Madame Lelica

strikt genomen verwijst alleen-lezen geheugen naar geheugen dat hard-bedraad is, zoals diode matrix en de latere mask ROM. Hoewel discrete circuits (in principe) kunnen worden gewijzigd, kunnen geïntegreerde circuits (ICs) niet en zijn nutteloos als de gegevens slecht zijn. Het feit dat een dergelijk geheugen nooit kan worden veranderd is een groot nadeel; meer recentelijk, ROM verwijst vaak naar geheugen dat is alleen-lezen in normale werking, terwijl het feit van een mogelijke manier om het te veranderen voorbehouden.,

andere typen niet-vluchtig geheugen, zoals erasable programmable read only memory (EPROM) en electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM of Flash ROM) worden soms afgekort aangeduid als “read-only memory” (ROM); hoewel deze typen geheugen meerdere keren kunnen worden gewist en opnieuw geprogrammeerd, duurt het schrijven naar dit geheugen langer en kan het nodig zijn andere procedures dan het lezen van het geheugen., Wanneer gebruikt op deze minder nauwkeurige manier, geeft “ROM” anon-vluchtig geheugen aan dat functies dient die typisch door mask ROM worden geleverd, zoals opslag van programmacode en niet-vluchtige gegevens.

geschiedenis

veel spelconsoles gebruiken verwisselbare ROM-cartridges, waardoor één systeem MEERDERE spellen kan spelen.

alleen-lezen geheugen werd gebruikt voor Jacquard weefgetouwen.

het eenvoudigste type vastestof ROM is zo oud als de halfgeleidertechnologie zelf., Combinationele logische poorten kunnen handmatig worden samengevoegd om n-bit-adresinvoer toe te wijzen op willekeurige waarden van M-bit-gegevensuitvoer (een opzoektabel). Met de uitvinding van de geïntegreerde schakeling camemask ROM. Mask ROM bestaat uit een raster van woordlijnen (de address input) en bit lijnen (de data output), selectief samengevoegd met transistor switches, en kan een willekeurige lookup tabel met een regelmatige fysieke lay-out en voorspelbare propagatie vertraging vertegenwoordigen.

in mask ROM wordt de data fysiek gecodeerd in het circuit, dus het kan alleen worden geprogrammeerd tijdens de fabricage., Dit leidt tot een aantal ernstige nadelen:

1. Het is alleen economisch om maskerrom in grote hoeveelheden te kopen, aangezien gebruikers een contract moeten sluiten met een gieterij om een aangepast ontwerp te produceren.
2. De doorlooptijd tussen het voltooien van het ontwerp van een masker ROM en het ontvangen van het eindproduct is lang, om dezelfde reden.
3. Mask ROM is onpraktisch voor R&D werk, omdat ontwerpers vaak de inhoud van het geheugen moeten wijzigen wanneer ze een ontwerp verfijnen.,
4. als een product wordt geleverd met een defecte mask ROM, is de enige manier om het te repareren het product terug te roepen en de ROM fysiek te vervangen in elke eenheid die wordt verzonden.de volgende ontwikkelingen hebben deze tekortkomingen verholpen. PROM, uitgevonden in 1956, stelde gebruikers in staat om de inhoud precies één keer te programmeren door de structuur fysiek te veranderen met behulp van hoogspanningspulsen. Dit aangepakt problemen 1 en 2 hierboven, omdat een bedrijf kan gewoon een grote partij van verse PROM chips bestellen en programmeren met de gewenste inhoud op het gemak van de ontwerpers’., De 1971 uitvinding van EPROM lost probleem 3 hoofdzakelijk op, aangezien EPROM (in tegenstelling tot PROM) herhaaldelijk aan zijn ongeprogrammeerde staat door blootstelling aan sterk ultraviolet licht kan worden teruggezet. EEPROM, uitgevonden in 1983, ging een lange weg naar het oplossen van probleem 4, omdat een EEPROM kan worden geprogrammeerd in-place als het bevattende apparaat biedt een middel om de inhoud van het programma van een externe bron (bijvoorbeeld, een personal computer via een seriële kabel) te ontvangen., Flash-geheugen, uitgevonden bij Toshiba in het midden van de jaren 1980, en gecommercialiseerd in de vroege jaren 1990, is een vorm van EEPROM die zeer efficiënt gebruik van chip gebied maakt en kan worden gewist en herprogrammeerd duizenden keren zonder schade.

   al deze technologieën verbeterden de flexibiliteit van ROM, maar tegen een aanzienlijke kostprijs per chip, zodat mask ROM in grote hoeveelheden jarenlang een economische keuze zou blijven. (De dalende kosten van herprogrammeerbare apparaten hadden de markt voor mask ROM in het jaar 2000 bijna geëlimineerd.) Herschrijfbare technologieën waren bedoeld als vervanging voor mask ROM.,

   de meest recente ontwikkeling is NAND flash, ook uitgevonden in Toshiba. De ontwerpers braken expliciet van de praktijk uit het verleden en stelden duidelijk dat ” het doel van NAND Flash is om harde schijven te vervangen,” in plaats van het traditionele gebruik van ROM als een vorm van niet-vluchtige primaire opslag. Vanaf 2007, NAND heeft dit doel gedeeltelijk bereikt door het aanbieden van doorvoer vergelijkbaar met harde schijven, hogere tolerantie van fysieke schok, extreme miniaturisatie (in de vorm van USB flash drives en kleine microSD-geheugenkaarten, bijvoorbeeld), en veel lager energieverbruik.,

   gebruik voor het opslaan van programma ‘ s

   elke opgeslagen programmacomputer kan een vorm van niet-vluchtige opslag gebruiken (dat wil zeggen opslag die zijn gegevens bewaart wanneer de stroom wordt verwijderd) om het initiële programma op te slaan dat wordt uitgevoerd wanneer de computer wordt ingeschakeld of op een andere manier met de uitvoering begint (een proces dat bekend staat als bootstrapping, vaak afgekort tot “booting” of “booting up”). Op dezelfde manier heeft elke niet-triviale computer een vorm van veranderlijk geheugen nodig om veranderingen in zijn toestand op te nemen tijdens het uitvoeren.,

   vormen van alleen-lezen geheugen werden gebruikt als niet-vluchtige opslag voor programma ‘ s in de meeste vroeg opgeslagen programma computers, zoals ENIAC na 1948. (Tot dan was het niet een opgeslagen-programma computer als elk programma moest handmatig worden aangesloten op de machine, die dagen tot weken kon duren.) Alleen-lezen geheugen was eenvoudiger te implementeren omdat het alleen een mechanisme nodig had om opgeslagen waarden te lezen, en niet om ze op hun plaats te veranderen, en dus kon worden geïmplementeerd met zeer ruwe elektromechanische apparaten (zie historische voorbeelden hieronder)., Met de komst van geïntegreerde schakelingen in de jaren zestig werden zowel ROM als zijn veranderlijke tegenhanger statisch RAM geïmplementeerd als arrays van transistors in siliciumchips; een ROM-geheugencel kon echter worden geïmplementeerd met minder transistors dan een SRAM-geheugencel, omdat de laatste een vergrendeling (bestaande uit 5-20 transistors) nodig heeft om de inhoud te behouden, terwijl een ROM-cel zou kunnen bestaan uit de afwezigheid (logisch 0) of aanwezigheid (logisch 1) van een transistor die een bitlijn met een woordlijn verbindt. Als gevolg hiervan zou ROM vele jaren tegen lagere kosten per bit kunnen worden geïmplementeerd dan RAM.,

   De meeste thuiscomputers van de jaren tachtig hadden een basisinterpreter of besturingssysteem in ROM opgeslagen omdat andere vormen van niet-vluchtige opslag, zoals magnetische diskdrives, te duur waren. Bijvoorbeeld, de Commodore 64 bevatte 64 KB RAM en 20 KB ROM bevatte een BASIC interpreter en de “KERNAL” van zijn besturingssysteem., Later thuis of op kantoor computers zoals de IBM PC XT bevatten vaak magnetische diskdrives en grotere hoeveelheden RAM, waardoor ze hun besturingssystemen van schijf in RAM konden laden, met slechts een minimale hardware initialisatie kern en bootloader die in ROM (bekend als de BIOS in IBM-compatibele computers) achterbleven. Deze regeling zorgde voor een complexer en eenvoudig te upgraden besturingssysteem.,

   in moderne pc ’s wordt” ROM ” (of flash) gebruikt om de basic bootstrapping firmware voor de hoofdprocessor op te slaan, evenals de verschillende firmware die nodig is voor intern beheer van zelfstandige apparaten zoals grafische kaarten, Harde schijven, DVD-drives, TFT-schermen, enz. in het systeem. Tegenwoordig worden veel van deze” read-only ” – geheugens – vooral de BIOS-vaak vervangen door Flash-geheugen (zie hieronder), om herprogrammering in-place mogelijk te maken als er behoefte is aan een firmware-upgrade., Eenvoudige en volwassen subsystemen (zoals het toetsenbord of sommige communicatiecontrollers in de geïntegreerde schakelingen op het hoofdbord, bijvoorbeeld) kunnen echter gebruik maken van mask ROM of OTP (eenmalig programmeerbaar).

   ROM en opvolger technologieën zoals flash komen voor in embedded systemen. Deze zijn in alles van industriële robots tot huishoudelijke apparaten en consumentenelektronica (MP3-spelers, settopboxen, enz.) die allemaal zijn ontworpen voor specifieke functies, maar zijn gebaseerd op microprocessoren voor algemeen gebruik., Met software meestal strak gekoppeld aan hardware, programma veranderingen zijn zelden nodig in dergelijke apparaten (die meestal ontbreken harde schijven om redenen van kosten, grootte, of stroomverbruik). Vanaf 2008 gebruiken de meeste producten Flash in plaats van mask ROM, en veel bieden een aantal middelen voor het verbinden met een PC Voor firmware-updates; bijvoorbeeld, een digitale audio-speler kan worden bijgewerkt om een nieuw bestandsformaat te ondersteunen., Sommige hobbyisten hebben gebruik gemaakt van deze flexibiliteit om consumentenproducten te herprogrammeren voor nieuwe doeleinden; bijvoorbeeld, de iPodLinux en OpenWrt projecten hebben gebruikers in staat gesteld om full-featured Linux distributies draaien op hun MP3-spelers en draadloze routers, respectievelijk.

   ROM is ook nuttig voor binaire opslag van cryptografische gegevens, omdat het deze moeilijk maakt om te vervangen, wat wenselijk kan zijn om de informatiebeveiliging te verbeteren.,

   gebruik voor het opslaan van gegevens

   aangezien ROM (tenminste in hard-wired mask vorm) niet kan worden gewijzigd, is het eigenlijk alleen geschikt voor het opslaan van gegevens die naar verwachting niet aangepast hoeven te worden gedurende de levensduur van het apparaat. Daartoe is ROM in veel computers gebruikt om opzoektabellen op te slaan voor de evaluatie van wiskundige en logische functies (een drijvende-komma-eenheid kan bijvoorbeeld de sinusfunctie tabelleren om een snellere berekening mogelijk te maken). Dit was vooral effectief wanneer CPU ‘ s waren traag en ROM was goedkoop in vergelijking met RAM.,

   met name de weergaveadapters van vroege personal computers opgeslagen tabellen met bitmap lettertypekarakters in ROM. Dit betekende meestal dat het lettertype van de tekstweergave niet interactief kon worden gewijzigd. Dit was het geval voor zowel de CGA-als MDA-adapters die beschikbaar zijn met de IBM PC XT.

   het gebruik van ROM om zulke kleine hoeveelheden gegevens op te slaan is bijna volledig verdwenen in moderne computers voor algemeen gebruik. Flash ROM heeft echter een nieuwe rol als medium voor massaopslag of secundaire opslag van bestanden overgenomen.,

   Types

   

   de eerste EPROM, een Intel 1702, met de die en draadbindingen duidelijk zichtbaar door het erase-venster.

   Halfgeleidergebaseerde

   klassieke mask-geprogrammeerde ROM-chips zijn geïntegreerde schakelingen die fysiek coderen voor de gegevens die moeten worden opgeslagen, en het is dus onmogelijk om de inhoud ervan na fabricage te wijzigen., Andere typen niet-vluchtig vastestofgeheugen maken enige modificatie mogelijk:

   • Programmable read-only memory (PROM), of one-time programmable ROM (OTP), kan worden geschreven of geprogrammeerd via een speciaal apparaat dat een PROM-programmeur wordt genoemd. Typisch, gebruikt dit apparaat hoge spanningen om permanent interne verbindingen (zekeringen of antifussen) binnen de spaander te vernietigen of te creëren. Een PROM kan dus maar één keer geprogrammeerd worden.,
   • Erasable programmable read-only memory (EPROM) kan worden gewist door blootstelling aan sterk ultraviolet licht (meestal gedurende 10 minuten of langer), dan herschreven met een proces dat opnieuw een hogere spanning nodig heeft dan gebruikelijk. De herhaalde blootstelling aan UVlicht zal uiteindelijk een EPROM slijten, maar de duurzaamheid van de meeste EPROM-spaanders overschrijdt 1000 cycli van het wissen en het herprogrammeren. EPROM-chippakketten kunnen vaak worden geïdentificeerd door het prominente kwarts – “venster” waarmee UV-licht kan worden ingevoerd. Na het programmeren is het venster meestal bedekt met een label om onbedoeld wissen te voorkomen., Sommige EPROM-chips worden in de fabriek gewist voordat ze worden verpakt, en bevatten geen venster; Deze zijn effectief PROM.
   • Electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) is gebaseerd op een soortgelijke halfgeleiderstructuur als EPROM, maar maakt het mogelijk om de volledige inhoud (of geselecteerde banken) elektrisch te wissen en vervolgens elektrisch te herschrijven, zodat ze niet van de computer (of camera, MP3-speler, enz.) hoeven te worden verwijderd.). Het schrijven of knipperen van een EEPROM gaat veel langzamer (milliseconden per bit) dan het lezen van een ROM of schrijven naar een RAM (nanoseconden in beide gevallen).,
     • Electrically alterable read-only memory (EAROM) is een type EEPROM dat bit per keer kan worden aangepast. Schrijven is een zeer traag proces en heeft opnieuw een hogere spanning nodig (meestal rond de 12 V) dan wordt gebruikt voor leestoegang. EAROMs zijn bedoeld voor toepassingen die zelden en slechts gedeeltelijk herschrijven vereisen. EAROM kan worden gebruikt als niet-vluchtige opslag voor kritieke systeemconfiguratie-informatie; in veel toepassingen is EAROM vervangen door CMOS-RAM die wordt geleverd door netvoeding en wordt ondersteund met een lithiumbatterij.,
     • flashgeheugen (of gewoon flash) is een modern type EEPROM uitgevonden in 1984. Het flashgeheugen kan sneller dan gewone EEPROM worden gewist en herschreven, en nieuwere ontwerpen kenmerken zeer hoge duurzaamheid (meer dan 1.000.000 cycli). Moderne NAND flash maakt efficiënt gebruik van silicium chip gebied, wat resulteert in individuele ICs met een capaciteit zo hoog als 32 GB vanaf 2007; deze functie, samen met zijn uithoudingsvermogen en fysieke duurzaamheid, heeft NAND flash om Magnetische Vervangen in sommige toepassingen (zoals USB flash drives)., Flashgeheugen wordt soms flash ROM of flash EEPROM genoemd wanneer het gebruikt wordt als vervanging voor oudere ROM types, maar niet in toepassingen die gebruik maken van de mogelijkheid om snel en vaak aangepast te worden.

   door schrijfbeveiliging toe te passen, kunnen sommige typen herprogrammeerbare ROM ‘ s Tijdelijk alleen-lezen geheugen worden.

   andere technologieën

   Er zijn andere typen niet-vluchtig geheugen die niet gebaseerd zijn op solid-state IC-technologie, waaronder:

   • optische opslagmedia, zoals CD-ROM die alleen-lezen is (analoog aan gemaskeerde ROM)., CD-R is Schrijf een keer gelezen veel (analoog aan PROM), terwijl CD-RW ondersteunt erase-rewrite cycli (analoog aan EEPROM); beide zijn ontworpen voor backwards-compatibiliteit met CD-ROM.

   historische voorbeelden

   

   Transformer matrix ROM (TROS), uit het IBM-systeem 360/20

   • Diode matrix ROM, gebruikt in kleine hoeveelheden in veel computers in de jaren 1960 evenals elektronische bureau rekenmachines en toetsenbord encoders voor terminals., Deze ROM werd geprogrammeerd door het installeren van discrete halfgeleiderdiodes op geselecteerde locaties tussen een matrix van woordlijnsporen en bitlijnsporen op een printplaat.
   • weerstand, condensator of transformator matrix ROM, gebruikt in veel computers tot de jaren 1970. net als diode matrix ROM, werd het geprogrammeerd door componenten op geselecteerde locaties te plaatsen tussen een matrix van woordlijnen en bitlijnen. Eniac ‘ s Functietafels waren resistor matrix ROM, geprogrammeerd door handmatig draaischakelaars in te stellen., Verschillende modellen van het IBM systeem / 360en complexe randapparatuur opgeslagen hun microcode in hetzij condensator (genaamd BCROS voor evenwichtige condensator alleen-lezen opslag op de 360/50 en 360/65, of CCROS voor geladen condensator alleen-lezen opslag op de 360/30) of transformator (genaamd tros voor transformator alleen-lezen opslag op de 360/20, 360/40 en anderen) matrix ROM.
   • kernkabel, een vorm van TRANSFORMATORMATRIX ROM-technologie die werd gebruikt waar grootte en gewicht van cruciaal belang waren. Dit werd gebruikt inNASA / mit ’s Apollo ruimtevaartuig Computers, DEC’ s PDP-8 computers, en andere plaatsen., Dit type ROM werd met de hand geprogrammeerd door “woordlijndraden” binnen of buiten ferriettransformatorkernen te weven.
   • dimondringopslagplaatsen, waarin draden zijn voorzien van schroefdraad door een opeenvolging van grote ferrietringen die alleen als detectieapparatuur functioneren. Deze werden gebruikt in TXE telefooncentrales.,
   • het geperforeerde metalen karaktermasker (“stencil”) in Karakterkathodestraalbuizen, dat werd gebruikt als ROM om een brede elektronenbundel te vormen tot een geselecteerde karaktervorm op het scherm voor weergave of een gescande elektronenbundel om een geselecteerde karaktervorm te vormen als een overlay op een videosignaal.

   snelheid

   Reading

   hoewel de relatieve snelheid van RAM vs.ROM in de loop van de tijd is gevarieerd, kunnen grote RAM-chips vanaf 2007 sneller worden gelezen dan de meeste ROM ‘ s., Om deze reden (en om uniforme toegang toe te staan), ROM inhoud wordt soms gekopieerd naar RAM of shadowed voor het eerste gebruik, en vervolgens gelezen van RAM.

   schrijven

   voor ROM-typen die elektrisch kunnen worden aangepast, is de schrijfsnelheid altijd veel lager dan de leessnelheid en kan het nodig zijn dat er een ongewoon hoge spanning, de beweging van jumper-pluggen nodig zijn om schrijf-enable-signalen toe te passen, en speciale lock/unlock-Commando-codes., Moderne Nand Flash behaalt de hoogste schrijfsnelheden van elke herschrijfbare ROM-technologie, met snelheden tot 15 MB/s (of 70 ns / bit), door het mogelijk te maken (nodig) grote blokken geheugencellen tegelijkertijd te schrijven.

   uithoudingsvermogen en gegevensretentie

   omdat ze worden geschreven door elektronen door een laag elektrische isolatie op een zwevende transistorpoort te forceren, kunnen herschrijfbare ROM ‘ s slechts een beperkt aantal schrijf-en wiscycli doorstaan voordat de isolatie permanent wordt beschadigd., In de vroegste EAROMs kan dit gebeuren na slechts 1.000 schrijfcycli, terwijl in de moderne Flash EEPROM de uithoudingsvermogen meer dan 1.000.000 kan bedragen, maar het is geenszins oneindig. Deze beperkte uithoudingsvermogen, evenals de hogere kosten per bit, betekent dat Flash-gebaseerde opslag is waarschijnlijk niet volledig verdringen magnetische disk drives in de nabije toekomst.

   de tijdspanne gedurende welke een ROM nauwkeurig leesbaar blijft, wordt niet beperkt door schrijfcycli. Het gegevensbehoud van EPROM, EAROM, EEPROM, en flits kan door last worden beperkt die uit de drijvende poorten van de transistors van de geheugencel lekt., Lekkage wordt versneld door hoge temperaturen of straling. Gemaskerde ROM en fuse/antifuse PROM hebben geen last van dit effect, omdat hun databehoud afhangt van fysieke in plaats van elektrische permanentie van de geïntegreerde schakeling (hoewel fuse re-groei ooit een probleem was in sommige systemen).

   Inhoudsafbeeldingen

   de inhoud van ROM-chips in videogame-console-cartridges kan worden geëxtraheerd met speciale software of hardwareapparaten. De resulterende geheugendumpbestanden staan bekend als ROM images, en kunnen worden gebruikt om dubbele cartridges te produceren, of in console emulators., De term ontstond toen de meeste console games werden gedistribueerd op cartridges met ROM-chips, maar bereikte zo ‘ n wijdverbreid gebruik dat het nog steeds wordt toegepast op afbeeldingen van nieuwere games gedistribueerd op CD-ROMs of andere optische media.

   ROM-afbeeldingen van commerciële spellen bevatten meestal software die auteursrechtelijk beschermd is. Het ongeautoriseerd kopiëren en distribueren van auteursrechtelijk beschermde software is meestal een schending van auteursrechtelijke wetten (in sommige rechtsgebieden kan duplicatie van ROM cartridges voor back-updoeleinden worden beschouwd als fair use)., Niettemin is er een bloeiende gemeenschap die zich bezighoudt met de illegale distributie en handel van dergelijke software en abandonware. In dergelijke kringen wordt de term “ROM images” soms ingekort tot “ROMs” of soms veranderd in “romz” om de verbinding met “warez”te markeren.