أنواع ذاكرة القراءة فقط

ROM تعني ذاكرة القراءة فقط، والتي توفر تخزينًا غير متطاير للمعلومات على أي وسيط مادي. بناءً على طريقة تخزين المعلومات، يمكن تقسيم ذاكرة القراءة فقط (ROM) إلى ثلاثة أنواع:

1. ROM يعتمد على المبدأ المغناطيسي لتخزين المعلومات.

يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على تغيير اتجاه ناقل المغنطة لأقسام المغناطيس الحديدي تحت تأثير مجال مغناطيسي متناوب وفقًا لقيم بتات المعلومات المسجلة.

المغناطيس الحديدي هو مادة قادرة على الحصول على مغنطة عند درجة حرارة أقل من عتبة معينة (نقطة كوري) في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي.

تعتمد قراءة البيانات المسجلة في مثل هذه الأجهزة على تأثير الحث الكهرومغناطيسي أو تأثير المقاومة المغناطيسية. يتم تطبيق هذا المبدأ في الأجهزة التي تحتوي على وسائط متحركة على شكل قرص أو شريط.

الحث الكهرومغناطيسي هو تأثير توليد التيار الكهربائي في دائرة مغلقة عندما يتغير التدفق المغناطيسي الذي يمر عبرها.

يعتمد تأثير المقاومة المغناطيسية على التغير في المقاومة الكهربائية لموصل صلب تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي.

الميزة الرئيسية لهذا النوع هو الحجم الكبير للمعلومات المخزنة والتكلفة المنخفضة لكل وحدة من المعلومات المخزنة. العيب الرئيسي هو وجود أجزاء متحركة وأبعاد كبيرة وانخفاض الموثوقية والحساسية للتأثيرات الخارجية (الاهتزاز والصدمات والحركة وما إلى ذلك)

2. ROM يعتمد على المبدأ البصري لتخزين المعلومات.

ويعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على تغيير الخصائص البصرية لجزء من الوسائط، على سبيل المثال، عن طريق تغيير درجة الشفافية أو الانعكاس. مثال على ROM الذي يعتمد على المبدأ البصري لتخزين المعلومات هو أقراص CD و DVD و BluRay.

الميزة الرئيسية لهذا النوع من ROM هي التكلفة المنخفضة للوسائط وسهولة النقل وإمكانية النسخ المتماثل. العيوب - سرعة قراءة/كتابة منخفضة، عدد محدود من عمليات إعادة الكتابة، الحاجة إلى جهاز قراءة.

3. ROM يعتمد على المبدأ الكهربائي لتخزين المعلومات.

يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على تأثيرات العتبة في هياكل أشباه الموصلات - القدرة على تخزين وتسجيل وجود الشحنة في منطقة معزولة.

يُستخدم هذا المبدأ في ذاكرة الحالة الصلبة، وهي الذاكرة التي لا تتطلب استخدام أجزاء متحركة لقراءة/كتابة البيانات. مثال على ذاكرة القراءة فقط (ROM) التي تعتمد على المبدأ الكهربائي لتخزين المعلومات هي ذاكرة الفلاش.

الميزة الرئيسية لهذا النوع من ذاكرة القراءة فقط هي سرعة القراءة/الكتابة العالية، والاكتناز، والموثوقية، والكفاءة. العيوب - عدد محدود من عمليات إعادة الكتابة.

في الوقت الحالي، توجد أنواع أخرى "غريبة" من الذاكرة الدائمة أو هي في مرحلة التطوير، مثل:

الذاكرة المغناطيسية الضوئية– ذاكرة تجمع بين خصائص التخزين الضوئية والمغناطيسية. تتم الكتابة على هذا القرص عن طريق تسخين الخلية بالليزر إلى درجة حرارة حوالي 200 درجة مئوية. وتفقد الخلية المسخنة شحنتها المغناطيسية. بعد ذلك، يمكن تبريد الخلية، مما يعني كتابة صفر منطقي للخلية، أو إعادة شحنها برأس مغناطيسي، مما يعني كتابة صفر منطقي للخلية.

بمجرد تبريدها، لا يمكن تغيير الشحنة المغناطيسية للخلية. تتم القراءة باستخدام شعاع ليزر ذو كثافة أقل. إذا كانت الخلايا تحتوي على شحنة مغناطيسية، فإن شعاع الليزر يكون مستقطبا، ويحدد القارئ ما إذا كان شعاع الليزر مستقطبا. نظرًا "لتثبيت" الشحنة المغناطيسية أثناء التبريد، تتمتع الشحنات المغناطيسية الضوئية بموثوقية عالية لتخزين المعلومات ومن الناحية النظرية يمكن أن يكون لها كثافة تسجيل أكبر من ذاكرة القراءة فقط بناءً على المبدأ المغناطيسي لتخزين المعلومات. ومع ذلك، لا يمكنها استبدال محركات الأقراص "الصلبة" نظرًا لسرعة التسجيل المنخفضة جدًا الناتجة عن الحاجة إلى التسخين العالي للخلايا.

لا يتم استخدام الذاكرة المغناطيسية الضوئية على نطاق واسع ونادرًا ما يتم استخدامها.

الذاكرة الجزيئية– ذاكرة تعتمد على تقنية الفحص المجهري النفقي الذري، والتي تسمح بإزالة الذرات الفردية أو إضافتها إلى الجزيئات، والتي يمكن بعد ذلك قراءة وجودها بواسطة رؤوس حساسة خاصة. تم تقديم هذه التقنية في منتصف عام 1999 بواسطة شركة Nanochip، ومكنت نظريًا من تحقيق كثافة تعبئة تبلغ حوالي 40 جيجابت/سم 2، وهي أعلى بعشرات المرات من العينات التسلسلية الموجودة لمحركات الأقراص "الصلبة"، ولكن التسجيل منخفض للغاية. سرعة وموثوقية التكنولوجيا لا تسمح لنا بالحديث عن الاستخدام العملي للذاكرة الجزيئية في المستقبل المنظور.

الذاكرة المجسمة- يختلف عن أنواع الذاكرة الدائمة الأكثر شيوعًا، والتي تستخدم طبقة أو طبقتين سطحيتين للتسجيل، من خلال القدرة على تسجيل البيانات على حجم الذاكرة "الكامل" باستخدام زوايا ليزر مختلفة. الاستخدام الأكثر احتمالاً لهذا النوع من الذاكرة هو في ذاكرة القراءة فقط (ROM) التي تعتمد على تخزين المعلومات الضوئية، حيث لم تعد الأقراص الضوئية ذات طبقات المعلومات المتعددة أمرًا جديدًا.

هناك أنواع أخرى غريبة جدًا من الذاكرة الدائمة، ولكن حتى في الظروف المخبرية فإنها تتوازن على حافة الخيال العلمي، لذلك لن أذكرها، سننتظر ونرى.

أي إلكترونيات هي أجهزة معقدة، ومبدأ عملها غير واضح لكل شخص عادي. ما هو ROM ولماذا هناك حاجة لهذا الجهاز؟ لا يستطيع معظم المستخدمين اليوم الإجابة على هذا السؤال. دعونا نحاول إصلاح هذا الوضع.

ما هو مدمج؟

ما هي ROM وأين يمكن استخدامها؟ أجهزة التخزين للقراءة فقط هي ما يسمى بالذاكرة غير المتطايرة. من الناحية الفنية البحتة، يتم تنفيذ هذه الأجهزة في شكل دوائر دقيقة. وفي الوقت نفسه، تعلمنا ما يعنيه اختصار ROM. تم تصميم هذه الرقائق لتخزين المعلومات التي أدخلها المستخدم، وكذلك البرامج المثبتة. في ROM يمكنك العثور على كل شيء من المستندات إلى الصور. يتم تخزين المعلومات الموجودة على هذه الشريحة لعدة أشهر أو حتى سنوات.

اعتمادًا على الجهاز المستخدم، يمكن أن تختلف أحجام الذاكرة من بضعة كيلو بايت على أبسط الأجهزة، التي تحتوي على شريحة سيليكون واحدة فقط، إلى تيرابايت. كلما زادت سعة التخزين الدائمة، زاد عدد الأشياء التي يمكن تخزينها. حجم الشريحة يتناسب طرديا مع كمية البيانات. إذا حاولنا الإجابة بشكل أكثر إيجازًا على سؤال ما هو ROM، فيمكننا أن نقول ما يلي: إنه مخزن للمعلومات لا يعتمد على الجهد المستمر.

استخدام محركات الأقراص الثابتة كذاكرة ROM

لذلك، لقد أجبنا بالفعل على سؤال ما هو ROM. الآن دعونا نتحدث عن ما يمكن أن تكون عليه ROM. جهاز التخزين الرئيسي في أي جهاز كمبيوتر هو القرص الصلب. اليوم هم في كل جهاز كمبيوتر. يتم استخدام هذا العنصر نظرًا لقدراته الواسعة على تخزين البيانات. وفي الوقت نفسه، هناك أيضًا عدد من الأقراص المضغوطة التي تستخدم مُضاعِفات إرسال في أجهزتها. هذه هي وحدات التحكم الدقيقة الخاصة ومحملات التشغيل والآليات الإلكترونية الأخرى. عند الفحص الدقيق، لا تحتاج فقط إلى فهم معنى اختصار ROM. لفهم الموضوع، تحتاج إلى فك المصطلحات الأخرى.

إضافة وتوسيع قدرات ROM من خلال استخدام تقنيات الفلاش

إذا لم يكن لدى المستخدم سعة ذاكرة قياسية كافية، فيمكنك محاولة الاستفادة من إمكانيات تخزين المعلومات الموسعة التي يوفرها ROM. ويتم ذلك من خلال استخدام التقنيات الحديثة التي يتم تنفيذها في محركات أقراص USB وبطاقات الذاكرة. تعتمد هذه التقنيات على مبدأ الاستخدام القابل لإعادة الاستخدام. بكل بساطة، يمكن مسح المعلومات الموجودة على هذه الوسائط وتسجيلها مرة أخرى. يمكن إجراء عملية مماثلة عشرات ومئات الآلاف من المرات.

مما يتكون ROM؟

يتكون ROM من جزأين، تم تحديدهما كـ ROM-A و ROM-E. يستخدم ROM-A لتخزين البرامج، ويستخدم ROM-E لإصدار البرامج. النوع A ROM عبارة عن مصفوفة محول الصمام الثنائي، والتي تومض باستخدام أسلاك العنوان. يؤدي هذا القسم من ROM الوظيفة الرئيسية. تعتمد عملية التعبئة على المادة المستخدمة في تصنيع الروم. لهذا الغرض، يمكن استخدام الأشرطة المغناطيسية، والأقراص المغناطيسية، والبطاقات المثقوبة، والطبول، وأطراف الفريت، والعوازل الكهربائية مع خاصية تراكم الشحنات الكهروستاتيكية.

ROM: الهيكل التخطيطي

عادةً ما يتم تصوير هذا الكائن الإلكتروني على أنه جهاز يشبه اتصال عدد من الخلايا ذات البت الواحد. على الرغم من تعقيدها المحتمل، إلا أن شريحة ROM صغيرة الحجم جدًا. عند تخزين جزء معين من المعلومات، يتم تثبيته على العلبة (تسجيل الصفر) أو على مصدر الطاقة (تسجيل واحد). لزيادة سعة خلايا الذاكرة، يمكن توصيل الدوائر في أجهزة التخزين الدائمة على التوازي. هذا هو بالضبط ما يفعله المصنعون للحصول على منتج حديث. بعد كل شيء، عند استخدام ROM ذو خصائص تقنية عالية، سيكون الجهاز قادرًا على المنافسة في السوق.

مقدار الذاكرة المستخدمة في وحدات مختلفة من المعدات

قد يعتمد مقدار الذاكرة على نوع ذاكرة القراءة فقط (ROM) والغرض منها. في الأجهزة المنزلية البسيطة مثل الثلاجات أو الغسالات، ستكون وحدات التحكم الدقيقة المثبتة كافية تمامًا. يتم تثبيت شيء أكثر تعقيدًا في حالات نادرة. ليس هناك فائدة من استخدام المزيد من ROM هنا. كمية الإلكترونيات صغيرة جدًا. وبالإضافة إلى ذلك، ليست هناك حاجة للتكنولوجيا لإجراء حسابات معقدة. قد تتطلب أجهزة التلفاز الحديثة شيئًا أكثر تعقيدًا. تم العثور على قمة تعقيد دائرة ROM في أجهزة الكمبيوتر مثل الخوادم وأجهزة الكمبيوتر الشخصية. في هذه التقنية، تحتوي ذاكرة القراءة فقط على عدة غيغابايت إلى مئات تيرابايت من المعلومات.

قناع مدمج

إذا تم التسجيل عند إجراء التسجيل باستخدام عملية المعدنة واستخدام قناع، فسيتم تسمية ذاكرة القراءة فقط هذه باسم ذاكرة القراءة فقط للقناع. فيها، يتم توفير عناوين خلايا الذاكرة لعشرة دبابيس. يتم تحديد شريحة معينة باستخدام إشارة CS خاصة. تتم برمجة هذا النوع من الرومات في المصانع. ولذلك، فإن إنتاجها بكميات متوسطة وصغيرة أمر غير مريح وغير مربح. ومع ذلك، في الإنتاج على نطاق واسع، ستكون هذه الأجهزة هي أرخص ROM.

وهذا يضمن شعبية هذا النوع من الأجهزة. من وجهة نظر تصميم الدائرة، تختلف هذه الأقراص عن الكتلة العامة حيث يتم استبدال التوصيلات الموجودة في مصفوفة الذاكرة بوصلات قابلة للانصهار، مصنوعة من السيليكون متعدد البلورات. في مرحلة الإنتاج، يتم إنشاء جميع وصلات العبور. يعتقد الكمبيوتر أن الكلمات المنطقية مكتوبة في كل مكان. ومع ذلك، أثناء البرمجة المسبقة، يتم تطبيق الجهد المتزايد.

باستخدامه، يتم ترك الوحدات المنطقية. تتبخر وصلات العبور عند تطبيق الفولتية المنخفضة. يعتقد الكمبيوتر أن الصفر المنطقي مكتوب هناك. يتم استخدام نفس المبدأ في أجهزة ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة. لقد أثبتت ROMs أو PROMs القابلة للبرمجة أنها ملائمة تمامًا من وجهة نظر التصنيع التكنولوجي. ويمكن استخدامها في كل من الإنتاج المتوسط ​​والصغير الحجم. ومع ذلك، فإن هذه الأجهزة لها أيضًا حدودها. يمكنك تسجيل البرنامج مرة واحدة فقط، وبعد ذلك تختفي وصلات العبور إلى الأبد.

بسبب عدم القدرة على إعادة استخدام ROM. إذا قمت بخطأ ما، عليك أن ترميه بعيدا. ونتيجة لذلك، ترتفع تكلفة جميع المعدات المصنعة. بسبب عيوب في دورة الإنتاج. لقد شغلت هذه المشكلة أذهان المطورين لبعض الوقت. وكطريقة للخروج من هذا الوضع، تقرر تطوير ROM يمكن برمجته عدة مرات.

ROM كهربائي أو قابل للمسح بالأشعة فوق البنفسجية

يتم إنشاء هذه الأجهزة على أساس مصفوفة الذاكرة، حيث تحتوي خلايا الذاكرة على بنية خاصة. كل خلية هنا عبارة عن ترانزستور MOS، وبوابته مصنوعة من السيليكون متعدد البلورات. يذكرنا إلى حد ما بالإصدار السابق. تكمن خصوصية هذه الأقراص في أن السيليكون في هذه الحالة محاط أيضًا بمادة عازلة لها خصائص عازلة. يستخدم ثاني أكسيد السيليكون كمادة عازلة.

هنا يعتمد مبدأ التشغيل على محتوى الشحنة الحثية. يمكن تخزينها لعقود. توجد بعض المشكلات المتعلقة بالمحو هنا. على سبيل المثال، يتطلب جهاز ROM للأشعة فوق البنفسجية التعرض للأشعة فوق البنفسجية من الخارج، على سبيل المثال، من مصباح الأشعة فوق البنفسجية. بالطبع، من وجهة نظر سهولة الاستخدام، سيكون تصميم ROM القابل للمسح كهربائيًا هو الخيار الأفضل. في هذه الحالة، للتنشيط، تحتاج فقط إلى تطبيق الجهد. تم تطبيق مبدأ المسح الكهربائي هذا بنجاح في أجهزة مثل محركات الأقراص المحمولة. ومع ذلك، فإن دائرة ROM هذه لا تختلف من الناحية الهيكلية عن ROM القناع التقليدي باستثناء بنية الخلية.

تسمى هذه الأجهزة أحيانًا أيضًا بالقابلة لإعادة البرمجة. ومع ذلك، مع كل مزايا الأجهزة من هذا النوع، هناك حدود معينة لسرعة محو المعلومات. عادةً ما تستغرق هذه العملية من 10 إلى 30 دقيقة حتى تكتمل. على الرغم من القدرة على إعادة الكتابة، فإن الأجهزة القابلة لإعادة البرمجة لها قيود على استخدامها. يمكن للإلكترونيات القابلة للمسح بالأشعة فوق البنفسجية أن تتحمل ما بين 10 إلى 100 دورة كتابة. بعد ذلك، سوف يصبح التأثير المدمر للأشعة فوق البنفسجية ملحوظًا جدًا بحيث يتوقف الجهاز عن العمل.

يمكن استخدام هذه العناصر لتخزين برامج BIOS في بطاقات الفيديو والصوت لمنافذ إضافية. فيما يتعلق بإمكانية إعادة الكتابة، سيكون مبدأ المسح الكهربائي هو الأمثل. يتراوح عدد عمليات إعادة الكتابة في هذه الأجهزة من 100 إلى 500 ألف. بالطبع، يمكنك العثور على أجهزة يمكنها فعل المزيد، لكن المستخدمين العاديين ليسوا بحاجة على الإطلاق لمثل هذه القدرات الخارقة للطبيعة.

ذاكرة القراءة فقط (ذاكرة القراءة فقط - ROM)

(ذاكرة القراءة فقط - ROM)

ذاكرة القراءة فقط (ROM، ذاكرة القراءة فقط) هي ذاكرة غير متطايرة، تُستخدم لتخزين البيانات التي لن تحتاج إلى تغيير أبدًا. يتم "ربط" محتويات الذاكرة بالجهاز بطريقة خاصة أثناء تصنيعها للتخزين الدائم. يمكن قراءة ROM فقط.

بادئ ذي بدء، يتم كتابة برنامج للتحكم في تشغيل المعالج نفسه في الذاكرة الدائمة. يحتوي الروم على برامج للتحكم في شاشة العرض ولوحة المفاتيح والذاكرة الخارجية وبرامج تشغيل وإيقاف الكمبيوتر وبرامج اختبار الأجهزة.

أهم شريحة ROM هي وحدة BIOS (نظام الإدخال / الإخراج الأساسي) - وهي مجموعة من البرامج المصممة لاختبار الأجهزة تلقائيًا بعد تشغيل الكمبيوتر وتحميل نظام التشغيل إلى ذاكرة الوصول العشوائي.

إن دور BIOS ذو شقين - فهو من ناحية جزء لا يتجزأ من الأجهزة، ومن ناحية أخرى، فهو وحدة مهمة في أي نظام تشغيل.

لذلك، يقوم ROM بتخزين المعلومات المكتوبة هناك بشكل دائم عند تصنيع الكمبيوتر.

! ذاكرة غير متطايرة. عند إيقاف تشغيل الطاقة، لا يتم مسح محتويات ROM.

يحتوي الروم على:

1. برامج الاختبار التي تتحقق من التشغيل الصحيح للجهاز في كل مرة تقوم فيها بتشغيل الكمبيوتر؛
2. برامج للتحكم في الأجهزة الطرفية الأساسية (محرك الأقراص، الشاشة، لوحة المفاتيح)؛
3. برنامج تمهيد يبحث عن أداة تحميل تمهيد نظام التشغيل على الوسائط الخارجية. يتيح لك BIOS الحديث تشغيل نظام التشغيل ليس فقط من الأقراص المغناطيسية والضوئية، ولكن أيضًا من محركات أقراص USB المحمولة.

يوم جيد.

إذا كنت تتطلع إلى سد الفجوة المعرفية فيما يتعلق بتعريف ROM، فقد وصلت إلى المكان الصحيح. يمكنك في مدونتنا قراءة معلومات شاملة حول هذا الأمر بلغة يسهل على المستخدم العادي الوصول إليها.

فك التشفير والشرح

يتم كتابة أحرف ROM بالأحرف الكبيرة في عبارة "قراءة الذاكرة فقط". ويمكن أيضًا أن يطلق عليه أيضًا اسم "ROM". يشير الاختصار الإنجليزي إلى "ذاكرة القراءة فقط"، ويتم ترجمته كذاكرة للقراءة فقط.

يكشف هذان الاسمان عن جوهر موضوع حديثنا. هذا نوع من الذاكرة غير المتطايرة التي لا يمكن قراءتها إلا. ماذا يعني ذلك؟

• أولاً، يقوم بتخزين البيانات الثابتة التي وضعها المطور أثناء تصنيع المعدات، أي البيانات التي بدونها يكون تشغيله مستحيلاً.
• ثانياً، مصطلح “غير متطاير” يشير إلى أنه عند إعادة تشغيل النظام، لا تختفي البيانات منه، على عكس ما يحدث مع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

لا يمكن مسح المعلومات من مثل هذا الجهاز إلا باستخدام طرق خاصة، على سبيل المثال، الأشعة فوق البنفسجية.

أمثلة

ذاكرة القراءة فقط في الكمبيوتر هي موقع محدد على اللوحة الأم يقوم بتخزين:

• اختبار الأدوات المساعدة التي تتحقق من التشغيل الصحيح للجهاز في كل مرة تقوم فيها بتشغيل جهاز الكمبيوتر.
• برامج تشغيل للتحكم في الأجهزة الطرفية الرئيسية (لوحة المفاتيح، الشاشة، محرك الأقراص). وفي المقابل، فإن تلك الفتحات الموجودة على اللوحة الأم والتي لا تتضمن وظائفها تشغيل الكمبيوتر، لا تقوم بتخزين أدواتها المساعدة في ذاكرة القراءة فقط (ROM). بعد كل شيء، المساحة محدودة.
• برنامج تمهيد (BIOS)، يقوم بتشغيل أداة تحميل تمهيد نظام التشغيل عند تشغيل الكمبيوتر. على الرغم من أن BIOS الحالي يمكنه تشغيل جهاز الكمبيوتر ليس فقط من الأقراص الضوئية والمغناطيسية، ولكن أيضًا من محركات أقراص USB.

في الأجهزة المحمولة، تقوم الذاكرة الدائمة بتخزين التطبيقات والموضوعات والصور والألحان القياسية. إذا رغبت في ذلك، يمكن توسيع مساحة معلومات الوسائط المتعددة الإضافية باستخدام بطاقات SD القابلة لإعادة الكتابة. ومع ذلك، إذا تم استخدام الجهاز فقط للمكالمات، ليست هناك حاجة لتوسيع الذاكرة.

بشكل عام، تم العثور على ROM الآن في أي أجهزة منزلية ومشغلات السيارات والأجهزة الإلكترونية الأخرى.

التنفيذ الجسدي

حتى تتمكن من التعرف بشكل أفضل على الذاكرة الدائمة، سأخبرك المزيد عن تكوينها وخصائصها:

• ومن الناحية المادية، فهي عبارة عن دائرة كهربائية صغيرة تحتوي على بلورة قراءة، إذا تم تضمينها في جهاز كمبيوتر، على سبيل المثال. ولكن هناك أيضًا صفائف بيانات مستقلة (أقراص مضغوطة، وأسطوانات الحاكي، والرموز الشريطية، وما إلى ذلك).
• يتكون ROM من جزأين "A" و "E". الأول هو مصفوفة محول الصمام الثنائي، مخيط باستخدام أسلاك العنوان. يستخدم لتخزين البرامج والثاني مخصص لإصدارها.
• من الناحية التخطيطية، يتكون من عدة خلايا ذات رقم واحد. عند كتابة جزء معين من البيانات، يتم عمل ختم على العلبة (صفر) أو على مصدر الطاقة (واحد). وفي الأجهزة الحديثة يتم توصيل الدوائر على التوازي لزيادة سعة الخلايا.
• تتراوح سعة الذاكرة من بضعة كيلو بايت إلى تيرابايت، اعتمادًا على الجهاز الذي يتم تطبيقها عليه.

أنواع

هناك عدة أنواع من ROM، ولكن لكي لا تضيع وقتك، سأذكر تعديلين رئيسيين فقط:

• يضيف الحرف الأول كلمة "قابل للبرمجة". وهذا يعني أنه يمكن للمستخدم وميض الجهاز بنفسه مرة واحدة.

• هناك حرفان آخران في المقدمة يخفيان عبارة "قابل للمسح كهربائيًا". يمكن إعادة كتابة هذه الأقراص المضغوطة بقدر ما تريد. تنتمي ذاكرة الفلاش إلى هذا النوع.

من حيث المبدأ، هذا هو كل ما أردت أن أنقله إليكم اليوم.

سأكون سعيدًا إذا قمت بالاشتراك في التحديثات والعودة كثيرًا.

ROM هي ذاكرة لا يمكن تغيير المعلومات فيها بمجرد كتابتها. على سبيل المثال، برنامج لتحميل المعلومات من الذاكرة الخارجية إلى ذاكرة الوصول العشوائي لنظام المعالجات الدقيقة. تستخدم جميع أنواع ROM نفس مبدأ تصميم الدوائر. يتم تمثيل المعلومات الموجودة في ROM على أنها وجود أو عدم وجود اتصال بين العنوان وحافلات البيانات.

يتم عرض التعيين الرسومي التقليدي لـ ROM في الشكل 26.10.

الشكل 26.10. التعيين الرسومي التقليدي لـ ROM

أرز. 26.11. دائرة ROM

في التين. يُظهر 26.11 رسمًا تخطيطيًا لأبسط ROM. لتنفيذ ROM، يكفي استخدام وحدة فك التشفير والثنائيات ومجموعة من المقاومات وبرامج تشغيل الحافلات. يحتوي ROM المعني على كلمات بت، أي. حجمه الإجمالي هو 32 بت. يحدد عدد الأعمدة عرض الكلمة، ويحدد عدد الصفوف عدد الكلمات ذات 8 بت. يتم تثبيت الثنائيات في تلك الأماكن حيث يجب تخزين البتات التي لها قيمة منطقية "0" (يوفر جهاز فك التشفير 0 إلى السطر المحدد). حاليا، يتم استخدام الترانزستورات MOS بدلا من الثنائيات.

في الجدول يوضح الشكل 26.1 حالة ROM، كما يظهر الرسم التخطيطي لها في الشكل. 26.11.

الجدول 26.1

حالة ROM بسيطة

كلمة	التمثيل الثنائي
أ0	أ1	د1	د2	د3	د4	د5	د6	د7	د8

كقاعدة عامة، تحتوي ROM على تنظيم متعدد البتات ببنية 2 مارك ألماني. تقنيات التصنيع متنوعة للغاية - مصفوفات CMOS وn-MOS وTTL(Sh) والصمام الثنائي.

يمكن تقسيم جميع أقراص ROM إلى المجموعات التالية: قابلة للبرمجة في المصنع (قناع)، وقابلة للبرمجة لمرة واحدة، وقابلة لإعادة البرمجة.

في ذكريات قابلة للبرمجة في المصنع(ROM أو ROM)، يتم تسجيل المعلومات مباشرة أثناء عملية التصنيع باستخدام قناع ضوئي، يسمى القناع، في المرحلة النهائية من العملية التكنولوجية. تُبنى مثل هذه الأقراص، التي تسمى ROMs القناع، على الثنائيات أو الترانزستورات ثنائية القطب أو MOS.

مجال استخدام قناع ROM هو تخزين المعلومات القياسية، على سبيل المثال، مولدات الأحرف (رموز الحروف الأبجدية اللاتينية والروسية)، وجداول الوظائف القياسية (الجيب، والوظائف التربيعية)، والبرامج القياسية.

أجهزة ذاكرة القراءة فقط القابلة للبرمجة(حفلة موسيقية، أو حفلة موسيقية) – ROM مع إمكانية البرمجة الكهربائية لمرة واحدة . يتيح هذا النوع من الذاكرة للمستخدم برمجة شريحة الذاكرة بمجرد استخدام المبرمجين.

يتم بناء شرائح PROM على خلايا ذاكرة مزودة بوصلات قابلة للانصهار. تتكون عملية البرمجة من حرق الروابط القابلة للانصهار بشكل انتقائي باستخدام نبضات حالية ذات سعة ومدة كافية. يتم تضمين الروابط القابلة للانصهار في أقطاب الثنائيات أو الترانزستورات.

في التين. يُظهر الشكل 26.12 رسمًا تخطيطيًا لـ PROM مع وصلات وصل قابلة للانصهار. يتم تصنيعه بجميع الثنائيات والوصلات، أي. في المصفوفة، كل شيء هو "0"، وأثناء البرمجة يتم حرق تلك وصلات العبور التي يجب أن تحتوي خلاياها على "1" منطقي.

أرز. 26.12. جزء من دائرة PROM

ذكريات للقراءة فقط قابلة للبرمجة(RPZU وRPZU UV) – ROM مع إمكانية البرمجة الكهربائية المتعددة. في هو RPZU للأشعة فوق البنفسجية ( إيبروم) يتم مسح المعلومات القديمة باستخدام الأشعة فوق البنفسجية، والتي توجد بها نافذة شفافة في غلاف الدائرة الدقيقة؛ في RPZU ( إيبروم) – باستخدام الإشارات الكهربائية.

يتم بناء خلايا ذاكرة ROM عليها ن- الترانزستورات MOS أو CMOS. لبناء خلية خضراء، يتم استخدام ظواهر فيزيائية مختلفة لتخزين الشحنة عند الحدود بين وسطين عازلين أو وسط موصل وعازل.

في الإصدار الأول، يتكون العازل الموجود أسفل بوابة ترانزستور MOS من طبقتين: نيتريد السيليكون وثاني أكسيد السيليكون. ويسمى هذا الترانزستور MNOS: معدن - نيتريد السيليكون - أكسيد - أشباه الموصلات. تظهر مراكز التقاط الشحنة عند حدود الطبقات العازلة. بفضل تأثير النفق، يمكن لحاملات الشحنة المرور عبر طبقة أكسيد رقيقة والتراكم عند السطح البيني بين الطبقات. تؤدي هذه الشحنة، وهي حاملة المعلومات المخزنة بواسطة ترانزستور MNOS، إلى تغيير في جهد عتبة الترانزستور. في هذه الحالة، يزيد جهد العتبة كثيرًا بحيث لا يتمكن جهد التشغيل عند بوابة الترانزستور من فتحه. يفتح الترانزستور الذي لا توجد فيه شحنة بسهولة. يتم تعريف إحدى الحالات على أنها حالة منطقية، والثانية - صفر.

في الخيار الثاني، تكون بوابة الترانزستور MOS عائمة، أي. غير متصل مع عناصر أخرى من الدائرة. يتم شحن هذه البوابة بواسطة تيار حقن جليدي عندما يتم تطبيق جهد عالي على استنزاف الترانزستور. ونتيجة لذلك فإن الشحن الموجود على البوابة العائمة يؤثر على تيار التصريف الذي يستخدم عند قراءة المعلومات كما في الإصدار السابق مع ترانزستور MNOS. تسمى هذه الترانزستورات LISMOP (ترانزستور MOS بحقن الشحنة الجليدية). نظرًا لأن بوابة الترانزستور محاطة بعازل، فإن تيار التسرب يكون صغيرًا جدًا ويمكن تخزين المعلومات لفترة طويلة (عشرات السنين).

في ذاكرة القراءة فقط (ROM) القابلة للمسح كهربائيًا، يتم وضع بوابة ثانية فوق البوابة العائمة للترانزستور - بوابة التحكم. يؤدي تطبيق الجهد الكهربي عليه إلى تبديد الشحنة على البوابة العائمة بسبب تأثير النفق. تتمتع RPOMs بمزايا كبيرة مقارنة بـ RPOMs للأشعة فوق البنفسجية، لأنها لا تتطلب مصادر خاصة للضوء فوق البنفسجي لإعادة البرمجة. لقد حلت ذاكرة المسح الكهربائية محل ذاكرة المسح فوق البنفسجية عمليًا.

يظهر في الشكل جزء من دائرة ROM تستخدم ترانزستورات ثنائية البوابة من نوع LISMOP. 26.13. تتم كتابة الصفر المنطقي في وضع البرمجة باستخدام شحنة البوابة العائمة. محو المعلومات، أي. تفريغ البوابة العائمة يعني كتابة تفريغ منطقي. في هذه الحالة، عندما يتم تطبيق إشارة على طول خط أخذ العينات، تفتح الترانزستورات الملوثة وتنقل الجهد يو حفرةعلى خط القراءة.

تتمتع ذاكرة القراءة فقط الحديثة بسعة معلومات تصل إلى 4 ميجابت بتردد ساعة يصل إلى 80 ميجاهرتز.

26.5. فلاش-ذاكرة

المبادئ الأساسية للتشغيل ونوع عناصر التخزين فلاش- تشبه الذكريات PROMs مع التسجيل الكهربائي ومحو المعلومات، المبنية على ترانزستورات البوابة العائمة. وكقاعدة عامة، نظرا لخصائصه، فلاش-يتم تخصيص الذاكرة لفئة منفصلة. فهو يمحو إما جميع المعلومات المسجلة مرة واحدة، أو مجموعات كبيرة من المعلومات، بدلاً من مسح الكلمات الفردية. وهذا يجعل من الممكن التخلص من دوائر التحكم لكتابة ومسح البايتات الفردية، مما يجعل من الممكن تبسيط دائرة الذاكرة بشكل كبير وتحقيق مستوى عالٍ من التكامل والأداء مع تقليل التكلفة.

الشكل 26.13. جزء من دائرة RPOM

تتطلب الاتجاهات الحديثة في تطوير الأجهزة الإلكترونية زيادة مستمرة في حجم الذاكرة المستخدمة. اليوم، يمكن للمهندسين الوصول إلى الدوائر الدقيقة مثل الذاكرة المتطايرة درهم، والذي يتميز بسعر منخفض للغاية لكل بت ومستويات عالية من التكامل، وغير متقلب فلاش- الذاكرة التي تتناقص تكلفتها باستمرار وتميل إلى المستوى درهم.

الحاجة إلى غير متقلبة فلاش- تنمو الذاكرة بما يتناسب مع درجة تقدم أنظمة الكمبيوتر في مجال تطبيقات الهاتف المحمول. تعد الموثوقية وانخفاض استهلاك الطاقة وصغر الحجم والوزن الخفيف من المزايا الواضحة للوسائط القائمة على فلاش- الذاكرة مقارنة بمحركات الأقراص. مع الأخذ في الاعتبار التخفيض المستمر في تكلفة تخزين وحدة المعلومات فيها فلاش- الذاكرة، توفر الوسائط المبنية عليها المزيد والمزيد من المزايا والوظائف لمنصات الأجهزة المحمولة والأجهزة المحمولة التي تستخدم هذه الذاكرة. من بين مجموعة متنوعة من أنواع الذاكرة، فلاش- الذاكرة المعتمدة على الخلايا ناندهو الأساس الأنسب لبناء أجهزة تخزين غير متطايرة لكميات كبيرة من المعلومات.

يوجد حاليًا بنيتان رئيسيتان لبناء ذاكرة الفلاش: الذاكرة المستندة إلى الخلية ولا(أو لا) و ناند(و لا). بناء ولا(الشكل 26.14، أ) يتكون من خلايا تخزين معلومات أولية متصلة بالتوازي. يوفر تنظيم الخلايا هذا إمكانية الوصول العشوائي إلى البيانات وتسجيل المعلومات بايت بايت. على أساس الهيكل ناند(الشكل 26.14، ب) هو مبدأ الاتصال المتسلسل للخلايا الأولية التي تشكل مجموعات (مجموعة واحدة بها 16 خلية)، والتي يتم دمجها في صفحات، والصفحات في كتل. مع هذا البناء لمصفوفة الذاكرة، يصبح الوصول إلى الخلايا الفردية مستحيلاً. يتم تنفيذ البرمجة في وقت واحد فقط ضمن صفحة واحدة، وعند المسح، يتم الوصول إلى الكتل أو مجموعات الكتل.

الشكل 26.14. الهياكل القائمة ولا(أ) و ناند(ب)

نتيجة للاختلافات في بنية التنظيم بين الذكريات ولاو ناندتنعكس في خصائصها. عند العمل مع كميات كبيرة نسبيًا من البيانات، تتم عمليات كتابة/مسح الذاكرة ناندتشغيل أسرع بكثير من الذاكرة ولا. منذ 16 خلية ذاكرة متجاورة نانديتم توصيلها على التوالي مع بعضها البعض دون أي فجوات اتصال، ويتم تحقيق مساحة عالية من وضع الخلايا على الشريحة، مما يجعل من الممكن الحصول على سعة كبيرة بنفس المعايير التكنولوجية. أساس برمجة ذاكرة الفلاش ناندتكمن عملية نفق الإلكترون. وبما أنه يتم استخدامه لكل من البرمجة والمسح، يتم تحقيق استهلاك منخفض للطاقة لشريحة الذاكرة. يسمح الهيكل المتسق لتنظيم الخلية بدرجة عالية من قابلية التوسع، مما يجعل فلاش NANDالرائد في السباق لزيادة سعة الذاكرة. نظرًا لأن نفق الإلكترون يحدث عبر كامل منطقة قناة الخلية، فإن شدة التقاط الشحنة لكل وحدة مساحة تكون فلاش NANDأقل من التقنيات الأخرى فلاش-الذاكرة، مما يؤدي إلى زيادة عدد دورات البرنامج/المسح. يتم تنفيذ البرمجة والقراءة قطاعًا تلو الآخر أو صفحة تلو الأخرى، في كتل بحجم 512 بايت، لمحاكاة حجم القطاع المشترك لمحركات الأقراص.

المزيد من الميزات التفصيلية للدوائر الدقيقة فلاش-يمكن اعتبار الذاكرة باستخدام مثال بلورات السلسلة هي 27xx(08/16)1 ز 1مشركات هاينكس. في التين. يوضح الشكل 26.15 الهيكل الداخلي والغرض من أطراف هذه الأجهزة.

الدائرة الدقيقة لديها الاستنتاجات التالية:

الإدخال/الإخراج 8-15– إدخال/إخراج البيانات لأجهزة x16

الإدخال/الإخراج 0-7- إدخال/إخراج البيانات، أو إدخال العنوان أو إدخال الأوامر لأجهزة x8 وx16؛

البيرة- تمكين مزلاج العنوان؛

CLE- تمكين مزلاج الأوامر؛

- اختيار الكريستال؛

- قراءة القرار؛

– القراءة/مشغولة (الإخراج مع استنزاف مفتوح)؛

- دقة التسجيل؛

- حماية الكتابة

الخامس سي سي- مصدر التيار؛

VSS- خلاصة عامة.

الشكل 26.15. مخطط الدبوس الخارجي (أ)، تخصيص الدبوس (ب) والمخطط الهيكلي (ج) فلاش-ذاكرة

يتم مضاعفة سطور العناوين مع خطوط إدخال/إخراج البيانات على ناقل إدخال/إخراج 8 أو 16 بت. تعمل هذه الواجهة على تقليل عدد الأطراف المستخدمة وتجعل من الممكن الانتقال إلى شرائح ذات سعة أعلى دون تغيير لوحة الدوائر المطبوعة. يمكن برمجة كل كتلة ومسحها 100000 مرة. تحتوي الرقائق على مخرج قراءة/مشغول مفتوح الصرف يمكن استخدامه لتحديد نشاط وحدة التحكم لكل (برنامج/مسح/قراءة). نظرًا لأن الإخراج مفتوح، فمن الممكن توصيل العديد من هذه المخرجات من شرائح ذاكرة مختلفة معًا من خلال مقاوم سحب واحد إلى الطرف الموجب لمصدر الطاقة.

الشكل 26.16. منظمة صفيف الذاكرة ناند-الهياكل

مصفوفة الذاكرة ناند- تم تنظيم الهياكل في كتل، تحتوي كل منها على 32 صفحة. تنقسم المصفوفة إلى منطقتين: رئيسية واحتياطية (الشكل 26.16).

تُستخدم المنطقة الرئيسية للمصفوفة لتخزين البيانات، بينما تُستخدم المنطقة الاحتياطية عادةً لتخزين رموز تصحيح الأخطاء ( إي سي سي)، إشارات البرنامج ومعرفات الكتلة السيئة ( كتلة تالفة) المجال الرئيسي. في الأجهزة ذات 8 بت، يتم تقسيم الصفحات الموجودة في المنطقة الرئيسية إلى نصف صفحتين يبلغ حجم كل منهما 256 بايت، بالإضافة إلى 16 بايت من المساحة الاحتياطية. في الأجهزة 16 بت، يتم تقسيم الصفحات إلى منطقة رئيسية تبلغ 256 كلمة ومساحة احتياطية تبلغ 8 كلمات.

الذاكرة المعتمدة على الخلايا ولايتمتع بأوقات مسح وكتابة طويلة نسبيًا، ولكنه يتمتع بإمكانية الوصول للقراءة لكل جزء. يسمح هذا الظرف باستخدام هذه الدوائر الدقيقة لتسجيل وتخزين كود البرنامج الذي لا يتطلب إعادة كتابة متكررة. مثل هذه التطبيقات يمكن أن تكون، على سبيل المثال، BIOSلأجهزة الكمبيوتر المدمجة أو البرامج لأجهزة فك التشفير.

ملكيات فلاش NANDتحديد نطاق تطبيقه: بطاقات الذاكرة وأجهزة تخزين البيانات الأخرى. الآن يتم استخدام هذا النوع من الذاكرة في كل مكان تقريبًا في الأجهزة المحمولة وكاميرات الصور والفيديو وما إلى ذلك. فلاش NANDيكمن وراء جميع أنواع بطاقات الذاكرة تقريبًا: الوسائط الذكية, إم إم سي, شريحة ذاكرة رقمية آمنة

القدرة المعلوماتية المحققة حاليا فلاش- تصل الذاكرة إلى 8 جيجابايت، وتصل سرعة البرنامج المدمج النموذجي وسرعة المسح إلى 33.6 مللي ثانية / 64 كيلو بايت بتردد ساعة يصل إلى 70 ميجا هرتز.

مجالان رئيسيان للاستخدام الفعال فلاش- الذكريات هي تخزين البيانات التي نادراً ما تتغير واستبدال الذاكرة على الأقراص المغناطيسية. للاتجاه الأول يتم استخدامه فلاش- الذاكرة مع الوصول إلى العنوان، والثانية - ذاكرة الملف.

26.6. نوع ذاكرة الوصول العشوائي فرام

فرام– ذاكرة تشغيلية غير متطايرة تجمع بين الأداء العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة المتأصل في ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) مع القدرة على تخزين البيانات في حالة عدم وجود جهد مطبق.

مقارنة ب إيبرومو فلاش-الذاكرة، وقت كتابة البيانات إلى ذاكرة من هذا النوع واستهلاك الطاقة أقل بكثير (أقل من 70 نانو ثانية مقابل عدة ميلي ثانية)، ومورد دورات الكتابة أعلى بكثير (10 11 مقابل 10 5 على الأقل.. 10 6 دورات ل إيبروم).

فرامينبغي أن تصبح الذاكرة الأكثر شعبية في الأجهزة الرقمية في المستقبل القريب. فرامسوف تختلف ليس فقط في الأداء على المستوى درهمولكن أيضًا القدرة على حفظ البيانات أثناء انقطاع التيار الكهربائي. في كلمة واحدة، فراميمكن أن تحل محل ليس فقط بطيئة فلاش، ولكن أيضًا مثل ذاكرة الوصول العشوائي العادية درهم. اليوم، تجد الذاكرة الكهروضوئية تطبيقًا محدودًا، على سبيل المثال، في تتفاعل-العلامات. الشركات الرائدة، بما في ذلك رامترون، سامسونج، إن إي سي، توشيبا، تتطور بنشاط فرام. يجب أن يكون في السوق حوالي عام 2015 ن- وحدات جيجابايت فرام.

خصائص محددة فراميوفر مادة متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف (بيروفسكايت) تستخدم كعازل لمكثف التخزين في خلية الذاكرة. في هذه الحالة، تقوم الذاكرة الكهروضوئية بتخزين البيانات ليس فقط في شكل شحنة مكثف (كما هو الحال في ذاكرة الوصول العشوائي التقليدية)، ولكن أيضًا في شكل استقطاب كهربائي للبنية البلورية الكهروضوئية. تحتوي البلورة الكهروضوئية على حالتين، والتي يمكن أن تتوافق مع المنطق 0 و1.

شرط فراملم يستقر بعد. أولاً فرامتسمى ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية الحديدية. ومع ذلك، في الوقت الحاضر، يتم استخدام الطاقة الكهروضوئية كخلايا تخزين فرامغالبًا ما تسمى ذاكرة الوصول العشوائي الكهروضوئية.

أولاً فرامكان 2 ت/2مع-الهندسة المعمارية (الشكل 26.17، أ)، على أساسها يتم تصنيع معظم الدوائر الدقيقة الحديثة للذاكرة الكهروضوئية. هذا النوع من الخلايا، حيث تحتوي كل بتة على بتة مرجعية فردية، يسمح بتحديد فرق الشحن بدقة عالية. وبفضل قراءة الإشارة التفاضلية، يتم التخلص من تأثير التشتت في معلمات مكثفات الخلية. ظهرت لاحقا فراممع الهندسة المعمارية 1 ت/1مع(الشكل 26.17، ب). وتتمثل ميزة الدوائر الدقيقة التي تتمتع بمثل هذه البنية في وجود مساحة خلية أصغر من تلك الموجودة في الدوائر التقليدية، وبالتالي انخفاض تكلفة الدائرة الدقيقة لكل وحدة من سعة المعلومات.

يوضح الشكل 26.18 رسمًا تخطيطيًا لذاكرة الوصول العشوائي الكهروضوئية ( فرام) بسعة 1 ميجابت وواجهة وصول متوازية FM 20ل 08 شركات رامترون. في الجدول 26.1. يتم عرض دبابيس الدائرة الدقيقة.

FM 20ل 08 عبارة عن ذاكرة غير متطايرة بحجم 128 كيلو × 8 تتم قراءتها وكتابتها مثل ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة القياسية. يتم ضمان سلامة البيانات لمدة 10 سنوات، في حين ليست هناك حاجة للتفكير في موثوقية تخزين البيانات (مقاومة التآكل غير المحدودة)، ويتم تبسيط تصميم النظام وعدد من عيوب حل بديل للذاكرة غير المتطايرة يعتمد على ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة مع البطارية يتم القضاء على النسخ الاحتياطي. سرعة التسجيل وعدد غير محدود من دورات إعادة الكتابة فرامزعيم فيما يتعلق بأنواع أخرى من الذاكرة غير المتطايرة.

الشكل 26.17. نوع خلية الذاكرة 2 ت/2مع(أ) و 1 ت/1مع(ب)

الشكل 26.18. المخطط الهيكلي فرام اف ام 20ل 08