Tipos de ROM

ROM significa memória somente leitura, que fornece armazenamento não volátil de informações em qualquer meio físico. Com base no método de armazenamento de informações, a ROM pode ser dividida em três tipos:

1. ROMs baseadas no princípio magnético de armazenamento de informações.

O princípio de funcionamento desses dispositivos baseia-se na mudança da direção do vetor de magnetização das seções de um ferromagneto sob a influência de um campo magnético alternado de acordo com os valores dos bits da informação registrada.

Um ferromagneto é uma substância capaz de possuir magnetização a uma temperatura abaixo de um certo limite (ponto Curie) na ausência de um campo magnético externo.

A leitura dos dados gravados em tais dispositivos é baseada no efeito da indução eletromagnética ou efeito magnetorresistivo. Este princípio é implementado em dispositivos com mídia móvel na forma de disco ou fita.

A indução eletromagnética é o efeito da geração de corrente elétrica em um circuito fechado quando o fluxo magnético que passa por ele muda.

O efeito magnetorresistivo é baseado em uma mudança na resistência elétrica de um condutor sólido sob a influência de um campo magnético externo.

A principal vantagem desse tipo é o grande volume de informações armazenadas e o baixo custo por unidade de informação armazenada. A principal desvantagem é a presença de peças móveis, grandes dimensões, baixa confiabilidade e sensibilidade a influências externas (vibração, choque, movimento, etc.)

2. ROMs baseadas no princípio óptico de armazenamento de informações.

O princípio de funcionamento destes dispositivos baseia-se na alteração das propriedades ópticas de uma porção do meio, por exemplo, alterando o grau de transparência ou refletância. Um exemplo de ROM baseado no princípio óptico de armazenamento de informações são os discos CD, DVD, BluRay.

A principal vantagem desse tipo de ROM é o baixo custo da mídia, facilidade de transporte e possibilidade de replicação. Desvantagens - baixa velocidade de leitura/gravação, número limitado de reescritas, necessidade de um dispositivo de leitura.

3. ROMs baseadas no princípio elétrico de armazenamento de informações.

O princípio de funcionamento desses dispositivos é baseado em efeitos de limite em estruturas semicondutoras – a capacidade de armazenar e registrar a presença de carga em uma área isolada.

Este princípio é usado em memória de estado sólido - memória que não requer o uso de partes móveis para ler/gravar dados. Um exemplo de ROM baseada no princípio elétrico de armazenamento de informações é a memória flash.

A principal vantagem deste tipo de ROM é a alta velocidade de leitura/gravação, compactação, confiabilidade e eficiência. Desvantagens - número limitado de reescritas.

No momento, outros tipos “exóticos” de memória permanente existem ou estão em fase de desenvolvimento, tais como:

Memória magnético-óptica– memória que combina as propriedades de armazenamento óptico e magnético. A gravação nesse disco é realizada aquecendo a célula com um laser a uma temperatura de cerca de 200 o C. A célula aquecida perde sua carga magnética. Em seguida, a célula pode ser resfriada, o que significará que um zero lógico será gravado na célula, ou recarregada com uma cabeça magnética, o que significará que um zero lógico será gravado na célula.

Uma vez resfriada, a carga magnética da célula não pode ser alterada. A leitura é realizada com feixe laser de menor intensidade. Se as células contiverem uma carga magnética, o feixe de laser será polarizado e o leitor determinará se o feixe de laser está polarizado. Devido à “fixação” da carga magnética durante o resfriamento, os magnético-ópticos possuem alta confiabilidade de armazenamento de informações e teoricamente podem ter uma densidade de gravação maior que a ROM baseada apenas no princípio magnético de armazenamento de informações. Porém, eles não podem substituir os discos “rígidos” devido à baixíssima velocidade de gravação causada pela necessidade de alto aquecimento das células.

A memória óptico-magnética não é amplamente utilizada e é usada muito raramente.

Memória molecular– memória baseada na tecnologia de microscopia de tunelamento atômico, que permite remover ou adicionar átomos individuais a moléculas, cuja presença pode então ser lida por cabeças sensíveis especiais. Esta tecnologia foi apresentada em meados de 1999 pela Nanochip e, teoricamente, tornou possível atingir uma densidade de empacotamento de cerca de 40 Gbit/cm 2, que é dezenas de vezes superior às amostras seriais existentes de discos “rígidos”, mas a gravação muito baixa a velocidade e a confiabilidade da tecnologia não nos permitem falar sobre o uso prático da memória molecular em um futuro próximo.

Memória holográfica– difere dos tipos mais comuns de memória permanente existentes, que utilizam uma ou duas camadas superficiais para gravação, pela capacidade de gravar dados sobre “todo” o volume da memória usando diferentes ângulos de laser. O uso mais provável deste tipo de memória é em ROM baseada em armazenamento óptico de informações, onde discos ópticos com diversas camadas de informação não são mais uma novidade.

Existem outros tipos de memória permanente muito exóticos, mas mesmo em condições de laboratório eles se equilibram à beira da ficção científica, por isso não vou mencioná-los, vamos esperar para ver.

Quaisquer eletrônicos são dispositivos complexos, cujo princípio de operação não é claro para todas as pessoas comuns. O que é ROM e por que esse dispositivo é necessário? A maioria dos usuários hoje não consegue responder a essa pergunta. Vamos tentar consertar esta situação.

O que é ROM?

O que são ROMs e onde podem ser usadas? Os dispositivos de armazenamento somente leitura são os chamados memória não volátil. De forma puramente técnica, esses dispositivos são implementados na forma de microcircuitos. Ao mesmo tempo, aprendemos o que significa a abreviatura ROM. Esses chips são projetados para armazenar informações inseridas pelo usuário, bem como programas instalados. Na ROM você pode encontrar de tudo, desde documentos até fotos. As informações neste chip são armazenadas por vários meses ou até anos.

Dependendo do dispositivo utilizado, o tamanho da memória pode variar de alguns kilobytes nos dispositivos mais simples, que possuem apenas um único chip de silício, até terabytes. Quanto maior a capacidade de armazenamento permanente, mais objetos ela poderá armazenar. O volume do chip é diretamente proporcional à quantidade de dados. Se tentarmos responder de forma mais sucinta à questão do que é ROM, podemos dizer o seguinte: é um armazenamento de informações que não depende de tensão constante.

Usando discos rígidos como ROM

Então, já respondemos à pergunta sobre o que é ROM. Agora vamos falar sobre o que podem ser ROMs. O principal dispositivo de armazenamento em qualquer computador é o disco rígido. Hoje eles estão em todos os computadores. Este elemento é utilizado devido às suas amplas capacidades de armazenamento de dados. Ao mesmo tempo, também existem várias ROMs que usam multiplexadores em seus dispositivos. São microcontroladores especiais, bootloaders e outros mecanismos eletrônicos. Após um exame mais detalhado, você não precisa apenas entender o significado da abreviatura ROM. Para entender o assunto, você precisa decifrar outros termos.

Adição e expansão de recursos de ROM através do uso de tecnologias flash

Se o usuário não tiver capacidade de memória padrão suficiente, você poderá tentar aproveitar as vantagens dos recursos expandidos de armazenamento de informações fornecidos pela ROM. Isso é feito através do uso de tecnologias modernas, que são implementadas em drives USB e cartões de memória. Estas tecnologias baseiam-se no princípio da utilização reutilizável. Simplificando, as informações contidas nessas mídias podem ser apagadas e gravadas novamente. Uma operação semelhante pode ser realizada dezenas e centenas de milhares de vezes.

Em que consiste a ROM?

A ROM consiste em duas partes, designadas como ROM-A e ROM-E. ROM-A é usada para armazenar programas e ROM-E é usada para emitir programas. ROM Tipo A é uma matriz de transformador de diodo, que é piscada usando fios de endereço. Esta seção da ROM executa a função principal. O recheio dependerá do material utilizado na fabricação da ROM. Para tanto podem ser utilizadas fitas magnéticas, discos magnéticos, cartões perfurados, tambores, pontas de ferrite e dielétricos com propriedade de acumular cargas eletrostáticas.

ROM: estrutura esquemática

Este objeto eletrônico é geralmente descrito como um dispositivo que se assemelha à conexão de várias células de um único bit. Apesar de sua complexidade potencial, o chip ROM é muito pequeno. Ao armazenar uma determinada informação, ela é lacrada à caixa (gravando um zero) ou à fonte de alimentação (gravando um). Para aumentar a capacidade das células de memória, os circuitos dos dispositivos de armazenamento permanente podem ser conectados em paralelo. É exatamente isso que os fabricantes fazem para obter um produto moderno. Afinal, ao utilizar ROM com características técnicas elevadas, o aparelho será competitivo no mercado.

Quantidade de memória utilizada em diversas unidades de equipamento

A quantidade de memória pode depender do tipo e da finalidade da ROM. Em eletrodomésticos simples, como geladeiras ou máquinas de lavar, os microcontroladores instalados serão suficientes. Algo mais complexo é instalado em casos raros. Não faz sentido usar mais ROM aqui. A quantidade de eletrônicos é bem pequena. Além disso, a tecnologia não é necessária para realizar cálculos complexos. As TVs modernas podem exigir algo mais complexo. O auge da complexidade do circuito ROM é encontrado em hardware de computador, como servidores e computadores pessoais. Nesta técnica, as ROMs contêm de vários gigabytes a centenas de terabytes de informações.

Máscara ROM

Se a gravação for feita usando o processo de metalização e uma máscara for usada, essa ROM será chamada de ROM de máscara. Neles, os endereços das células de memória são fornecidos em dez pinos. Um chip específico é selecionado usando um sinal CS especial. ROMs deste tipo são programadas nas fábricas. Portanto, produzi-los em volumes médios e pequenos é inconveniente e não lucrativo. No entanto, na produção em larga escala, tais dispositivos serão os ROMs mais baratos.

Isso garantiu a popularidade desse tipo de dispositivo. Do ponto de vista do projeto do circuito, tais ROMs diferem da massa geral porque as conexões na matriz de memória são substituídas por jumpers fusíveis, que são feitos de silício policristalino. Na fase de produção, todos os jumpers são criados. O computador acredita que os lógicos estão escritos em todos os lugares. No entanto, durante a programação preparatória, é aplicada uma tensão aumentada.

Usando-o, restam unidades lógicas. Os jumpers evaporam quando baixas tensões são aplicadas. O computador acredita que um zero lógico está escrito ali. O mesmo princípio é usado em dispositivos de memória somente leitura programáveis. ROMs programáveis ​​ou PROMs provaram ser bastante convenientes do ponto de vista tecnológico de fabricação. Eles podem ser usados ​​​​em produção de média e pequena escala. No entanto, estes dispositivos também têm as suas limitações. Você só pode gravar um programa uma vez, após a qual os jumpers desaparecem para sempre.

Devido à incapacidade de reutilizar a ROM. Se você cometer um erro, terá que jogá-lo fora. Como resultado, o custo de todos os equipamentos fabricados aumenta. Devido a imperfeições no ciclo de produção. Esse problema ocupa a mente dos desenvolvedores há algum tempo. Como saída para esta situação, decidiu-se desenvolver uma ROM que pudesse ser programada repetidamente.

ROM apagável elétrica ou UV

Tais dispositivos são criados com base em uma matriz de memória, na qual as células de memória possuem uma estrutura especial. Cada célula aqui é um transistor MOS, cuja porta é feita de silício policristalino. Um pouco reminiscente da opção anterior. A peculiaridade dessas ROMs é que o silício, neste caso, é adicionalmente circundado por um dielétrico, que possui propriedades isolantes. O dióxido de silício é usado como dielétrico.

Aqui o princípio de funcionamento é baseado no conteúdo da carga indutiva. Pode ser armazenado por décadas. Existem alguns problemas com o apagamento aqui. Por exemplo, um dispositivo ROM ultravioleta requer exposição a raios UV externos, por exemplo, de uma lâmpada ultravioleta. É claro que, do ponto de vista da facilidade de uso, um design de ROM apagável eletricamente seria a melhor opção. Neste caso, para ativar basta aplicar tensão. Este princípio de apagamento elétrico foi implementado com sucesso em dispositivos como pen drives. No entanto, tal circuito ROM não é estruturalmente diferente de uma ROM de máscara convencional, com exceção da estrutura celular.

Às vezes, esses dispositivos também são chamados de reprogramáveis. Porém, com todas as vantagens de dispositivos desse tipo, existem certos limites na velocidade de apagamento de informações. Normalmente, esta operação leva de 10 a 30 minutos para ser concluída. Apesar da capacidade de reescrever, os dispositivos reprogramáveis ​​apresentam limitações de uso. Os eletrônicos apagáveis ​​por UV podem sobreviver de 10 a 100 ciclos de gravação. Depois disso, o efeito destrutivo da radiação ultravioleta se tornará tão perceptível que o dispositivo deixará de funcionar.

Esses elementos podem ser usados ​​para armazenar programas BIOS em placas de vídeo e som para portas adicionais. Quanto à possibilidade de reescrita, o princípio do apagamento elétrico será o ideal. O número de reescritas nesses dispositivos varia de 100 a 500 mil. Claro, você pode encontrar dispositivos que podem fazer mais, mas os usuários comuns não têm absolutamente nenhuma necessidade de tais capacidades sobrenaturais.

Memória somente leitura (memória somente leitura - ROM)

(Memória somente leitura - ROM)

A memória somente leitura (ROM, Read Only Memory) é uma memória não volátil, usada para armazenar dados que nunca precisarão ser alterados. O conteúdo da memória é “conectado” ao dispositivo de maneira especial durante sua fabricação para armazenamento permanente. ROM só pode ser lida.

Em primeiro lugar, um programa para controlar o funcionamento do próprio processador é gravado na memória permanente. A ROM contém programas para controlar a tela, teclado, memória externa, programas para iniciar e parar o computador e programas de teste de dispositivos.

O chip ROM mais importante é o módulo BIOS (Basic Input/Output System) - um conjunto de programas projetados para testar dispositivos automaticamente após ligar o computador e carregar o sistema operacional na RAM.

O papel do BIOS é duplo - por um lado, é um elemento integrante do hardware e, por outro lado, é um módulo importante de qualquer sistema operacional.

Portanto, a ROM armazena permanentemente as informações que estão gravadas ali quando o computador é fabricado.

! Memória não volátil. Quando a energia é desligada, o conteúdo da ROM não é apagado.

A ROM contém:

1. testar programas que verificam o correto funcionamento do aparelho toda vez que você liga o computador;
2. programas para controlar dispositivos periféricos básicos (unidade de disco, monitor, teclado);
3. Um programa de inicialização que procura o carregador de inicialização do sistema operacional em mídia externa. O BIOS moderno permite inicializar o sistema operacional não apenas a partir de discos magnéticos e ópticos, mas também de unidades flash USB.

Bom dia.

Se você deseja preencher a lacuna de conhecimento sobre o que é uma ROM, você veio ao lugar certo. Em nosso blog você pode ler informações completas sobre isso em uma linguagem acessível ao usuário comum.

Decodificação e explicação

As letras ROM são maiúsculas na expressão "memória somente leitura". Também pode ser igualmente chamado de “ROM”. A abreviatura em inglês significa Read Only Memory e é traduzida como memória somente leitura.

Esses dois nomes revelam a essência do assunto da nossa conversa. Este é um tipo de memória não volátil que só pode ser lida. O que isso significa?

• Em primeiro lugar, armazena dados imutáveis ​​estabelecidos pelo desenvolvedor durante a fabricação do equipamento, ou seja, aqueles sem os quais o seu funcionamento é impossível.
• Em segundo lugar, o termo “não volátil” indica que quando o sistema é reiniciado, os dados não desaparecem dele, ao contrário do que acontece com a RAM.

As informações só podem ser apagadas de tal dispositivo usando métodos especiais, por exemplo, raios ultravioleta.

Exemplos

A memória somente leitura em um computador é um local específico na placa-mãe que armazena:

• Utilitários de teste que verificam o correto funcionamento do hardware sempre que você inicia o PC.
• Drivers para controle dos principais dispositivos periféricos (teclado, monitor, drive de disco). Por sua vez, aqueles slots da placa-mãe cujas funções não incluem ligar o computador não armazenam seus utilitários na ROM. Afinal, o espaço é limitado.
• Um programa de inicialização (BIOS), que inicia o gerenciador de inicialização do sistema operacional quando você liga o computador. Embora o BIOS atual possa ligar um PC não apenas a partir de discos ópticos e magnéticos, mas também de unidades USB.

Em dispositivos móveis, a memória permanente armazena aplicativos, temas, imagens e melodias padrão. Se desejar, o espaço para informações multimídia adicionais pode ser expandido usando cartões SD regraváveis. Porém, se o aparelho for utilizado apenas para chamadas, não há necessidade de expandir a memória.

Em geral, agora a ROM é encontrada em qualquer eletrodomésticos, reprodutores de automóveis e outros dispositivos eletrônicos.

Execução física

Para que você conheça melhor a memória persistente, contarei mais sobre sua configuração e propriedades:

• Fisicamente é um microcircuito com cristal de leitura, se incluído em um computador, por exemplo. Mas também existem matrizes de dados independentes (CD, disco de gramofone, código de barras, etc.).
• ROM consiste em duas partes “A” e “E”. A primeira é uma matriz de transformador de diodo, costurada com fios de endereço. Usado para armazenar programas. O segundo destina-se à sua emissão.
• Esquematicamente, consiste em várias células de um dígito. Quando um bit específico de dados é gravado, é feito um selo na caixa (zero) ou na fonte de alimentação (um). Nos dispositivos modernos, os circuitos são conectados em paralelo para aumentar a capacidade das células.
• A capacidade da memória varia de alguns kilobytes a terabytes, dependendo do dispositivo ao qual ela é aplicada.

Tipos

Existem vários tipos de ROM, mas para não perder tempo, citarei apenas duas modificações principais:

• A primeira letra adiciona a palavra “programável”. Isso significa que o próprio usuário pode atualizar o dispositivo uma vez.

• Mais duas letras na frente escondem a expressão “apagável eletricamente”. Essas ROMs podem ser reescritas tanto quanto você quiser. A memória flash pertence a este tipo.

Em princípio, isso é tudo que eu queria transmitir a vocês hoje.

Ficarei feliz se você assinar as atualizações e voltar com mais frequência.

ROM é uma memória na qual as informações, uma vez escritas, não podem ser alteradas. Por exemplo, um programa para carregar informações da memória externa na RAM de um sistema microprocessado. Todos os tipos de ROM usam o mesmo princípio de design de circuito. As informações na ROM são representadas como a presença ou ausência de conexão entre os barramentos de endereço e de dados.

A designação gráfica convencional de ROM é apresentada na Fig.

Figura 26.10. Designação gráfica convencional de ROM

Arroz. 26.11. Circuito ROM

Na Fig. 26.11 mostra um diagrama da ROM mais simples. Para implementar uma ROM, basta utilizar um decodificador, diodos, um conjunto de resistores e drivers de barramento. A ROM em questão contém palavras de bits, ou seja, seu tamanho total é de 32 bits. O número de colunas determina a largura da palavra e o número de linhas determina o número de palavras de 8 bits. Os diodos são instalados nos locais onde os bits com valor lógico “0” devem ser armazenados (o decodificador fornece 0 para a linha selecionada). Atualmente, os transistores MOS são usados ​​em vez de diodos.

Na tabela A Figura 26.1 mostra o estado da ROM, cujo diagrama é mostrado na Fig. 26.11.

Tabela 26.1

Estado ROM simples

Palavra	Representação binária
A0	A1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8

Via de regra, as ROMs possuem uma organização multibit com uma estrutura de 2 DM. As tecnologias de fabricação são muito diversas - CMOS, n-MOS, TTL(Sh) e matrizes de diodo.

Todas as ROMs podem ser divididas nos seguintes grupos: programáveis ​​de fábrica (máscara), programáveis ​​uma vez e reprogramáveis.

Em memórias programáveis ​​de fábrica(ROM ou ROM), as informações são registradas diretamente durante seu processo de fabricação por meio de uma fotomáscara, denominada máscara, na etapa final do processo tecnológico. Essas ROMs, chamadas ROMs de máscara, são construídas em diodos, transistores bipolares ou MOS.

A área de utilização das ROMs de máscara é o armazenamento de informações padrão, por exemplo, geradores de caracteres (códigos de letras do alfabeto latino e russo), tabelas de funções padrão (funções senoidais, quadráticas), software padrão.

Dispositivos de memória somente leitura programáveis(PROM, ou BAILE DE FORMATURA) – ROM com possibilidade de programação elétrica única. Este tipo de memória permite ao usuário programar o chip de memória uma vez usando programadores.

Os chips PROM são construídos em células de memória com jumpers fusíveis. O processo de programação consiste na queima seletiva de elos fusíveis utilizando pulsos de corrente de amplitude e duração suficientes. Os elos fusíveis estão incluídos nos eletrodos de diodos ou transistores.

Na Fig. A Figura 26.12 mostra um diagrama de uma PROM com jumpers fusíveis. É fabricado com todos os diodos e jumpers, ou seja, na matriz tudo é “0”, e durante a programação aqueles jumpers cujas células deveriam conter “1” lógico são queimados.

Arroz. 26.12. Fragmento do circuito PROM

Memórias somente leitura programáveis(RPZU e RPZU UV) – ROM com possibilidade de programação elétrica múltipla. EM É RPZU UV ( EPROM) as informações antigas são apagadas por meio de raios ultravioleta, para os quais existe uma janela transparente na caixa do microcircuito; em RPZU ( EEPROM) – usando sinais elétricos.

As células de memória ROM são construídas em n-Transistores MOS ou CMOS. Para construir uma célula verde, são utilizados vários fenômenos físicos de armazenamento de carga na fronteira entre dois meios dielétricos ou um meio condutor e dielétrico.

Na primeira versão, o dielétrico sob a porta do transistor MOS é composto por duas camadas: nitreto de silício e dióxido de silício. Este transistor é denominado MNOS: metal - nitreto de silício - óxido - semicondutor. Os centros de captura de carga aparecem nos limites das camadas dielétricas. Graças ao efeito de tunelamento, os portadores de carga podem passar através de uma fina película de óxido e acumular-se na interface entre as camadas. Essa carga, que é a portadora da informação armazenada pelo transistor MNOS, leva a uma mudança na tensão limite do transistor. Neste caso, a tensão limite aumenta tanto que a tensão operacional na porta do transistor não é capaz de abri-la. Um transistor sem carga abre facilmente. Um dos estados é definido como lógico, o segundo é zero.

Na segunda opção, a porta do transistor MOS é flutuante, ou seja, não conectado com outros elementos do circuito. Tal porta é carregada por uma corrente de injeção de avalanche quando uma alta tensão é aplicada ao dreno do transistor. Como resultado, a carga da porta flutuante afeta a corrente de dreno, que é utilizada na leitura das informações, como na versão anterior com transistor MNOS. Esses transistores são chamados LISMOP (transistor MOS de injeção de carga de avalanche). Como a porta do transistor é cercada por um isolador, a corrente de fuga é muito pequena e as informações podem ser armazenadas por um longo tempo (dezenas de anos).

Em uma ROM apagável eletricamente, uma segunda porta é colocada acima da porta flutuante do transistor - a porta de controle. A aplicação de tensão faz com que a carga se dissipe na porta flutuante devido ao efeito de tunelamento. Os RPOMs têm vantagens significativas sobre os RPOMs UV, uma vez que não requerem fontes especiais de luz ultravioleta para reprogramação. A memória de apagamento elétrico praticamente substituiu a memória de apagamento ultravioleta.

Um fragmento de um circuito ROM usando transistores de duas portas do tipo LISMOP é mostrado na Fig. 26.13. A escrita de um zero lógico é realizada no modo de programação usando uma carga de porta flutuante. Apagar informações, ou seja, descarga de porta flutuante significa escrever uma lógica. Neste caso, quando um sinal é aplicado ao longo da linha de amostragem, os transistores polled abrem e transmitem tensão U POÇO na linha de leitura.

As ROMs modernas têm capacidade de informação de até 4 Mbit com frequência de clock de até 80 MHz.

26.5. Clarão-memória

Princípios básicos de operação e tipo de elementos de armazenamento Clarão-as memórias são semelhantes às PROMs com gravação elétrica e apagamento de informações, construídas em transistores de porta flutuante. Via de regra, devido às suas características, Clarão-memory é alocada para uma classe separada. Apaga todas as informações gravadas de uma só vez ou grandes blocos de informações, em vez de apagar palavras individuais. Isto permite eliminar os circuitos de controle para escrever e apagar bytes individuais, o que permite simplificar significativamente o circuito de memória e alcançar um alto nível de integração e desempenho, reduzindo custos.

Figura 26.13. Fragmento do circuito RPOM

As tendências modernas no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos exigem um aumento constante na quantidade de memória utilizada. Hoje, os engenheiros têm acesso a microcircuitos como memória volátil DRAM, que se caracteriza por um preço por bit extremamente baixo e altos níveis de integração, e não volátil Clarão-memória, cujo custo está diminuindo constantemente e tende ao nível DRAM.

A necessidade de não volátil Clarão- a memória cresce proporcionalmente ao grau de avanço dos sistemas informáticos no domínio das aplicações móveis. Confiabilidade, baixo consumo de energia, tamanho pequeno e peso leve são vantagens óbvias da mídia baseada em Clarão-memória em comparação com unidades de disco. Tendo em conta a constante redução do custo de armazenamento de uma unidade de informação em Clarão-memória, as mídias baseadas nela proporcionam cada vez mais vantagens e funcionalidades às plataformas móveis e equipamentos portáteis que utilizam essa memória. Entre a variedade de tipos de memória, Clarão- memória baseada em células NANDé a base mais adequada para a construção de dispositivos de armazenamento não voláteis para grandes volumes de informação.

Atualmente, existem duas estruturas principais para a construção de memória flash: memória baseada em células NEM(OU NÃO) e NAND(E NÃO). Estrutura NEM(Fig. 26.14, a) consiste em células elementares de armazenamento de informações conectadas em paralelo. Essa organização de células oferece a possibilidade de acesso aleatório aos dados e registro de informações byte a byte. Com base na estrutura NAND(Fig. 26.14, b) é o princípio da conexão sequencial de células elementares formando grupos (um grupo possui 16 células), que são combinadas em páginas e as páginas em blocos. Com esta construção de um array de memória, o acesso a células individuais é impossível. A programação é realizada simultaneamente apenas dentro de uma página e, ao apagar, o acesso é feito a blocos ou grupos de blocos.

Figura 26.14. Estruturas baseadas NEM(a) e NAND(b)

Como resultado de diferenças na organização estrutural entre memórias NEM E NAND estão refletidos em suas características. Ao trabalhar com quantidades relativamente grandes de dados, os processos de gravação/apagamento da memória NAND roda muito mais rápido que a memória NEM. Desde 16 células de memória adjacentes NAND são conectados em série entre si sem lacunas de contato, consegue-se uma grande área de colocação de células no chip, o que permite obter uma grande capacidade nos mesmos padrões tecnológicos. A base da programação de memória flash NAND reside o processo de tunelamento de elétrons. E como é usado tanto para programar quanto para apagar, consegue-se um baixo consumo de energia do chip de memória. A estrutura consistente da organização celular permite um alto grau de escalabilidade, o que torna Flash NAND líder na corrida para aumentar a capacidade de memória. Devido ao fato de o tunelamento de elétrons ocorrer em toda a área do canal celular, a intensidade de captura de carga por unidade de área é Flash NAND inferior a outras tecnologias Clarão-memória, resultando em um maior número de ciclos de programação/apagamento. A programação e a leitura são realizadas setor por setor ou página por página, em blocos de 512 bytes, para emular o tamanho de setor comum das unidades de disco.

Recursos mais detalhados de microcircuitos Clarão-a memória pode ser considerada usando o exemplo dos cristais da série Oi 27xx(16/08)1 G 1M empresas Hynix. Na Fig. A Figura 26.15 mostra a estrutura interna e a finalidade dos terminais desses dispositivos.

O microcircuito tem as seguintes conclusões:

E/S 8-15– entrada/saída de dados para dispositivos x16

E/S 0-7– entrada/saída de dados, entrada de endereço ou entrada de comando para dispositivos x8 e x16;

ALE– habilitar trava de endereço;

CLE– habilitar trava de comando;

– seleção de cristais;

– resolução de leitura;

– leitura/ocupado (saída com dreno aberto);

– resolução de gravação;

– proteção contra gravação

V CC- tensão de alimentação;

VSS- conclusão geral.

Figura 26.15. Diagrama de pinos externos (a), atribuição de pinos (b) e diagrama de blocos (c) Clarão-memória

As linhas de endereço são multiplexadas com linhas de E/S de dados em um barramento de E/S de 8 ou 16 bits. Essa interface reduz o número de pinos utilizados e possibilita a migração para chips de maior capacidade sem troca da placa de circuito impresso. Cada bloco pode ser programado e apagado 100.000 vezes. Os chips possuem uma saída de leitura/ocupado de dreno aberto que pode ser usada para identificar a atividade do controlador POR (Programar/Apagar/Ler). Como a saída é de drenagem aberta, é possível conectar várias dessas saídas de diferentes chips de memória através de um resistor pull-up ao terminal positivo da fonte de alimentação.

Figura 26.16. Organização da matriz de memória NAND-estruturas

Matriz de memória NAND-estruturas são organizadas em blocos, cada um contendo 32 páginas. A matriz é dividida em duas áreas: principal e sobressalente (Fig. 26.16).

A área principal do array é usada para armazenar dados, enquanto a área sobressalente geralmente é usada para armazenar códigos de correção de erros ( ECC), sinalizadores de programa e identificadores de bloco inválidos ( Bloco ruim) área principal. Em dispositivos de 8 bits, as páginas da área principal são divididas em duas meias páginas de 256 bytes cada, mais 16 bytes da área sobressalente. Em dispositivos de 16 bits, as páginas são divididas em uma área principal de 256 palavras e uma área reserva de 8 palavras.

Memória baseada em células NEM tem tempos de apagamento e gravação relativamente longos, mas tem acesso de leitura a todos os bits. Esta circunstância permite o uso de tais microcircuitos para gravação e armazenamento de código de programa que não requer reescrita frequente. Tais aplicações poderiam ser, por exemplo, BIOS para computadores embarcados ou software para decodificadores.

Propriedades Flash NAND determinou o escopo de sua aplicação: cartões de memória e outros dispositivos de armazenamento de dados. Agora, esse tipo de memória é usado em quase todos os lugares em dispositivos móveis, câmeras fotográficas e de vídeo, etc. Flash NAND está subjacente a quase todos os tipos de cartões de memória: SmartMídia, MMC, Digital seguro, cartão de memória

Capacidade de informação atualmente alcançada Clarão- a memória atinge 8 GB, a velocidade combinada típica de programa e apagamento é de até 33,6 mS / 64 kB em uma frequência de clock de até 70 MHz.

Duas áreas principais de uso eficaz Clarão-memórias são o armazenamento de dados raramente alterados e a substituição de memória em discos magnéticos. Para a primeira direção é usado Clarão- memória com acesso ao endereço, e para o segundo - memória de arquivo.

26.6. Tipo de RAM QUADRO

QUADRO– uma memória operacional não volátil que combina o alto desempenho e o baixo consumo de energia inerentes à RAM com a capacidade de armazenar dados na ausência de tensão aplicada.

Comparado com EEPROM E Clarão-memória, o tempo para gravar dados em uma memória deste tipo e o consumo de energia são muito menores (menos de 70 ns versus vários milissegundos), e o recurso para ciclos de gravação é muito maior (pelo menos 10 11 versus 10 5.. 10 6 ciclos para EEPROM).

QUADRO deverá se tornar a memória mais popular em dispositivos digitais em um futuro próximo. QUADRO diferirá não apenas no desempenho no nível DRAM, mas também a capacidade de salvar dados durante uma queda de energia. Em um mundo, QUADRO pode substituir não apenas o lento Clarão, mas também RAM normal como DRAM. Hoje, a memória ferroelétrica encontra aplicação limitada, por exemplo, em RFID-Tag. Empresas líderes, incluindo Ramtron, Samsung, NEC, Toshiba, estão desenvolvendo ativamente QUADRO. Deve estar no mercado por volta de 2015 n- módulos gigabytes QUADRO.

Propriedades especificadas QUADRO fornece um ferroelétrico (perovskita) usado como dielétrico do capacitor de armazenamento da célula de memória. Nesse caso, uma memória ferroelétrica armazena dados não apenas na forma de carga de um capacitor (como na RAM tradicional), mas também na forma de polarização elétrica da estrutura cristalina ferroelétrica. Um cristal ferroelétrico possui dois estados, que podem corresponder à lógica 0 e 1.

Prazo QUADRO ainda não se acalmou. Primeiro QUADRO são chamados de RAM ferrodinâmica. No entanto, atualmente, os ferroelétricos são usados ​​como células de armazenamento e agora QUADRO frequentemente chamada de RAM ferroelétrica.

Primeiro QUADRO tinha 2 T/2COM-arquitetura (Fig. 26.17, a), com base na qual são feitos os mais modernos microcircuitos de memória ferroelétrica. Este tipo de célula, em que cada bit possui um bit de referência individual, permite determinar a diferença de carga com alta precisão. E graças à leitura do sinal diferencial, a influência do espalhamento nos parâmetros dos capacitores das células é eliminada. Mais tarde apareceu QUADRO com arquitetura 1 T/1COM(Fig. 26.17,b). A vantagem dos microcircuitos com tal arquitetura é uma área celular menor do que nos circuitos convencionais e, portanto, um custo menor do microcircuito por unidade de capacidade de informação.

A Figura 26.18 mostra um diagrama de blocos de uma RAM ferroelétrica ( QUADRO) com capacidade de 1 Mbit e interface de acesso paralelo FM 20eu 08 empresas Ramtron. Na tabela 26.1. os pinos do microcircuito são mostrados.

FM 20eu 08 é uma memória não volátil de 128K×8 que é lida e gravada como RAM estática padrão. A segurança dos dados é garantida por 10 anos, embora não haja necessidade de pensar na confiabilidade do armazenamento de dados (resistência ao desgaste ilimitada), o design do sistema é simplificado e uma série de desvantagens de uma solução alternativa de memória não volátil baseada em RAM estática com bateria backup são eliminados. A velocidade de gravação e o número ilimitado de ciclos de reescrita tornam QUADRO líder em relação a outros tipos de memória não volátil.

Figura 26.17. Célula de memória tipo 2 T/2COM(a) e 1 T/1COM(b)

Figura 26.18. Esquema estrutural Rádio FM 20eu 08