ROM turlari

ROM faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira degan ma'noni anglatadi, u har qanday jismoniy tashuvchida axborotni o'zgarmas saqlashni ta'minlaydi. Ma'lumotni saqlash usuliga ko'ra, ROMni uch turga bo'lish mumkin:

1. Axborotni saqlashning magnit prinsipiga asoslangan ROMlar.

Ushbu qurilmalarning ishlash printsipi o'zgaruvchan magnit maydon ta'sirida ferromagnit uchastkalarining magnitlanish vektori yo'nalishini qayd etilgan ma'lumotlarning bit qiymatlariga muvofiq o'zgartirishga asoslangan.

Ferromagnit - bu tashqi magnit maydon bo'lmaganda ma'lum bir chegaradan (Kyuri nuqtasi) past haroratda magnitlanishga ega bo'lgan moddadir.

Bunday qurilmalarda qayd etilgan ma'lumotlarni o'qish elektromagnit induksiya yoki magnitorezistiv effekt ta'siriga asoslangan. Ushbu printsip disk yoki lenta ko'rinishidagi harakatlanuvchi vositalarga ega qurilmalarda amalga oshiriladi.

Elektromagnit induksiya - yopiq zanjirda u orqali o'tadigan magnit oqim o'zgarganda elektr tokining hosil bo'lishining ta'siri.

Magnitorezistiv effekt tashqi magnit maydon ta'sirida qattiq o'tkazgichning elektr qarshiligining o'zgarishiga asoslangan.

Ushbu turdagi asosiy afzallik - saqlanadigan ma'lumotlarning katta hajmi va saqlangan ma'lumotlar birligining arzonligi. Asosiy kamchilik - bu harakatlanuvchi qismlarning mavjudligi, katta o'lchamlar, past ishonchlilik va tashqi ta'sirlarga (tebranish, zarba, harakat va boshqalar) sezgirligi.

2. Axborotni saqlashning optik printsipiga asoslangan ROMlar.

Ushbu qurilmalarning ishlash printsipi ommaviy axborot vositalarining bir qismining optik xususiyatlarini o'zgartirishga, masalan, shaffoflik yoki aks ettirish darajasini o'zgartirishga asoslangan. Axborotni saqlashning optik printsipiga asoslangan ROMga misol sifatida CD, DVD, BluRay disklarini keltirish mumkin.

Ushbu turdagi ROMning asosiy afzalligi ommaviy axborot vositalarining arzonligi, tashish qulayligi va takrorlash imkoniyatidir. Kamchiliklari - past o'qish / yozish tezligi, cheklangan miqdordagi qayta yozish, o'qish moslamasiga ehtiyoj.

3. Axborotni saqlashning elektr printsipiga asoslangan ROMlar.

Ushbu qurilmalarning ishlash printsipi yarimo'tkazgichli tuzilmalarda chegara effektlariga asoslangan - izolyatsiya qilingan hududda zaryad mavjudligini saqlash va qayd etish qobiliyati.

Ushbu printsip qattiq holatda xotirada - ma'lumotlarni o'qish / yozish uchun harakatlanuvchi qismlardan foydalanishni talab qilmaydigan xotirada qo'llaniladi. Axborotni saqlashning elektr printsipiga asoslangan ROMga misol sifatida flesh xotirani keltirish mumkin.

Ushbu turdagi ROMning asosiy afzalligi yuqori o'qish / yozish tezligi, ixchamlik, ishonchlilik va samaradorlikdir. Kamchiliklari - cheklangan miqdordagi qayta yozish.

Hozirgi vaqtda doimiy xotiraning boshqa "ekzotik" turlari mavjud yoki rivojlanish bosqichida, masalan:

Magnit-optik xotira– optik va magnit saqlash xususiyatlarini birlashtirgan xotira. Bunday diskka yozish hujayrani lazer bilan taxminan 200 o S haroratgacha qizdirish orqali amalga oshiriladi.Isitilgan hujayra magnit zaryadini yo'qotadi. Keyinchalik, hujayra sovutilishi mumkin, bu hujayraga mantiqiy nol yozilishini yoki magnit bosh bilan qayta zaryadlanishini anglatadi, bu hujayraga mantiqiy nol yozilishini anglatadi.

Sovutgandan so'ng, hujayraning magnit zaryadini o'zgartirib bo'lmaydi. O'qish pastroq intensivlikdagi lazer nurlari bilan amalga oshiriladi. Agar hujayralar magnit zaryadga ega bo'lsa, lazer nurlari qutblanadi va o'quvchi lazer nurining qutblangan yoki yo'qligini aniqlaydi. Sovutish paytida magnit zaryadning "fiksatsiyasi" tufayli magnit-optiklar ma'lumotni saqlashning yuqori ishonchliligiga ega va nazariy jihatdan faqat ma'lumotni saqlashning magnit printsipiga asoslangan ROMdan kattaroq yozish zichligiga ega bo'lishi mumkin. Biroq, hujayralarni yuqori isitish zarurati tufayli ro'yxatga olish tezligi juda past bo'lganligi sababli ular "qattiq" disklarni almashtira olmaydi.

Magnit-optik xotira keng qo'llanilmaydi va juda kam qo'llaniladi.

Molekulyar xotira- atom tunnel mikroskop texnologiyasiga asoslangan xotira, bu alohida atomlarni olib tashlash yoki molekulalarga qo'shish imkonini beradi, ularning mavjudligi keyinchalik maxsus sezgir boshlar tomonidan o'qilishi mumkin. Ushbu texnologiya 1999 yil o'rtalarida Nanochip tomonidan taqdim etilgan va nazariy jihatdan taxminan 40 Gbit / sm 2 qadoqlash zichligiga erishishga imkon berdi, bu "Qattiq" disklarning mavjud seriyali namunalaridan o'nlab baravar yuqori, lekin juda past yozib olish. texnologiyaning tezligi va ishonchliligi yaqin kelajakda molekulyar xotiradan amaliy foydalanish haqida gapirishga imkon bermaydi.

Golografik xotira– yozish uchun bir yoki ikkita sirt qatlamidan foydalanadigan doimiy xotiraning mavjud eng keng tarqalgan turlaridan turli lazer burchaklari yordamida “butun” xotira hajmi bo‘yicha ma’lumotlarni yozib olish imkoniyati bilan farqlanadi. Ushbu turdagi xotiradan eng ko'p foydalanish optik ma'lumotlarni saqlashga asoslangan ROMda bo'lib, bu erda bir nechta axborot qatlamlari bo'lgan optik disklar endi yangilik emas.

Doimiy xotiraning boshqa, juda ekzotik turlari ham bor, lekin laboratoriya sharoitida ham ular ilmiy fantastika yoqasida muvozanatlashadi, shuning uchun men ularni eslatib o'tmayman, kutamiz va ko'ramiz.

Har qanday elektronika murakkab qurilmalar bo'lib, ularning ishlash printsipi har bir oddiy odamga tushunarli emas. ROM nima va bu qurilma nima uchun kerak? Bugungi kunda ko'pchilik foydalanuvchilar bu savolga javob bera olmaydi. Keling, bu vaziyatni tuzatishga harakat qilaylik.

ROM nima?

ROMlar nima va ular qayerda ishlatilishi mumkin? Faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira qurilmalari doimiy xotira deb ataladi. Sof texnik jihatdan bu qurilmalar mikrosxemalar shaklida amalga oshiriladi. Shu bilan birga, biz ROM qisqartmasi nimani anglatishini bilib oldik. Bunday chiplar foydalanuvchi tomonidan kiritilgan ma'lumotlarni, shuningdek o'rnatilgan dasturlarni saqlash uchun mo'ljallangan. ROMda hujjatlardan tortib rasmlargacha hamma narsani topishingiz mumkin. Ushbu chipdagi ma'lumotlar bir necha oy yoki hatto yillar davomida saqlanadi.

Amaldagi qurilmaga qarab, xotira hajmi faqat bitta kremniy chipiga ega bo'lgan eng oddiy qurilmalarda bir necha kilobaytdan terabaytgacha o'zgarishi mumkin. Doimiy saqlash hajmi qanchalik katta bo'lsa, u shunchalik ko'p narsalarni saqlashi mumkin. Chipning hajmi ma'lumotlar miqdori bilan to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Agar biz ROM nima degan savolga qisqaroq javob berishga harakat qilsak, quyidagilarni aytishimiz mumkin: bu doimiy kuchlanishga bog'liq bo'lmagan ma'lumotlarni saqlashdir.

Qattiq disklarni ROM sifatida ishlatish

Shunday qilib, biz allaqachon ROM nima degan savolga javob berdik. Endi ROMlar nima bo'lishi mumkinligi haqida gapiraylik. Har qanday kompyuterdagi asosiy xotira qurilmasi qattiq diskdir. Bugungi kunda ular har bir kompyuterda mavjud. Ushbu element keng ma'lumotlarni saqlash imkoniyatlari tufayli ishlatiladi. Shu bilan birga, o'z qurilmalarida multipleksorlardan foydalanadigan bir qator ROMlar ham mavjud. Bular maxsus mikrokontrollerlar, yuklash moslamalari va boshqa elektron mexanizmlardir. Yaqindan o'rganib chiqqach, siz nafaqat ROM qisqartmasining ma'nosini tushunishingiz kerak. Mavzuni tushunish uchun siz boshqa atamalarni tushunishingiz kerak.

Flash texnologiyalaridan foydalanish orqali ROM imkoniyatlarini qo'shish va kengaytirish

Agar foydalanuvchi etarli standart xotira hajmiga ega bo'lmasa, u holda siz ROM tomonidan taqdim etilgan kengaytirilgan ma'lumotlarni saqlash imkoniyatlaridan foydalanishga harakat qilishingiz mumkin. Bu USB drayvlar va xotira kartalarida amalga oshiriladigan zamonaviy texnologiyalardan foydalanish orqali amalga oshiriladi. Ushbu texnologiyalar qayta foydalanish tamoyiliga asoslanadi. Oddiy qilib aytganda, bunday ommaviy axborot vositalaridagi ma'lumotlarni o'chirib tashlash va qayta yozish mumkin. Shunga o'xshash operatsiya o'nlab va yuz minglab marta amalga oshirilishi mumkin.

ROM nimadan iborat?

ROM ikkita qismdan iborat bo'lib, ular ROM-A va ROM-E sifatida belgilanadi. ROM-A dasturlarni saqlash uchun, ROM-E esa dasturlarni chiqarish uchun ishlatiladi. A tipidagi ROM - bu manzil simlari yordamida miltillovchi diod-transformator matritsasi. ROMning ushbu bo'limi asosiy funktsiyani bajaradi. To'ldirish ROM ishlab chiqarishda ishlatiladigan materialga bog'liq bo'ladi. Buning uchun magnit lentalar, magnit disklar, perfokartalar, barabanlar, ferrit uchlari, elektrostatik zaryadlarni to'plash xususiyatiga ega dielektriklardan foydalanish mumkin.

ROM: sxematik tuzilma

Ushbu elektron ob'ekt odatda bir nechta bitta bitli hujayralar ulanishiga o'xshash qurilma sifatida tasvirlangan. Potentsial murakkabligiga qaramay, ROM chipi juda kichik hajmga ega. Muayyan ma'lumotni saqlashda u korpusga (nolni yozish) yoki quvvat manbaiga (birni yozish) muhrlanadi. Xotira hujayralarining sig'imini oshirish uchun doimiy xotira qurilmalaridagi sxemalar parallel ravishda ulanishi mumkin. Zamonaviy mahsulotni olish uchun ishlab chiqaruvchilar aynan shunday qiladilar. Axir, yuqori texnik xususiyatlarga ega ROMdan foydalanilganda, qurilma bozorda raqobatbardosh bo'ladi.

Uskunaning turli birliklarida ishlatiladigan xotira miqdori

Xotira miqdori ROM turi va maqsadiga bog'liq bo'lishi mumkin. Sovutgichlar yoki kir yuvish mashinalari kabi oddiy maishiy texnikada o'rnatilgan mikrokontrollerlar etarli bo'ladi. Kamdan-kam hollarda murakkabroq narsa o'rnatiladi. Bu erda ko'proq ROMdan foydalanishning ma'nosi yo'q. Elektronika miqdori juda kichik. Bundan tashqari, murakkab hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun texnologiya talab qilinmaydi. Zamonaviy televizorlar murakkabroq narsani talab qilishi mumkin. ROM sxemasi murakkabligining eng yuqori cho'qqisi serverlar va shaxsiy kompyuterlar kabi kompyuter uskunalarida joylashgan. Ushbu texnikada ROMlar bir necha gigabaytdan yuzlab terabaytgacha ma'lumotni o'z ichiga oladi.

Maska ROM

Agar yozish metallizatsiya jarayoni yordamida amalga oshirilganda va niqob ishlatilsa, bunday ROM niqob ROM deb ataladi. Ularda xotira hujayralarining manzillari o'nta pinga beriladi. Maxsus chip maxsus CS signali yordamida tanlanadi. Ushbu turdagi ROMlar zavodlarda dasturlashtirilgan. Shuning uchun ularni o'rta va kichik hajmlarda ishlab chiqarish noqulay va foydasizdir. Biroq, keng ko'lamli ishlab chiqarishda bunday qurilmalar ROMlarning eng arzoni bo'ladi.

Bu ushbu turdagi qurilmaning mashhurligini ta'minladi. Sxema dizayni nuqtai nazaridan bunday ROMlar umumiy massadan farq qiladi, chunki xotira matritsasidagi ulanishlar polikristalli kremniydan tayyorlangan erituvchi jumperlar bilan almashtiriladi. Ishlab chiqarish bosqichida barcha jumpers yaratiladi. Kompyuter mantiqiy narsalar hamma joyda yozilgan deb hisoblaydi. Biroq, tayyorgarlik dasturlash vaqtida ortib borayotgan kuchlanish ta'minlanadi.

Undan foydalanib, mantiqiy birliklar qoldiriladi. Past kuchlanish qo'llanilganda jumperlar bug'lanadi. Kompyuter u erda mantiqiy nol yozilgan deb hisoblaydi. Xuddi shu printsip dasturlashtiriladigan faqat o'qiladigan xotira qurilmalarida qo'llaniladi. Dasturlashtiriladigan ROMlar yoki PROMlar texnologik ishlab chiqarish nuqtai nazaridan juda qulay ekanligi isbotlangan. Ular o'rta va kichik ishlab chiqarishda qo'llanilishi mumkin. Biroq, bu qurilmalar ham o'z cheklovlariga ega. Siz dasturni faqat bir marta yozib olishingiz mumkin, shundan so'ng jumperlar abadiy yo'qoladi.

ROMni qayta ishlatish mumkin emasligi sababli. Agar xato qilsangiz, uni tashlab yuborishingiz kerak. Natijada, ishlab chiqarilgan barcha jihozlarning narxi oshadi. Ishlab chiqarish siklidagi nomukammallik tufayli. Ushbu muammo ishlab chiquvchilarning ongini ancha vaqtdan beri band qilgan. Ushbu vaziyatdan chiqish yo'li sifatida ko'p marta dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan ROMni ishlab chiqishga qaror qilindi.

Elektr yoki ultrabinafsha nurlari bilan o'chiriladigan ROM

Bunday qurilmalar xotira matritsasi asosida yaratilgan bo'lib, unda xotira hujayralari maxsus tuzilishga ega. Bu yerdagi har bir hujayra MOS tranzistoridir, uning eshigi polikristalli kremniydan qilingan. Oldingi variantni biroz eslatadi. Ushbu ROMlarning o'ziga xos xususiyati shundaki, bu holda kremniy qo'shimcha ravishda izolyatsion xususiyatlarga ega bo'lgan dielektrik bilan o'ralgan. Silikon dioksid dielektrik sifatida ishlatiladi.

Bu erda ishlash printsipi induktiv zaryadning mazmuniga asoslanadi. U o'nlab yillar davomida saqlanishi mumkin. Bu erda o'chirish bilan bog'liq ba'zi muammolar mavjud. Misol uchun, ultrabinafsha ROM qurilmasi tashqi tomondan, masalan, ultrabinafsha chiroqdan UV nurlariga ta'sir qilishni talab qiladi. Albatta, foydalanish qulayligi nuqtai nazaridan, elektr bilan o'chiriladigan ROM dizayni eng yaxshi variant bo'ladi. Bunday holda, faollashtirish uchun siz faqat kuchlanishni qo'llashingiz kerak. Elektrni o'chirishning ushbu printsipi flesh-disklar kabi qurilmalarda muvaffaqiyatli amalga oshirildi. Biroq, bunday ROM sxemasi tizimli ravishda an'anaviy ROM niqobidan farq qilmaydi, hujayra tuzilishi bundan mustasno.

Bunday qurilmalar ba'zan qayta dasturlashtiriladigan deb ham ataladi. Biroq, ushbu turdagi qurilmalarning barcha afzalliklari bilan ma'lumotni o'chirish tezligi uchun ma'lum cheklovlar mavjud. Odatda, bu operatsiyani bajarish uchun 10 dan 30 daqiqagacha vaqt ketadi. Qayta yozish imkoniyatiga qaramay, qayta dasturlashtiriladigan qurilmalar ulardan foydalanishda cheklovlarga ega. UV o'chirilishi mumkin bo'lgan elektronika 10 dan 100 tagacha yozish tsikliga bardosh bera oladi. Shundan so'ng, ultrabinafsha nurlanishining halokatli ta'siri shunchalik sezilarli bo'ladiki, qurilma ishlashni to'xtatadi.

Bunday elementlar qo'shimcha portlar uchun video va ovoz kartalarida BIOS dasturlarini saqlash uchun ishlatilishi mumkin. Qayta yozish imkoniyatiga kelsak, elektrni o'chirish printsipi optimal bo'ladi. Bunday qurilmalarda qayta yozishlar soni 100 dan 500 minggacha. Albatta, siz ko'proq narsani qila oladigan qurilmalarni topishingiz mumkin, ammo oddiy foydalanuvchilarning bunday g'ayritabiiy qobiliyatlarga mutlaqo ehtiyoji yo'q.

Faqat o'qish xotirasi (Faqat o'qish uchun xotira - ROM)

(Faqat o'qish uchun xotira - ROM)

Faqat o'qish xotirasi (ROM, faqat o'qish xotirasi) - o'zgarmas xotira bo'lib, hech qachon o'zgartirilishi shart bo'lmagan ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatiladi. Xotira tarkibi doimiy saqlash uchun uni ishlab chiqarish jarayonida qurilmaga maxsus tarzda "ulangan". ROM faqat o'qilishi mumkin.

Avvalo, doimiy xotiraga protsessorning ishlashini boshqarish dasturi yoziladi. ROM displeyni, klaviaturani, tashqi xotirani boshqarish dasturlari, kompyuterni ishga tushirish va to'xtatish dasturlari va qurilmalarni tekshirish dasturlarini o'z ichiga oladi.

Eng muhim ROM chipi BIOS moduli (Basic Input/Output System) - kompyuterni yoqqandan va operatsion tizimni operativ xotiraga yuklagandan so'ng qurilmalarni avtomatik ravishda sinab ko'rish uchun mo'ljallangan dasturlar to'plami.

BIOS-ning roli ikki tomonlama - bir tomondan, u apparatning ajralmas elementi bo'lsa, boshqa tomondan, u har qanday operatsion tizimning muhim modulidir.

Shunday qilib, ROM kompyuter ishlab chiqarilganda u erda yozilgan ma'lumotlarni doimiy ravishda saqlaydi.

! O'zgaruvchan xotira. Quvvat o'chirilganda, ROM tarkibi o'chirilmaydi.

ROM quyidagilarni o'z ichiga oladi:

1. har safar kompyuterni yoqganingizda qurilmaning to'g'ri ishlashini tekshiradigan sinov dasturlari;
2. asosiy periferik qurilmalarni boshqarish dasturlari (disk, monitor, klaviatura);
3. Tashqi muhitda operatsion tizim yuklash moslamasini qidiradigan yuklash dasturi. Zamonaviy BIOS operatsion tizimni nafaqat magnit va optik disklardan, balki USB flesh-disklardan ham yuklash imkonini beradi.

Xayrli kun.

Agar siz ROM nima ekanligi haqidagi bilim bo'shlig'ini to'ldirmoqchi bo'lsangiz, siz to'g'ri joyga keldingiz. Bizning blogimizda siz bu haqda keng qamrovli ma'lumotni oddiy foydalanuvchi uchun ochiq tilda o'qishingiz mumkin.

Dekodlash va tushuntirish

ROM harflari "faqat o'qiladigan xotira" so'zlari bilan bosh harf bilan yozilgan. Uni xuddi shunday "ROM" deb ham atash mumkin. Inglizcha qisqartma "Faqat o'qiladigan xotira" degan ma'noni anglatadi va faqat o'qish uchun xotira deb tarjima qilinadi.

Bu ikki nom suhbatimiz mavzusining mohiyatini ochib beradi. Bu faqat o'qilishi mumkin bo'lgan o'zgaruvchan xotira turi. Bu nima degani?

• Birinchidan, u uskunani ishlab chiqarish jarayonida ishlab chiqaruvchi tomonidan qo'yilgan o'zgarmas ma'lumotlarni, ya'ni ularsiz uning ishlashi mumkin bo'lmagan ma'lumotlarni saqlaydi.
• Ikkinchidan, "uchuvchan bo'lmagan" atamasi, tizim qayta ishga tushirilganda, RAM bilan sodir bo'lganidan farqli o'laroq, ma'lumotlar undan yo'qolmasligini ko'rsatadi.

Bunday qurilmadan ma'lumotni faqat maxsus usullar, masalan, ultrabinafsha nurlar yordamida o'chirish mumkin.

Misollar

Kompyuterdagi faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira anakartdagi ma'lum bir joy bo'lib, u quyidagilarni saqlaydi:

• Kompyuterni har safar ishga tushirganingizda apparatning to'g'ri ishlashini tekshiradigan yordamchi dasturlarni sinab ko'ring.
• Asosiy periferik qurilmalarni boshqarish uchun drayverlar (klaviatura, monitor, disk drayveri). O'z navbatida, vazifalari kompyuterni yoqishni o'z ichiga olmaydigan anakartdagi uyalar o'z yordamchi dasturlarini ROMda saqlamaydi. Axir, joy cheklangan.
• Kompyuter yoqilganda operatsion tizimni yuklash dasturini ishga tushiradigan yuklash dasturi (BIOS). Garchi joriy BIOS kompyuterni nafaqat optik va magnit disklardan, balki USB drayvlardan ham yoqishi mumkin.

Mobil gadjetlarda doimiy xotira standart ilovalar, mavzular, rasmlar va musiqalarni saqlaydi. Agar so'ralsa, qo'shimcha multimedia ma'lumotlari uchun joy qayta yoziladigan SD kartalar yordamida kengaytirilishi mumkin. Biroq, agar qurilma faqat qo'ng'iroqlar uchun ishlatilsa, xotirani kengaytirishning hojati yo'q.

Umuman olganda, endi ROM har qanday maishiy texnika, avtomobil pleyerlari va boshqa elektron qurilmalarda mavjud.

Jismoniy ijro

Doimiy xotira bilan yaxshiroq tanishishingiz uchun men sizga uning konfiguratsiyasi va xususiyatlari haqida ko'proq ma'lumot beraman:

• Jismoniy jihatdan bu, masalan, kompyuterga kiritilgan bo'lsa, o'qish kristalli mikrosxema. Ammo mustaqil ma'lumotlar massivlari ham mavjud (CD, grammofon, shtrix kod va boshqalar).
• ROM "A" va "E" ikki qismdan iborat. Birinchisi, manzil simlari yordamida tikilgan diod-transformator matritsasi. Dasturlarni saqlash uchun ishlatiladi. Ikkinchisi ularni chiqarish uchun mo'ljallangan.
• Sxematik jihatdan u bir nechta bir xonali hujayralardan iborat. Ma'lumotlarning ma'lum bir biti yozilganda, korpusga (nol) yoki quvvat manbaiga (bir) muhr qo'yiladi. Zamonaviy qurilmalarda hujayralar quvvatini oshirish uchun sxemalar parallel ravishda ulanadi.
• Xotira hajmi qaysi qurilmaga qo'llanilishiga qarab bir necha kilobaytdan terabaytgacha o'zgaradi.

Turlari

ROMning bir nechta turlari mavjud, ammo vaqtingizni behuda sarflamaslik uchun men faqat ikkita asosiy modifikatsiyani nomlayman:

• Birinchi harfga "dasturlashtiriladigan" so'zi qo'shiladi. Bu shuni anglatadiki, foydalanuvchi qurilmani o'zi bir marta miltillashi mumkin.

• Oldindagi yana ikkita harf "elektr bilan o'chiriladi" so'zini yashiradi. Bunday ROMlarni xohlagancha qayta yozish mumkin. Flash xotira bu turga tegishli.

Umuman olganda, men bugun sizga aytmoqchi bo'lgan narsam shu.

Agar siz yangilanishlarga obuna bo'lsangiz va tez-tez qaytib kelsangiz, xursand bo'laman.

ROM - bu xotira bo'lib, unda bir marta yozilgan ma'lumotni o'zgartirib bo'lmaydi. Masalan, tashqi xotiradan ma'lumotni mikroprotsessorli tizimning operativ xotirasiga yuklash dasturi. ROMning barcha turlari bir xil sxemani loyihalash printsipidan foydalanadi. ROMdagi ma'lumotlar manzil va ma'lumotlar avtobuslari o'rtasida aloqa mavjudligi yoki yo'qligi sifatida ifodalanadi.

ROMning an'anaviy grafik belgilanishi 26.10-rasmda keltirilgan.

26.10-rasm. ROMning an'anaviy grafik belgilanishi

Guruch. 26.11. ROM sxemasi

Shaklda. 26.11-rasmda oddiy ROM diagrammasi ko'rsatilgan. ROMni amalga oshirish uchun dekoder, diodlar, rezistorlar to'plami va avtobus drayverlaridan foydalanish kifoya. Ko'rib chiqilayotgan ROM bit so'zlarni o'z ichiga oladi, ya'ni. uning umumiy hajmi 32 bit. Ustunlar soni so'zning kengligini, qatorlar soni esa 8 bitli so'zlarning sonini aniqlaydi. Diodlar "0" mantiqiy qiymatiga ega bo'lgan bitlar saqlanishi kerak bo'lgan joylarda o'rnatiladi (dekoder tanlangan chiziqqa 0 ni beradi). Hozirgi vaqtda diodlar o'rniga MOS tranzistorlari qo'llaniladi.

Jadvalda 26.1-rasmda ROMning holati ko'rsatilgan, uning diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 26.11.

26.1-jadval

Oddiy ROM holati

So'z	Ikkilik vakillik
A0	A1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8

Qoida tariqasida, ROMlar 2 ta tuzilishga ega bo'lgan ko'p bitli tashkilotga ega DM. Ishlab chiqarish texnologiyalari juda xilma-xildir - CMOS, n-MOS, TTL(Sh) va diodli matritsalar.

Barcha ROMlarni quyidagi guruhlarga bo'lish mumkin: zavod tomonidan dasturlashtiriladigan (niqob), bir martalik dasturlashtiriladigan va qayta dasturlashtiriladigan.

Zavod tomonidan dasturlashtiriladigan xotiralarda(ROM yoki ROM), ma'lumotlar texnologik jarayonning yakuniy bosqichida niqob deb ataladigan fotomaska ​​yordamida ularni ishlab chiqarish jarayonida bevosita yozib olinadi. Maskali ROMlar deb ataladigan bunday ROMlar diodlar, bipolyar yoki MOS tranzistorlarida qurilgan.

Niqobli ROM-lardan foydalanish sohasi standart ma'lumotlarni saqlashdir, masalan, belgilar generatorlari (lotin va rus alifbosi harflari kodlari), standart funktsiyalar jadvallari (sinus, kvadratik funktsiyalar), standart dasturiy ta'minot.

Faqat o'qish uchun dasturlashtiriladigan xotira qurilmalari(PROM yoki BITIRUV KECHASI) – bir martalik elektr dasturlash imkoniyatiga ega ROM. Ushbu turdagi xotira foydalanuvchiga dasturchilar yordamida bir marta xotira chipini dasturlash imkonini beradi.

PROM chiplari eriydigan o'tish moslamalari bo'lgan xotira hujayralariga qurilgan. Dasturlash jarayoni etarli amplituda va davomiylikdagi joriy impulslar yordamida erituvchi bog'lamlarni tanlab yoqishdan iborat. Eriydigan aloqalar diodlar yoki tranzistorlar elektrodlariga kiritilgan.

Shaklda. 26.12-rasmda erituvchi o'tish moslamalari bilan PROM diagrammasi ko'rsatilgan. U barcha diodlar va jumperlar bilan ishlab chiqariladi, ya'ni. matritsada hamma narsa "0" ga teng va dasturlash paytida kataklarida mantiqiy "1" bo'lishi kerak bo'lgan o'tish moslamalari yonib ketadi.

Guruch. 26.12. PROM sxemasining fragmenti

Faqat o'qish uchun dasturlashtiriladigan xotiralar(RPZU va RPZU UV) - bir nechta elektr dasturlash imkoniyatiga ega ROM. IN IS RPZU UV ( EPROM) eski ma'lumotlar ultrabinafsha nurlar yordamida o'chiriladi, buning uchun mikrosxema korpusida shaffof oyna mavjud; RPZU da ( EEPROM) – elektr signallari yordamida.

ROM xotira hujayralari ustiga qurilgan n-MOS yoki CMOS tranzistorlari. Yashil hujayrani qurish uchun ikkita dielektrik muhit yoki o'tkazuvchi va dielektrik muhit o'rtasidagi chegarada zaryadni saqlashning turli fizik hodisalari qo'llaniladi.

Birinchi versiyada MOS tranzistorining eshigi ostidagi dielektrik ikki qatlamdan iborat: silikon nitridi va silikon dioksidi. Ushbu tranzistor MNOS deb ataladi: metall - kremniy nitridi - oksid - yarim o'tkazgich. Zaryadni ushlab turish markazlari dielektrik qatlamlarning chegaralarida paydo bo'ladi. Tunnel effekti tufayli zaryad tashuvchilar nozik oksidli plyonkadan o'tib, qatlamlar orasidagi interfeysda to'planishi mumkin. MNOS tranzistori tomonidan saqlanadigan ma'lumotlarning tashuvchisi bo'lgan bu zaryad tranzistorning pol kuchlanishining o'zgarishiga olib keladi. Bunday holda, chegara kuchlanishi shunchalik ko'payadiki, tranzistor eshigidagi ish kuchlanishi uni ochishga qodir emas. Hech qanday zaryad bo'lmagan tranzistor osongina ochiladi. Davlatlardan biri mantiqiy, ikkinchisi - nol sifatida belgilanadi.

Ikkinchi variantda MOS tranzistorining eshigi suzuvchi holga keltiriladi, ya'ni. sxemaning boshqa elementlari bilan bog'lanmagan. Bunday eshik tranzistorning drenajiga yuqori kuchlanish qo'llanilganda ko'chki qarshi oqimi bilan zaryadlanadi. Natijada, suzuvchi eshikdagi zaryad, MNOS tranzistorli oldingi versiyada bo'lgani kabi, ma'lumotni o'qishda ishlatiladigan drenaj oqimiga ta'sir qiladi. Bunday tranzistorlar LISMOP (ko'chki zaryadini in'ektsiya qilish MOS tranzistori) deb ataladi. Transistor eshigi izolyator bilan o'ralganligi sababli, oqish oqimi juda kichik va ma'lumot juda uzoq vaqt (o'nlab yillar) saqlanishi mumkin.

Elektr bilan o'chiriladigan EEPROMda ikkinchi eshik, boshqaruv eshigi tranzistorning suzuvchi eshigi ustida joylashgan. Unga kuchlanish qo'llash tunnel effekti tufayli zaryadning suzuvchi eshikda tarqalishiga olib keladi. RPOMlar UV RPOMlarga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega, chunki ular qayta dasturlash uchun maxsus ultrabinafsha nur manbalarini talab qilmaydi. Elektr o'chirish xotirasi amalda ultrabinafsha o'chirish xotirasini almashtirdi.

LISMOP tipidagi ikki eshikli tranzistorlar yordamida ROM sxemasining bir qismi rasmda ko'rsatilgan. 26.13. Mantiqiy nolni yozish dasturlash rejimida suzuvchi eshik zaryadi yordamida amalga oshiriladi. Ma'lumotni o'chirish, ya'ni. suzuvchi eshikli tushirish mantiqiy yozishni anglatadi. Bunday holda, namuna olish chizig'i bo'ylab signal qo'llanilganda, so'ralgan tranzistorlar ochiladi va kuchlanishni uzatadi U PIT o'qish qatorida.

Zamonaviy ROMlar 80 MGts gacha bo'lgan takt chastotasida 4 Mbitgacha bo'lgan axborot sig'imiga ega.

26.5. Flash-xotira

Ishlashning asosiy tamoyillari va saqlash elementlarining turi Flash-xotiralar suzuvchi shlyuzli tranzistorlar asosida qurilgan elektr yozuvlari va ma'lumotlarni o'chirishga ega PROMlarga o'xshaydi. Qoida tariqasida, uning xususiyatlariga ko'ra, Flash-xotira alohida sinfga ajratilgan. U bir vaqtning o'zida barcha yozilgan ma'lumotlarni yoki alohida so'zlarni o'chirish o'rniga katta ma'lumotlar bloklarini o'chiradi. Bu alohida baytlarni yozish va o'chirish uchun boshqaruv sxemalarini yo'q qilish imkonini beradi, bu esa xotira sxemasini sezilarli darajada soddalashtirish va xarajatlarni kamaytirish bilan birga yuqori darajadagi integratsiya va ishlashga erishish imkonini beradi.

26.13-rasm. RPOM sxemasining bo'lagi

Elektron qurilmalarni rivojlantirishning zamonaviy tendentsiyalari ishlatiladigan xotira hajmini doimiy ravishda oshirishni talab qiladi. Bugungi kunda muhandislar o'zgaruvchan xotira kabi mikrosxemalardan foydalanish imkoniyatiga ega DRAM, bu bir bit uchun juda past narx va yuqori darajadagi integratsiya va o'zgaruvchan emasligi bilan tavsiflanadi Flash-xotira, uning narxi doimiy ravishda pasayib, darajaga intiladi DRAM.

O'zgaruvchan bo'lmagan ehtiyoj Flash- xotira mobil ilovalar sohasida kompyuter tizimlarining rivojlanish darajasiga mutanosib ravishda o'sadi. Ishonchliligi, kam quvvat iste'moli, kichik o'lchamlari va engilligi - bu ommaviy axborot vositalarining aniq afzalliklari Flash-xotira disk yurituvchilarga nisbatan. Axborot birligini saqlash narxining doimiy pasayishini hisobga olgan holda Flash-xotira, unga asoslangan ommaviy axborot vositalari mobil platformalar va bunday xotiradan foydalanadigan portativ uskunalarga tobora ko'proq afzallik va funksionallikni beradi. Turli xil xotira turlari orasida, Flash- hujayra asosidagi xotira NAND katta hajmdagi ma'lumotlar uchun uchuvchan bo'lmagan saqlash qurilmalarini qurish uchun eng mos asosdir.

Hozirgi vaqtda flesh-xotirani qurish uchun ikkita asosiy tuzilma mavjud: hujayra asosidagi xotira NOR(YOKI-YO'Q) va NAND(VA-YO'Q). Tuzilishi NOR(26.14-rasm, a) parallel ulangan elementar axborotni saqlash kataklaridan iborat. Hujayralarning bunday tashkil etilishi ma'lumotlarga tasodifiy kirish va ma'lumotlarni bayt-bayt yozib olish imkoniyatini beradi. Tuzilishi asosida NAND(26.14-rasm, b) guruhlarni tashkil etuvchi elementar kataklarning ketma-ket ulanishi printsipi (bir guruhda 16 katak mavjud), ular sahifalarga birlashtiriladi va sahifalar bloklarga aylanadi. Xotira massivining bunday qurilishi bilan alohida hujayralarga kirish imkonsizdir. Dasturlash bir vaqtning o'zida faqat bitta sahifada amalga oshiriladi va o'chirishda bloklar yoki bloklar guruhlariga kirish amalga oshiriladi.

26.14-rasm. Strukturalarga asoslangan NOR(a) va NAND(b)

Xotiralar o'rtasidagi strukturaning tashkil etilishidagi farqlar natijasida NOR Va NAND xususiyatlarida namoyon bo‘ladi. Nisbatan katta hajmdagi ma'lumotlar bilan ishlashda xotirani yozish/o'chirish jarayonlari NAND xotiradan ancha tezroq ishlaydi NOR. 16 qo'shni xotira hujayralaridan beri NAND bir-biriga hech qanday aloqa bo'shliqlarisiz ketma-ket ulangan bo'lsa, chipda hujayralarni joylashtirishning yuqori maydoniga erishiladi, bu bir xil texnologik standartlarda katta quvvatni olish imkonini beradi. Fleshli xotirani dasturlash asoslari NAND elektron tunnellash jarayoni yotadi. Va u dasturlash va o'chirish uchun ishlatilganligi sababli, xotira chipining kam quvvat sarfiga erishiladi. Hujayra tashkilotining izchil tuzilishi yuqori darajada miqyosda bo'lishga imkon beradi, bu esa NAND-Flash xotira hajmini oshirish poygasida yetakchi. Elektron tunnellash hujayra kanalining butun maydoni bo'ylab sodir bo'lganligi sababli, birlik maydoni uchun zaryadni ushlash intensivligi NAND-Flash boshqa texnologiyalarga qaraganda past Flash-xotira, natijada dastur/oʻchirish sikllarining soni koʻpayadi. Dasturlash va o'qish 512 baytli bloklarda sektor bo'yicha yoki sahifama-sahifa bo'lib, disk drayverlarining umumiy sektor hajmini taqlid qilish uchun amalga oshiriladi.

Mikrosxemalarning batafsil xususiyatlari Flash-xotirani qator kristallari misolida ko'rib chiqish mumkin HY 27xx(08/16)1 G 1M kompaniyalar Hynix. Shaklda. 26.15-rasmda ushbu qurilmalarning terminallarining ichki tuzilishi va maqsadi ko'rsatilgan.

Mikrosxema quyidagi xulosalarga ega:

I/O 8-15– x16 qurilmalari uchun ma’lumotlarni kiritish/chiqarish

I/O 0-7– x8 va x16 qurilmalari uchun ma’lumotlarni kiritish/chiqarish, manzilni kiritish yoki buyruq kiritish;

ALE– manzil qulfini yoqish;

CLE– buyruq qulfini yoqish;

- kristall tanlash;

- rezolyutsiyani o'qish;

– o‘qish/band (ochiq drenaj bilan chiqish);

- yozib olish ruxsati;

- yozishni himoya qilish

V CC- ta'minot kuchlanishi;

VSS- umumiy xulosa.

26.15-rasm. Tashqi pin diagrammasi (a), pinni belgilash (b) va blok diagrammasi (c) Flash-xotira

Manzil satrlari 8 yoki 16 bitli I/U shinasidagi ma'lumotlar kiritish/chiqarish liniyalari bilan ko'paytiriladi. Ushbu interfeys ishlatiladigan pinlar sonini kamaytiradi va bosilgan elektron platani o'zgartirmasdan yuqori sig'imli chiplarga o'tish imkonini beradi. Har bir blokni 100 000 marta dasturlash va o'chirish mumkin. Chiplar nazoratchi faoliyatini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan ochiq drenajli o'qish/band chiqishiga ega PER (Dastur/oʻchirish/oʻqish). Chiqish ochiq drenajli bo'lgani uchun, turli xil xotira chiplaridan bir nechta bunday chiqishlarni bitta tortish rezistori orqali quvvat manbaining musbat terminaliga ulash mumkin.

26.16-rasm. Xotira massivini tashkil qilish NAND- tuzilmalar

Xotira massivi NAND-tuzilmalar har biri 32 sahifadan iborat bloklarda tashkil etilgan. Massiv ikki sohaga bo'linadi: asosiy va zaxira (26.16-rasm).

Massivning asosiy maydoni ma'lumotlarni saqlash uchun ishlatiladi, zaxira maydon esa odatda xatolarni tuzatish kodlarini saqlash uchun ishlatiladi ( ECC), dastur bayroqlari va yomon blok identifikatorlari ( Yomon blok) asosiy maydon. 8-bitli qurilmalarda asosiy sohadagi sahifalar har biri 256 baytdan iborat ikkita yarim sahifaga va zaxira maydonning 16 baytiga bo'lingan. 16 bitli qurilmalarda sahifalar 256 so'zdan iborat asosiy maydonga va 8 so'zdan iborat bo'sh maydonga bo'lingan.

Hujayraga asoslangan xotira NOR nisbatan uzoq oʻchirish va yozish vaqtlariga ega, lekin har bir bitni oʻqishga ruxsati bor. Ushbu holat tez-tez qayta yozishni talab qilmaydigan dastur kodini yozish va saqlash uchun bunday mikrosxemalardan foydalanishga imkon beradi. Bunday ilovalar, masalan, BIOS o'rnatilgan kompyuterlar yoki pristavkalar uchun dasturiy ta'minot uchun.

Xususiyatlari NAND-Flash uni qo'llash doirasini aniqladi: xotira kartalari va boshqa ma'lumotlarni saqlash qurilmalari. Endi bu turdagi xotira deyarli hamma joyda mobil qurilmalarda, foto va video kameralarda va hokazolarda qo'llaniladi. NAND-Flash Xotira kartalarining deyarli barcha turlariga asoslanadi: SmartMedia, MMC, Secure Digital, Memory Stick

Hozir erishilgan axborot sig'imi Flash-xotira 8 Gb ga etadi, odatiy birlashtirilgan dastur va o'chirish tezligi 70 MGts gacha bo'lgan takt chastotasida 33,6 mS / 64 kB gacha.

Samarali foydalanishning ikkita asosiy yo'nalishi Flash-xotiralar - kamdan-kam o'zgartiriladigan ma'lumotlarni saqlash va magnit disklardagi xotirani almashtirish. Birinchi yo'nalish uchun u ishlatiladi Flash- manzilga kirish imkoniyatiga ega xotira, ikkinchisi uchun - fayl xotirasi.

26.6. RAM turi FRAM

FRAM- operativ xotiraga xos bo'lgan yuqori unumdorlik va kam quvvat iste'molini qo'llaniladigan kuchlanish bo'lmaganda ma'lumotlarni saqlash qobiliyatini birlashtirgan operativ doimiy xotira.

Ga qaraganda EEPROM Va Flash-xotira, bu turdagi xotiraga ma'lumotlarni yozish vaqti va quvvat sarfi ancha kam (bir necha millisekundlarga nisbatan 70 ns dan kam) va yozish tsikllari uchun resurs ancha yuqori (kamida 10 11 ga nisbatan 10 5 .. uchun 10 6 tsikl EEPROM).

FRAM yaqin kelajakda raqamli qurilmalarda eng mashhur xotiraga aylanishi kerak. FRAM darajasidagi ishlashi bilangina farq qilmaydi DRAM, shuningdek, elektr uzilishi paytida ma'lumotlarni saqlash qobiliyati. Bir so'z bilan aytganda, FRAM nafaqat sekinni siqib chiqarishi mumkin Flash, lekin oddiy RAM kabi DRAM. Bugungi kunda ferroelektrik xotira cheklangan qo'llanilishini topadi, masalan RFID- teglar. Etakchi kompaniyalar, shu jumladan Ramtron, Samsung, NEC, Toshiba, faol rivojlanmoqda FRAM. 2015 yil atrofida bozorda bo'lishi kerak n- gigabayt modullari FRAM.

Belgilangan xususiyatlar FRAM xotira xujayrasining saqlash kondensatorining dielektri sifatida ishlatiladigan ferroelektrik (perovskit) beradi. Bunday holda, ferroelektrik xotira ma'lumotlarni nafaqat kondansatör zaryadi shaklida (an'anaviy RAMda bo'lgani kabi), balki ferroelektrik kristalli strukturaning elektr polarizatsiyasi shaklida ham saqlaydi. Ferroelektrik kristalning ikkita holati bor, ular mantiqiy 0 va 1 ga mos kelishi mumkin.

Muddati FRAM hali joylashmagan. Birinchidan FRAM ferrodinamik operativ xotira deb ataladi. Biroq, hozirgi vaqtda ferroelektriklar saqlash xujayralari sifatida ishlatiladi va hozir FRAM tez-tez ferroelektrik RAM deb ataladi.

Birinchidan FRAM 2 bor edi T/2BILAN-arxitektura (26.17-rasm, a), uning asosida ko'pchilik zamonaviy ferroelektrik xotira mikrosxemalari tayyorlanadi. Har bir bit individual mos yozuvlar bitiga ega bo'lgan bu turdagi hujayralar zaryad farqini yuqori aniqlik bilan aniqlash imkonini beradi. Va differensial signalni o'qish tufayli hujayra kondansatkichlarining parametrlarida tarqalishning ta'siri yo'q qilinadi. Keyinchalik paydo bo'ldi FRAM arxitektura bilan 1 T/1BILAN(26.17-rasm, b). Bunday arxitekturaga ega mikrosxemalarning afzalligi - an'anaviy sxemalarga qaraganda kichikroq hujayra maydoni va shuning uchun ma'lumot sig'imi birligiga mikrosxemaning arzonligi.

26.18-rasmda temir elektr RAMning blok diagrammasi ko'rsatilgan ( FRAM) sig'imi 1 Mbit va parallel kirish interfeysi FM 20L 08 ta kompaniya Ramtron. 26.1-jadvalda. mikrosxemaning pinlari ko'rsatilgan.

FM 20L 08 standart statik operativ xotira kabi o‘qiladigan va yoziladigan 128K×8 o‘zgarmas xotiradir. Ma'lumotlar xavfsizligi 10 yil davomida ta'minlanadi, shu bilan birga ma'lumotlarni saqlashning ishonchliligi (cheksiz aşınma qarshilik) haqida o'ylashning hojati yo'q, tizim dizayni soddalashtirilgan va batareyali statik RAMga asoslangan muqobil o'zgarmas xotira echimining bir qator kamchiliklari mavjud. zaxira nusxasi yo'q qilinadi. Yozib olish tezligi va cheksiz miqdordagi qayta yozish sikllarini hosil qiladi FRAM o'zgaruvchan xotiraning boshqa turlariga nisbatan etakchi.

26.17-rasm. Xotira hujayrasi 2-tur T/2BILAN(a) va 1 T/1BILAN(b)

26.18-rasm. Strukturaviy sxema FRAM FM 20L 08