strict, read-only de memorie se referă la memoria care este hard-fir, cum ar fi matricea de diode și mai târziu masca ROM. Deși circuitele discrete pot fi modificate (în principiu), circuitele integrate (IC) nu pot și sunt inutile dacă datele sunt proaste. Faptul că o astfel de memorie nu poate fi schimbată niciodată este un dezavantaj mare; mai recent, ROM-ul se referă în mod obișnuit la memoria care este doar citită în funcționare normală, rezervând în același timp faptul că există un mod posibil de ao schimba.,
Alte tipuri de memorie non-volatilă, cum ar fi erasable memorie programabilă numai pentru citire (EPROM) și electric erasable programmable read-only memory (EEPROM sau Flash ROM) sunt denumite uneori, într-un mod abreviat, ca „read-only memory” (ROM); deși aceste tipuri de memorie pot fi șterse și re-programat de mai multe ori, scriind această memorie durează mai mult și pot necesita proceduri diferite decât citirea memoriei., Atunci când este utilizat în acest mod mai puțin precis, „ROM” indică memoria anon-volatilă care servește funcții furnizate de obicei de ROM-ul de mască, cum ar fi stocarea codului de program și a datelor nevolatile.
Istorie
mai Multe console de jocuri utilizarea interschimbabile ROM cartușe, care permite pentru un sistem de a juca mai multe jocuri.
cel mai simplu tip de rom solid-state este la fel de vechi ca tehnologia semiconductoare în sine., Porțile logice combinaționale pot fi unite manual pentru a mapa intrarea adresei n-bit pe valori arbitrare ale ieșirii de date m-bit (un tabel de căutare). Odată cu inventarea circuitului integrat camemasca ROM. Masca ROM constă dintr-o grilă de linii de cuvinte (adresa de intrare) și linii de biți (ieșirea de date), Unite selectiv împreună cu switch-uri tranzistor, și poate reprezenta un tabel arbitrar look-up cu un aspect fizic regulat și întârziere de propagare previzibil.
în mask ROM, datele sunt codificate fizic în circuit, Deci pot fi programate numai în timpul fabricării., Acest lucru duce la o serie de dezavantaje grave:
- este economic să cumpărați mască ROM în cantități mari, deoarece utilizatorii trebuie să contracteze cu o turnătorie pentru a produce un design personalizat.
- timpul de răspuns între finalizarea designului pentru o mască ROM și primirea produsului finit este lung, din același motiv.
- masca ROM este impracticabilă pentru R&D de lucru, deoarece designerii au nevoie frecvent pentru a modifica conținutul memoriei, deoarece acestea rafina un design.,
- dacă un produs este livrat cu ROM-ul de mască defect, singura modalitate de a-l repara este să reamintiți produsul și să înlocuiți fizic ROM-ul în fiecare unitate expediată.evoluțiile ulterioare au abordat aceste deficiențe. PROM, inventat în 1956, a permis utilizatorilor să-și programeze conținutul exact o dată prin modificarea fizică a structurii sale prin aplicarea impulsurilor de înaltă tensiune. Acest lucru a abordat problemele 1 și 2 de mai sus, deoarece o companie poate comanda pur și simplu un lot mare de chips-uri proaspete de bal și le poate programa cu conținutul dorit la confortul designerilor săi., Invenția din 1971 a EPROM a rezolvat în esență problema 3, deoarece EPROM (spre deosebire de PROM) poate fi resetat în mod repetat la starea sa neprogramată prin expunerea la lumină ultravioletă puternică. EEPROM, inventat în 1983, a parcurs un drum lung spre rezolvarea problemei 4, deoarece un EEPROM poate fi programat în loc dacă dispozitivul care conține oferă un mijloc de a primi conținutul programului de la o sursă externă (de exemplu, un computer personal prin cablu aserial)., Memoria Flash, inventată la Toshiba la mijlocul anilor 1980 și comercializată la începutul anilor 1990, este o formă de EEPROM care utilizează foarte eficient zona cipului și poate fi șters și reprogramat de mii de ori fără daune.toate aceste tehnologii au îmbunătățit flexibilitatea ROM-ului, dar la un cost semnificativ pe cip, astfel încât în cantități mari ROM-ul de mască să rămână o alegere economică de mulți ani. (Scăderea costurilor dispozitivelor reprogramabile a eliminat aproape piața pentru masca ROM până în anul 2000.) Tehnologiile reinscriptibile au fost concepute ca înlocuitori pentru masca ROM.,cea mai recentă dezvoltare este NAND flash, inventată și la Toshiba. Designerii săi s-au rupt în mod explicit de practica trecută, afirmând clar că „scopul NAND Flash este de a înlocui hard disk-urile”, mai degrabă decât utilizarea tradițională a ROM-ului ca formă de stocare primară nevolatilă. Începând cu 2007, NAND a atins parțial acest obiectiv, oferind un debit comparabil cu hard disk-urile, o toleranță mai mare la șocul fizic, miniaturizare extremă (sub formă de unități flash USB și carduri de memorie microSD minuscule, de exemplu) și un consum de energie mult mai mic.,
utilizare pentru stocarea programelor
fiecare computer cu program stocat poate folosi o formă de stocare nevolatilă (adică stocare care își păstrează datele atunci când alimentarea este eliminată) pentru a stoca programul inițial care rulează atunci când computerul este pornit sau începe altfel execuția (un proces cunoscut sub numele de bootstrapping, adesea abreviat la „boot” sau „booting up”). De asemenea, fiecare computer non-trivial are nevoie de o formă de memorie mutabilă pentru a înregistra modificări în starea sa pe măsură ce execută.,
formele de memorie read-only au fost folosite ca stocare non-volatilă pentru programe în majoritatea computerelor cu programe stocate timpuriu, cum ar fi ENIAC după 1948. (Până atunci nu era un computer cu program stocat, deoarece fiecare program trebuia să fie conectat manual în mașină, ceea ce ar putea dura zile până la săptămâni.) Read-only memory a fost mai simplu de implementat, deoarece avea nevoie doar de un mecanism pentru a citi valorile stocate și nu pentru a le schimba în loc și, astfel, putea fi implementat cu dispozitive electromecanice foarte brute (vezi exemplele istorice de mai jos)., Odată cu apariția circuitelor integrate în 1960, ambele ROM și mutabil omologul său static RAM au fost implementate ca tablouri de tranzistori din cipuri de siliciu; cu toate acestea, o memorie ROM de celule ar putea fi implementat folosind mai puține tranzistoare decât o celulă de memorie SRAM, deoarece acesta din urmă are nevoie de un zăvor (cuprinzând 5-20 tranzistori) pentru a păstra conținutul său, în timp ce un ROM de celule ar putea consta în absența (logic 0) sau prezența („1” logic) al unui tranzistor conectarea unui bit de la un cuvânt linie. În consecință, ROM-ul ar putea fi implementat la un cost mai mic pe bit decât RAM de mai mulți ani.,majoritatea computerelor de acasă din anii 1980 au stocat un interpretor de bază sau un sistem de operare în ROM, deoarece alte forme de stocare nevolatilă, cum ar fi unitățile de disc magnetic, erau prea costisitoare. De exemplu, Commodore 64 a inclus 64 KB de RAM și 20 KB de ROM conținea un interpretor de bază și „KERNAL” al sistemului său de operare., Mai târziu, computerele de acasă sau de birou, cum ar fi IBM PC XT, includeau adesea unități de disc magnetice și cantități mai mari de RAM, permițându-le să-și încarce sistemele de operare de pe disc în RAM, cu doar un nucleu minim de inițializare hardware și bootloader rămas în ROM (cunoscut sub numele de BIOS în computerele compatibile IBM). Acest aranjament a permis un sistem de operare mai complex și ușor de actualizat.,în PC-urile moderne, „ROM” (sau flash) este utilizat pentru a stoca firmware-ul de bază de bootstrapping pentru procesorul principal, precum și diferitele firmware necesare pentru controlul intern al dispozitivelor autonome, cum ar fi plăci grafice, hard disk-uri, unități DVD, ecrane TFT etc., în sistem. Astăzi, multe dintre aceste amintiri „read-only” – în special BIOS – ul-sunt adesea înlocuite cu memorie Flash (vezi mai jos), pentru a permite reprogramarea în loc în cazul în care apare necesitatea unui upgrade de firmware., Cu toate acestea, subsistemele simple și mature (cum ar fi tastatura sau unele controlere de comunicare din circuitele integrate de pe placa principală, de exemplu) pot utiliza mască ROM sau OTP (programabilă o singură dată).
tehnologiile ROM și succesoare, cum ar fi flash, sunt predominante în sistemele încorporate. Acestea sunt în orice, de la roboți industriali la electrocasnice și electronice de consum(playere MP3, set-top box-uri etc.) toate acestea sunt proiectate pentru funcții specifice, dar se bazează pe microprocesoare de uz general., Cu software-ul, de obicei, strâns cuplat la hardware, schimbările de program sunt rareori necesare în astfel de dispozitive (care de obicei nu au hard disk-uri din motive de cost, dimensiune sau consum de energie). Începând cu 2008, majoritatea produselor folosesc Flash, mai degrabă decât ROM masca, și multe oferă unele mijloace pentru conectarea la un PC pentru actualizări de firmware; de exemplu, un player audio digital ar putea fi actualizat pentru a sprijini un nou format de fișier., Unii pasionati au profitat de această flexibilitate pentru a reprograma produse de consum pentru noi scopuri; de exemplu, iPodLinux și OpenWrt proiecte au permis utilizatorilor să ruleze full-featured distribuții Linux pe MP3 playere și routere wireless, respectiv.ROM – ul este, de asemenea, util pentru stocarea binară a datelor criptografice, deoarece le face dificil de înlocuit, ceea ce poate fi de dorit pentru a spori securitatea informațiilor.,deoarece ROM-ul (cel puțin în formă de mască hard-wired) nu poate fi modificat, este într-adevăr potrivit doar pentru stocarea datelor care nu este de așteptat să aibă nevoie de modificări pentru durata de viață a dispozitivului. În acest scop, ROM-ul a fost utilizat în multe computere pentru a stoca tabele de căutare pentru evaluarea funcțiilor matematice și logice (de exemplu, o unitate în virgulă mobilă ar putea tabela funcția sinusoidală pentru a facilita calculul mai rapid). Acest lucru a fost deosebit de eficient atunci când procesoarele au fost lente, iar ROM-ul a fost ieftin în comparație cu RAM.,
în special, adaptoarele de afișare ale calculatoarelor personale timpurii stocate tabele de caractere de font bitmap în ROM. Acest lucru a însemnat, de obicei, că fontul de afișare a textului nu a putut fi modificat interactiv. Acesta a fost cazul atât pentru adaptoarele CGA, cât și pentru MDA disponibile cu IBM PC XT.utilizarea ROM-ului pentru a stoca cantități atât de mici de date a dispărut aproape complet în computerele moderne de uz general. Cu toate acestea, Flash ROM a preluat un nou rol ca mediu pentru stocarea în masă sau stocarea secundară a fișierelor.,
Tipuri
primul EPROM, un procesor Intel 1702, cu moară și sârmă de obligațiuni în mod clar vizibile prin sterge fereastra.cipurile Rom programate cu mască clasică sunt circuite integrate care codifică fizic datele care urmează să fie stocate și, prin urmare, este imposibil să se schimbe conținutul lor după fabricare., Alte tipuri de memorie solidă non-volatilă permit un anumit grad de modificare:
- memoria programabilă numai pentru citire (PROM) sau ROM-ul programabil unic (OTP) pot fi scrise sau programate printr-un dispozitiv special numit programator PROM. De obicei, acest dispozitiv utilizează tensiuni mari pentru a distruge permanent sau a crea legături interne (siguranțe sau antifuse) în cip. În consecință, un bal poate fi programat o singură dată.,
- memoria programabilă Erasable read-only (EPROM) poate fi ștearsă prin expunerea la lumină ultravioletă puternică (de obicei timp de 10 minute sau mai mult), apoi rescrisă cu un proces care din nou are nevoie de o tensiune mai mare decât de obicei aplicată. Expunerea repetată la lumina UV va uza în cele din urmă un EPROM, dar rezistența majorității cipurilor EPROM depășește 1000 de cicluri de ștergere și reprogramare. Pachetele de cip EPROM pot fi adesea identificate prin „fereastra” de cuarț proeminentă, care permite intrarea luminii UV. După programare, fereastra este de obicei acoperită cu o etichetă pentru a preveni ștergerea accidentală., Unele cipuri EPROM sunt șterse din fabrică înainte de a fi ambalate și nu includ nicio fereastră; acestea sunt efectiv bal.
- memoria programabilă de citire (EEPROM) care poate fi ștersă electric se bazează pe o structură semiconductoare similară cu EPROM, dar permite ca întregul conținut (sau băncile selectate) să fie șters electric, apoi rescris electric, astfel încât acestea să nu fie eliminate din computer (sau cameră, MP3 player etc.). Scrierea sau intermiterea unui EEPROM este mult mai lentă (milisecunde pe bit) decât citirea de la un ROM sau scrierea la un RAM (nanosecunde în ambele cazuri).,
- memorie read-only alterabilă electric (Earom) este un tip de EEPROM care poate fi modificat un bit la un moment dat. Scrierea este un proces foarte lent și din nou are nevoie de tensiune mai mare (de obicei în jur de 12 V) decât este utilizat pentru accesul la citire. EAROMs sunt destinate aplicațiilor care necesită rescrieri rare și doar parțiale. EAROM poate fi folosit ca nevolatile de stocare pentru sistem critic de informații de configurare; în multe aplicații, EAROM a fost înlocuit de RAM CMOS alimentate de la rețeaua principală de alimentare si back-up cu o baterie cu litiu.,
- memoria Flash (sau pur și simplu flash) este un tip modern de EEPROM inventat în 1984. Memoria Flash poate fi ștearsă și rescrisă mai repede decât EEPROM obișnuit, iar modelele mai noi prezintă o rezistență foarte mare (depășind 1.000.000 de cicluri). Modernul NAND flash utilizează eficient zona cipului de siliciu, rezultând IC-uri individuale cu o capacitate de până la 32 GB din 2007; această caracteristică, împreună cu rezistența și durabilitatea fizică, a permis NAND flash să înlocuiască magnetice în unele aplicații (cum ar fi unitățile flash USB)., Memoria Flash este uneori numită flash ROM sau flash EEPROM atunci când este utilizată ca înlocuitor pentru tipurile ROM mai vechi, dar nu și în aplicațiile care profită de capacitatea sa de a fi modificate rapid și frecvent.
prin aplicarea protecției la scriere, unele tipuri de ROM-uri reprogramabile pot deveni temporar memorie numai pentru citire.există și alte tipuri de memorie nevolatilă care nu se bazează pe tehnologia solid-state IC, inclusiv:
- suporturi optice de stocare, cum ar fi CD-ROM-ul care este doar în citire (analog cu ROM-ul mascat)., CD-R este Write once Read Many (analog cu PROM), în timp ce CD-RW acceptă cicluri de ștergere-rescriere (analog cu EEPROM); ambele sunt proiectate pentru compatibilitate înapoi cu CD-ROM.
exemple Istorice
Transformator matrix ROM (TROS), de la IBM Sistem 360/20
- Diode matrix ROM, utilizate în cantități mici în multe computere în anii 1960, precum și electronice calculatoare de birou și tastatură codificatoare pentru terminale., Acest ROM a fost programat prin instalarea diodelor semiconductoare discrete în locații selectate între o matrice de urme de linie de cuvânt și urme de linie de biți pe o placă de circuit imprimat.
- Rezistor, condensator sau transformator matrix ROM, folosit în multe computere până în anii 1970. Ca dioda matrix ROM, a fost programat de plasarea componentelor în locații selectate între o matrice de cuvânt și linii de bit linii. Tabelele de funcții ale lui ENIAC erau rezistor matrix ROM, programate prin setarea manuală a comutatoarelor rotative., Diferite modele de IBM System/360și complex de dispozitive periferice stocate lor de microcod în orice condensator (numit BCROS pentru echilibrat condensator de stocare read-only pe 360/50 și 360/65, sau CCROS pentru condensator încărcat numai-citire de stocare pe 360/30) sau transformator (calledTROS pentru transformator de stocare read-only pe 360/20, 360/40 și altele) matrix ROM.
- Core rope, o formă de transformator matrix ROM tehnologie utilizată în cazul în care dimensiunea și greutatea au fost critice. Acest lucru a fost folosit computerele spațiale Apollo inNASA/MIT, computerele PDP-8 ale lui DEC și alte locuri., Acest tip de ROM a fost programat manual prin țeserea „firelor de linie de cuvinte” în interiorul sau în afara miezurilor transformatoarelor de ferită.
- magazine inel Dimond, în care firele sunt filetate printr-o secvență de inele mari de ferită care funcționează doar ca dispozitive de detectare. Acestea au fost utilizate în centralele telefonice TXE.,
- metal perforat caracter masca („stencil”) în Charactron tuburi catodice, care a fost folosit ca ROM-ul pentru a forma o mare fascicul de electroni pentru a forma un caracter selectat forma de pe ecran pentru a afișa sau un scanate cu fascicul de electroni pentru a forma un caracter selectat forma ca o suprapunere pe un semnal video.
viteză
citire
deși viteza relativă a RAM vs.ROM a variat în timp, începând cu 2007 cipurile RAM mari pot fi citite mai repede decât majoritatea ROM-urilor., Din acest motiv (și pentru a permite accesul uniform), conținutul ROM este uneori copiat în RAM sau umbrit înainte de prima utilizare și, ulterior, citit din RAM.pentru acele tipuri de ROM care pot fi modificate electric, viteza de scriere este întotdeauna mult mai lentă decât viteza de citire și poate avea nevoie de tensiune neobișnuit de mare, mișcarea dopurilor de jumper pentru a aplica semnale de activare a scrierii și coduri speciale de comandă de blocare/deblocare., Modern NAND Flash atinge cele mai mari viteze de scriere ale oricărei tehnologii ROM reinscriptibile, cu viteze de până la 15 MB/s (sau 70 NS/bit), permițând scrierea simultană a blocurilor mari de celule de memorie.deoarece acestea sunt scrise prin forțarea electronilor printr-un strat de izolație electrică pe o poartă tranzistor plutitoare, ROM-urile rescriptibile pot rezista doar unui număr limitat de cicluri de scriere și ștergere înainte ca izolația să fie deteriorată permanent., În primele EAROMs, acest lucru ar putea apărea după cât mai puține cicluri de scriere 1,000, în timp ce în EEPROM-ul modern Flash rezistența poate depăși 1,000,000, dar nu este în niciun caz infinită. Această rezistență limitată, precum și costul mai mare pe bit, înseamnă că stocarea bazată pe Flash este puțin probabil să înlocuiască complet unitățile de disc magnetic în viitorul apropiat.
intervalul de timp în care un ROM rămâne lizibil cu exactitate nu este limitat de ciclismul de scriere. Păstrarea datelor EPROM, EAROM, EEPROM și Flash poate fi limitată prin scurgerea de sarcină de la porțile plutitoare ale tranzistorilor celulelor de memorie., Scurgerile sunt accelerate de temperaturi ridicate sau radiații. Mascat ROM și siguranța/antifuse BAL nu suferă de acest efect, ca datele lor de retenție depinde de fizic, mai degrabă decât electrice permanență de circuit integrat (deși siguranță re-de creștere a fost odată o problemă în unele sisteme).conținutul cipurilor ROM din cartușele consolei de jocuri video poate fi extras cu dispozitive software sau hardware speciale. Fișierele de memorie rezultate sunt cunoscute sub numele de imagini ROM și pot fi utilizate pentru a produce cartușe duplicate sau în emulatoare de consolă., Termenul își are originea atunci când majoritatea jocurilor de consolă au fost distribuite pe cartușe care conțin cipuri ROM, dar au obținut o utilizare atât de răspândită încât este încă aplicată imaginilor jocurilor mai noi distribuite pe CD-ROM-uri sau alte suporturi optice.imaginile ROM ale jocurilor comerciale conțin de obicei software protejat de drepturi de autor. Copierea și distribuirea neautorizată a software-ului protejat prin drepturi de autor este de obicei o încălcare a legilor privind drepturile de autor (în unele jurisdicții, duplicarea cartușelor ROM în scopuri de backup poate fi considerată utilizare corectă)., Cu toate acestea, există o comunitate înfloritoare angajată în distribuirea și comercializarea ilegală a unui astfel de software și abandonware. În astfel de cercuri, termenul „imagini ROM” este uneori scurtat pur și simplu la „ROM-uri” sau uneori schimbat la „romz” pentru a evidenția conexiunea cu „warez”.