrice ROM, utilisé dans de nombreux ordinateurs jusqu’aux années 1970. comme diode matrice ROM, il a été programmé en plaçant des composants à des endroits sélectionnés entre une matrice de lignes de mots et de lignes de bits. Les Tables de fonction d’ENIAC étaient des ROM à matrice de résistance, programmées en réglant manuellement les commutateurs rotatifs., Divers modèles du système IBM / 360et des périphériques complexes ont stocké leur microcode dans un condensateur (appelé BCROS pour le stockage en lecture seule à condensateur équilibré sur les 360/50 et 360/65, ou CCROS pour le stockage en lecture seule à condensateur chargé sur le 360/30) ou un transformateur (appelé tros pour le stockage en lecture seule à transformateur sur
• corde de noyau, une forme de technologie de ROM de matrice de transformateur utilisée où la taille et le poids étaient critiques. Cela a été utilisé dans les ordinateurs spatiaux Apollo de inNASA/MIT, les ordinateurs PDP-8 de DEC et d’autres endroits., Ce TYPE DE ROM a été programmé à la main en tissant des « fils de ligne de mot” à l’intérieur ou à l’extérieur des noyaux de transformateur de ferrite.
• magasins D’anneaux Dimond, dans lesquels les fils sont filetés à travers une séquence de grands anneaux de ferrite qui fonctionnent uniquement comme des dispositifs de détection. Ceux-ci ont été utilisés dans les centraux téléphoniques TXE.,
• Le masque de caractère métallique perforé (« pochoir ») dans les tubes cathodiques Charactron, qui a été utilisé comme ROM pour façonner un large faisceau d’électrons pour former une forme de caractère sélectionnée sur l’écran soit pour l’affichage, soit un faisceau d’électrons scanné pour former une forme de caractère sélectionnée comme superposition sur un signal vidéo.

vitesse

lecture

bien que la vitesse relative de la RAM par rapport à la ROM ait varié au fil du temps, à partir de 2007, les grandes puces RAM peuvent être lues plus rapidement que la plupart des ROM., Pour cette raison (et pour permettre un accès uniforme), le contenu de la ROM est parfois copié dans la RAM ou ombré avant sa première utilisation, puis lu à partir de la RAM.

écriture

pour les types de ROM pouvant être modifiés électriquement, la vitesse d’écriture est toujours beaucoup plus lente que la vitesse de lecture, et il peut avoir besoin d’une tension inhabituellement élevée, du mouvement des fiches de cavalier pour appliquer des signaux d’activation en écriture et des codes de commande spéciaux de verrouillage / déverrouillage., Le Flash NAND moderne atteint les vitesses d’écriture les plus élevées de toute technologie ROM réinscriptible, avec des vitesses allant jusqu’à 15 Mo/s (ou 70 ns/bit), en permettant (nécessitant) de gros blocs de cellules de mémoire à écrire simultanément.

Endurance et conservation des données

parce qu’elles sont écrites en forçant des électrons à travers une couche d’isolation électrique sur une grille de transistor flottant, les ROM réinscriptibles ne peuvent résister qu’à un nombre limité de cycles d’écriture et d’effacement avant que l’isolation ne soit définitivement endommagée., Dans les premiers EAROMs, cela peut se produire après aussi peu que 1 000 cycles d’écriture, tandis que dans L’EEPROM Flash moderne, l’endurance peut dépasser 1 000 000, mais elle n’est en aucun cas infinie. Cette endurance limitée, ainsi que le coût par bit plus élevé, signifie que le stockage basé sur Flash est peu susceptible de supplanter complètement les lecteurs de disque magnétique dans un proche avenir.

la durée sur laquelle une ROM reste lisible avec précision n’est pas limitée par le cycle d’écriture. La rétention de données de L’EPROM, de L’EAROM, de L’EEPROM et du Flash peut être limitée par une fuite de charge provenant des portes flottantes des transistors de cellules de mémoire., Les fuites sont accélérées par des températures élevées ou des radiations. Masked ROM et fuse / antifuse PROM ne souffrent pas de cet effet, car leur conservation des données dépend de la permanence physique plutôt qu’électrique du circuit intégré (bien que la re-croissance du fusible était autrefois un problème dans certains systèmes).

images de contenu

le contenu des puces ROM dans les cartouches de consoles de jeux vidéo peut être extrait avec des logiciels ou des périphériques matériels spéciaux. Les fichiers de vidage de mémoire résultants sont connus sous le nom D’images ROM, et peuvent être utilisés pour produire des cartouches en double, ou dans des émulateurs de console., Le terme est apparu lorsque la plupart des jeux de console ont été distribués sur des cartouches contenant des puces ROM, mais a atteint un usage si répandu qu’il est toujours appliqué aux images de jeux plus récents distribués sur CD-ROM ou d’autres supports optiques.

Les images ROM des jeux commerciaux contiennent généralement des logiciels protégés par le droit d’auteur. La copie et la distribution non autorisées de logiciels protégés par le droit d’auteur constituent généralement une violation des lois sur le droit d’auteur (dans certaines juridictions, la duplication de cartouches ROM à des fins de sauvegarde peut être considérée comme une utilisation équitable)., Néanmoins, il existe une communauté florissante engagée dans la distribution et le commerce illégaux de tels logiciels et abandonware. Dans de tels cercles, le terme « images ROM” est parfois raccourci simplement en « ROM” ou parfois changé en « romz” pour mettre en évidence la connexion avec « warez”.