szigorúan az csak olvasható memória a vezetékes memóriára utal, például a diódamátrixra és a későbbi maszk ROM-ra. Bár a diszkrét áramkörök megváltoztathatók (elvileg), az integrált áramkörök (IC-k) nem használhatóak, ha az adatok rosszak. Az a tény, hogy az ilyen memóriát soha nem lehet megváltoztatni, nagy hátrány; újabban a ROM általában olyan memóriára utal, amelyet csak normál működés közben olvasnak el, miközben fenntartják a lehetséges mód megváltoztatásának tényét.,
a nem felejtő memória más típusait, például a törölhető, programozható, csak olvasható memóriát (EPROM) és az elektromosan törölhető, csak olvasható memóriát (EEPROM vagy Flash ROM) néha rövidített módon “csak olvasható memóriának” (ROM) nevezik; bár az ilyen típusú memória többször is törölhető és újra programozható, az erre a memóriára való írás hosszabb időt vesz igénybe, és eltérő eljárásokat igényelhet, mint a memória olvasása., Ha használják ezt a kevésbé pontos módon, ” ROM ” jelzi anon-illékony memória, amely arra szolgál, funkciók jellemzően által biztosított maszk ROM, mint például a tárolás programkód és nem felejtő adatokat.
előzmények
sok játékkonzol cserélhető ROM-patronokat használ, lehetővé téve egy rendszer számára, hogy több játékot játsszon.
a szilárdtest ROM legegyszerűbb típusa olyan régi, mint maga a félvezető technológia., A kombinált logikai kapuk manuálisan csatlakoztathatók az n-bit cím bemenet leképezéséhez az M-bit adatkimenet tetszőleges értékeire (egy keresési táblázat). A találmány az integrált áramkör camemask ROM. Maszk ROM áll egy rács szó vonalak (a cím bemenet) és bit vonalak (az adat kimenet), szelektíven össze tranzisztor kapcsolók, és képviselheti önkényes look-up tábla rendszeres fizikai elrendezés és kiszámítható terjedési késleltetés.
a mask ROM-ban az adatok fizikailag kódolva vannak az áramkörben, így csak a gyártás során programozható., Ez számos komoly hátrányhoz vezet:
- csak gazdaságos a mask ROM nagy mennyiségben történő megvásárlása, mivel a felhasználóknak öntödével kell szerződniük, hogy egyedi kialakítást készítsenek.
- ugyanebből az okból hosszú az átfutási idő a mask ROM kialakítása és a késztermék fogadása között.
- maszk ROM nem praktikus R& D munka, mivel a tervezőknek gyakran módosítaniuk kell a memória tartalmát, mivel finomítják a tervet.,
- ha egy terméket hibás maszk ROM-mal szállítanak, az egyetlen módja annak, hogy kijavítsuk, ha visszahívjuk a terméket, és fizikailag kicseréljük a ROM-ot minden szállított egységben.
a későbbi fejlesztések megoldották ezeket a hiányosságokat. Az 1956-ban feltalált PROM lehetővé tette a felhasználók számára, hogy tartalmát pontosan egyszer programozhassák úgy, hogy szerkezetüket nagyfeszültségű impulzusok alkalmazásával fizikailag megváltoztatják. Ez a címzett problémák 1. 2 fent, mivel egy cég egyszerűen rendelni egy nagy adag friss BÁL chips, a program azokat a kívánt tartalmat a tervezők kényelmét., Az EPROM 1971-es találmánya lényegében megoldotta a 3. problémát, mivel az EPROM (a PROM-tól eltérően) ismételten visszaállítható a nem programozott állapotára erős ultraibolya fénynek való kitettség révén. Az 1983-ban feltalált EEPROM hosszú utat tett meg a 4.probléma megoldásához, mivel az EEPROM a helyén programozható, ha a tartalmazó eszköz eszközt biztosít a program tartalmának külső forrásból történő fogadására (például személyi számítógép aseriális kábelen keresztül)., Flash memória, feltalálta a Toshiba az 1980-as évek közepén, illetve kereskedelmi forgalomba az 1990-es évek elején egy formája, EEPROM, ami nagyon hatékony felhasználása chip terület, illetve törölhetők, illetve programozni ezerszer károsodás nélkül.
mindezek a technológiák javították a ROM rugalmasságát, de jelentős chipenkénti költséggel, így nagy mennyiségben a mask ROM évekig gazdaságos választás marad. (Az átprogramozható eszközök csökkenő költségei 2000 – re majdnem megszüntették a mask ROM piacát.) Az újraírható technológiákat a mask ROM helyettesítőjeként képzelték el.,
a legújabb fejlesztés a NAND flash, amelyet a Toshiba is feltalált. Tervezői kifejezetten elszakadtak a múltbeli gyakorlattól, egyértelműen kijelentve, hogy “a NAND Flash célja a merevlemezek cseréje”, ahelyett, hogy a ROM-ot a nem felejtő elsődleges tárolás egyik formájaként használnák. 2007 – től a NAND részben elérte ezt a célt azáltal, hogy a merevlemezekhez hasonló teljesítményt, a fizikai sokk nagyobb toleranciáját, az extrém miniatürizációt (például USB flash meghajtók és apró microSD memóriakártyák formájában), valamint sokkal alacsonyabb energiafogyasztást kínál.,
tárolásához használt programok
Minden tárolt program számítógépet használhat egy formája a nem-felejtő tároló (ez, tároló, ami megőrzi az adatokat, amikor a hatalom eltávolította) tárolja az eredeti program fut, amikor a számítógép be van kapcsolva, vagy más módon kezdődik végrehajtás (egy folyamat néven ismert bootstrapping, gyakran rövidítve “indítás”, illetve “kapcsolódás”). Hasonlóképpen, minden nem triviális számítógépnek szüksége van valamilyen változékony memóriára, hogy rögzítse az állapotának változásait, ahogy végrehajtja.,
a csak olvasható memória formáit nem felejtő tárolóként alkalmazták a legtöbb korai tárolt programszámítógépben, például az ENIAC-ban 1948 után. (Addig nem volt tárolt program számítógép, mivel minden programot manuálisan kellett a gépbe csatlakoztatni, ami napokig vagy hetekig tarthat.) A csak olvasható memóriát egyszerűbb volt megvalósítani, mivel csak egy mechanizmusra volt szüksége a tárolt értékek olvasásához, nem pedig a helyükön történő megváltoztatásához ,így nagyon nyers elektromechanikus eszközökkel is megvalósítható (lásd az alábbi történelmi példákat)., Az advent az integrált áramkörök az 1960-as években, mind a ROM, valamint a változékony megfelelője statikus RAM hajtották végre, mint a tömbök tranzisztorok a szilícium chipek; azonban egy ROM memória cella lehet megvalósítva, hogy a kevesebb tranzisztort, mint egy SRAM memória cella, mivel az utóbbi szüksége van egy retesz (amely 5-20 tranzisztorok), hogy megőrzi a tartalmát, míg egy ROM cellából állhat a hiánya (logikai 0) vagy jelenléte (logikai 1) a tranzisztor csatlakozó egy kicsit sorban, hogy egy szó sort. Következésképpen, ROM lehetne végrehajtani alacsonyabb költség-per-bit, mint a RAM sok éven át.,
Az 1980-as évek legtöbb otthoni számítógépe alapvető értelmezőt vagy operációs rendszert tárolt ROM-ban, mivel a nem illékony Tárolás más formái, például a mágneses lemezmeghajtók túl költségesek voltak. Például a Commodore 64 64 KB RAM-ot tartalmazott, a 20 KB-os ROM pedig egy alapvető értelmezőt tartalmazott, valamint az operációs rendszer “KERNAL” – ját., Később otthoni vagy irodai számítógépeket, mint például az IBM PC XT gyakran szerepelt a mágneses lemez meghajtók vagy nagyobb mennyiségű RAM, amely lehetővé teszi számukra, betölteni az operációs rendszer a lemezen a RAM-ba, csak egy minimális hardver inicializálás core, valamint bootloader megmaradt ROM (ismert, mint a BIOS-ban az IBM-kompatibilis számítógépek). Ez az elrendezés lehetővé tette egy összetettebb, könnyen bővíthető operációs rendszer.,
a modern PC-kben a “ROM” (vagy flash) a fő processzor alapvető bootstrapping firmware-jének tárolására szolgál, valamint az önálló eszközök, például grafikus kártyák, merevlemezek, DVD-meghajtók, TFT-képernyők stb., a rendszerben. Manapság sok ilyen “csak olvasható” emléket – különösen a BIOS – t-gyakran cserélnek Flash memóriával (lásd alább), hogy lehetővé tegyék a helyben történő újraprogramozást, ha firmware frissítésre van szükség., Az egyszerű és érett alrendszerek (például a billentyűzet vagy egyes kommunikációs vezérlők például az alaplap integrált áramköreiben) alkalmazhatják a mask ROM-ot vagy az OTP-t (egyszeri programozható).
a ROM és az utódtechnológiák, például a flash elterjedtek a beágyazott rendszerekben. Ezek mindenben megtalálhatók az ipari robotoktól a háztartási készülékekig és a fogyasztói elektronikáig (MP3 lejátszók, set-top boxok stb.) mindegyiket speciális funkciókra tervezték, de általános célú mikroprocesszorokon alapulnak., A szoftver általában szorosan kapcsolódik a hardverhez, az ilyen eszközökben ritkán van szükség programváltozásokra (amelyek költség, méret vagy energiafogyasztás miatt általában hiányoznak a merevlemezek). 2008-tól a legtöbb termék Flash-t használ, nem pedig mask ROM-ot, és sokan valamilyen eszközt biztosítanak a számítógéphez való csatlakozáshoz firmware-frissítésekhez; például egy digitális audiolejátszó frissíthető egy új fájlformátum támogatására., Néhány hobbista kihasználta ezt a rugalmasságot a fogyasztói termékek új célokra történő újraprogramozásához; például az iPodLinux és az OpenWrt projektek lehetővé tették a felhasználók számára, hogy teljes funkcionalitású Linux disztribúciókat futtassanak MP3 lejátszóikon, illetve vezeték nélküli útválasztóikon.
A ROM a kriptográfiai adatok bináris tárolására is hasznos, mivel megnehezíti azok cseréjét, ami kívánatos lehet az információbiztonság növelése érdekében.,
adatok tárolására használható
mivel a ROM (legalább vezetékes maszk formájában) nem módosítható, valójában csak olyan adatok tárolására alkalmas, amelyek várhatóan nem igényelnek módosítást az eszköz élettartamához. Ebből a célból a ROM-ot számos számítógépen felhasználták a matematikai és logikai függvények értékelésére szolgáló keresőtáblák tárolására (például egy lebegőpontos egység táblázhatja a szinuszfüggvényt a gyorsabb számítás megkönnyítése érdekében). Ez különösen akkor volt hatékony, ha a CPU-k lassúak voltak, a ROM pedig olcsó volt a RAM-hoz képest.,
nevezetesen, a korai személyi számítógépek megjelenítő adapterei bitmapped betűtípus karakterek tábláit tárolták a ROM-ban. Ez általában azt jelentette, hogy a szöveges megjelenítő betűtípust nem lehetett interaktívan megváltoztatni. Ez volt a helyzet mind az IBM PC XT-vel elérhető CGA, mind MDA adapterek esetében.
a ROM használata ilyen kis mennyiségű adat tárolására szinte teljesen eltűnt a modern általános célú számítógépekben. A Flash ROM azonban új szerepet vállalt a fájlok tömeges tárolásának vagy másodlagos tárolásának médiumaként.,
Types
Az első EPROM, egy Intel 1702, a szerszám-és huzalkötésekkel jól látható a Törlés ablakban.
Semiconductor based
Classic mask-programozott ROM chipek integrált áramkörök, amelyek fizikailag kódolják a tárolandó adatokat, így a gyártás után lehetetlen megváltoztatni tartalmukat., Más típusú nem felejtő szilárdtest memória lehetővé teszi bizonyos fokú módosítás:
- programozható csak olvasható memória( PROM), vagy egyszeri programozható ROM (OTP), lehet írni, vagy programozott keresztül egy speciális eszköz az úgynevezett PROM programozó. Ez az eszköz általában nagy feszültségeket használ a chipen belüli belső kapcsolatok (biztosítékok vagy biztosítékok) végleges megsemmisítésére vagy létrehozására. Következésképpen egy bál csak egyszer programozható.,
- Törölhető, programozható, csak olvasható memória (EPROM) törölhető expozíció erős ultraibolya fény (általában 10 percig, vagy tovább), aztán átírták egy folyamat, hogy újra kell magasabb, mint a szokásos alkalmazott feszültség. Az UV-fénynek való ismételt kitettség idővel elhasználja az EPROM-ot, de a legtöbb EPROM-Chip tartóssága meghaladja az 1000 törlési és átprogramozási ciklust. Az EPROM chipcsomagokat gyakran azonosítja a kiemelkedő kvarc “ablak”, amely lehetővé teszi az UV fény bejutását. A programozás után az ablakot általában egy címke borítja, amely megakadályozza a véletlen törlést., Egyes EPROM chipek gyárilag törlődnek, mielőtt csomagolják őket, és nem tartalmaznak ablakot; ezek hatékonyan PROM.
- Elektromosan törölhető, programozható, csak olvasható memóriával (EEPROM) alapul hasonló félvezető szerkezet EPROM, de lehetővé teszi annak teljes tartalmát (vagy kijelölt bankok), hogy elektromosan törölhetőek, aztán átírták elektromosan, hogy nem kell eltávolítani a számítógépről (vagy a fényképezőgép, MP3 lejátszó, stb.). Az EEPROM írása vagy villogása sokkal lassabb (milliszekundum / bit), mint egy ROM-ról történő olvasás vagy írás RAM-ra (mindkét esetben nanoszekundum).,
- elektromosan megváltoztatható csak olvasható memória (EAROM) egy olyan típusú EEPROM, amely lehet módosítani egy kicsit egy időben. Az írás nagyon lassú folyamat, ismét nagyobb feszültségre van szüksége (általában körülbelül 12 V), mint az olvasási hozzáféréshez. A füldugókat olyan alkalmazásokhoz szánják, amelyek ritkán, csak részleges átírást igényelnek. Az EAROM nem illékony tárolóként használható a kritikus rendszerbeállítási információkhoz; sok alkalmazásban az EAROM-ot a hálózati tápellátással ellátott CMOS RAM váltotta fel, és lítium akkumulátorral biztonsági másolatot készített.,
- Flash memória (vagy egyszerűen flash) egy modern típusú EEPROM feltalálták 1984-ben. Flash memória törölhető és újraírható gyorsabb, mint a hagyományos EEPROM, és újabb tervek jellemző nagyon nagy állóképesség (több mint 1.000.000 ciklus). Modern NAND flash teszi a hatékony felhasználása szilícium chip terület, ami az egyes ICs kapacitás olyan magas, mint a 32 GB-os, 2007-ben; ez a funkció, valamint az állóképesség, fizikai tartósság, lehetővé tette, hogy NAND flash, hogy cserélje ki a mágneses bizonyos alkalmazások (például az USB flash meghajtók)., A Flash memóriát néha flash ROM-nak vagy flash EEPROM-nak nevezik, ha régebbi ROM-típusok helyettesítésére használják, de nem olyan alkalmazásokban, amelyek kihasználják a gyors és gyakori módosítási képességét.
írási védelem alkalmazásával bizonyos típusú újraprogramozható ROM-ok átmenetileg csak olvasható memóriává válhatnak.
egyéb technológiák
vannak más típusú nem felejtő memória, amelyek nem alapulnak szilárdtest IC technológia, beleértve:
- optikai adathordozó, mint a CD-ROM, amely csak olvasható (analóg álarcos ROM)., CD-R írásra egyszer olvasni sok (analóg PROM), míg CD-RW támogatja erase-rewrite ciklusok (analóg EEPROM); mindkettő célja a visszafelé kompatibilitás CD-ROM.
Történelmi példák
Transzformátor mátrix ROM (TROS), az IBM System 360/20
- Dióda mátrix ROM, használt kis mennyiségben sok számítógépek az 1960-as években, valamint az elektronikus asztal számológépek, majd a billentyűzet kódoló terminálok esetében., Ezt a ROM-ot úgy programozták, hogy diszkrét félvezető diódákat telepítettek a kiválasztott helyekre a word vonalnyomok mátrixa és a bitvonal nyomai között egy nyomtatott áramköri kártyán.
- Ellenállás, kondenzátor, vagy transzformátor mátrix ROM, használt sok számítógép, amíg az 1970-es években. Mint dióda mátrix ROM volt programozva, azáltal, alkatrészek a kiválasztott helyszínek között egy mátrix szó vonalakat, kis vonalak. ENIAC funkció táblázatok voltak ellenállás mátrix ROM, programozott kézi beállításával Forgó kapcsolók., Különböző modellek az IBM System/360and komplex perifériás eszközök tárolása a mikrokód sem a kondenzátor (az úgynevezett BCROS a kiegyensúlyozott kondenzátor, csak olvasható tároló a 360/50, valamint 360/65, vagy CCROS a feltöltött kondenzátor, csak olvasható tároló a 360/30), vagy transzformátor (calledTROS transzformátor, csak olvasható tároló a 360/20, 360/40 mások) mátrix ROM.
- Magkötél, a transzformátor mátrix ROM technológia egyik formája, ahol a méret és a súly kritikus volt. Ezt használták inNASA / MIT Apollo űrhajó számítógépek, DEC PDP-8 számítógépek, és más helyeken., Az ilyen típusú ROM-ot kézzel programozták a “word line drót” szövésével a ferrit transzformátor magjain belül vagy kívül.
- Dimond gyűrű tárolja, amelyben a vezetékeket nagy ferritgyűrűk sorozatán keresztül menjük át, amelyek csak érzékelő eszközként működnek. Ezeket a Txe telefonközpontokban használták.,
- A perforált fém karakter maszk (“stencil”) a Charactron katódsugárcső, amely használták, mint ROM alakja széles elektronsugaras, hogy létrehozzák a kiválasztott karakter alakját a képernyőn vagy a kijelzőn, vagy a beolvasott elektronsugaras, hogy létrehozzák a kiválasztott karakter alakja, mint egy sablont a videó jel.
sebesség
olvasás
bár a RAM vs. ROM relatív sebessége idővel változott, 2007-től a nagy RAM chipek gyorsabban olvashatók, mint a legtöbb ROM., Ezért (és az egységes hozzáférés lehetővé tétele érdekében) a ROM-tartalmat néha átmásolják a RAM-ba vagy árnyékolják az első használat előtt, majd később a RAM-ból olvasják.
írása az elektromosan módosítható ROM-típusok esetében az írási sebesség mindig sokkal lassabb, mint az olvasási sebesség, és szükség lehet szokatlanul nagy feszültségre, az áthidaló dugók mozgására az írási-engedélyezési jelek, valamint a speciális zárolási/feloldási parancskódok alkalmazásához., A Modern NAND Flash minden újraírható ROM technológia legmagasabb írási sebességét éri el, olyan sebességgel, mint 15 MB/s (vagy 70 ns/bit), lehetővé téve (igénylő) nagy memóriasejtek egyidejű írását.
állóképesség és adatmegőrzés
mivel az elektronok egy elektromos szigetelő rétegen keresztül egy lebegő Tranzisztoros kapura vannak kényszerítve, az újraírható ROM-ok csak korlátozott számú írási és törlési ciklust tudnak ellenállni, mielőtt a szigetelés véglegesen megsérülne., A legkorábbi fülekben ez akár 1000 írási ciklus után is előfordulhat, míg a modern Flash EEPROMBAN az állóképesség meghaladhatja az 1 000 000-et, de ez semmiképpen sem végtelen. Ez a korlátozott kitartás, valamint a bitenkénti magasabb költség azt jelenti, hogy a Flash-alapú tárolás valószínűleg nem fogja teljesen kiszorítani a mágneses lemezmeghajtókat a közeljövőben.
az az időtartam, amelyen a ROM pontosan olvasható marad, nem korlátozódik az írási kerékpározásra. Az EPROM, az EAROM, az EEPROM és a Flash adatmegőrzését korlátozhatja a memóriacellás tranzisztorok lebegő kapujából szivárgó töltés., A szivárgást magas hőmérséklet vagy sugárzás gyorsítja. Az álarcos ROM és a fuse / antifuse PROM nem szenved ettől a hatástól,mivel adatmegőrzésük az integrált áramkör fizikai, nem pedig elektromos állandóságától függ (bár a biztosíték újbóli növekedése néhány rendszerben problémát jelentett).
tartalomképek
a videojáték-konzolos patronokban lévő ROM-chipek tartalma speciális szoftverekkel vagy hardvereszközökkel kinyerhető. A kapott memória dump fájlok ismert ROM képek, és lehet használni, hogy készítsen ismétlődő patronok, vagy konzol emulátorok., A kifejezés származik, amikor a legtöbb konzol játékok osztották ki a patront tartalmazó ROM chipek, de nem ért el ilyen széles körben elterjedt használata, hogy még mindig alkalmazott képek az újabb játékok szét a CD-Rom-ok, vagy más optikai médiát.
a kereskedelmi Játékok ROM-képei általában szerzői joggal védett szoftvert tartalmaznak. A szerzői joggal védett szoftverek jogosulatlan másolása és terjesztése általában a szerzői jogi törvények megsértését jelenti (egyes joghatóságokban a ROM-patronok biztonsági mentés céljából történő megkettőzése méltányosnak tekinthető)., Ennek ellenére van egy virágzó közösség, amely az ilyen szoftverek és szoftverek illegális terjesztésével és kereskedelmével foglalkozik. Ilyen körökben a “ROM-képek” kifejezést néha egyszerűen “ROM-ra” rövidítik, vagy néha “romz” – ra változtatják, hogy kiemeljék a kapcsolatot a “warez” – vel.