ROM- memorie rapidă, nevolatilă, care este destinată doar citirii. Informațiile sunt introduse în el o singură dată (de obicei din fabrică) și stocate permanent (când computerul este pornit și oprit). ROM stochează informații care sunt necesare în mod constant pe computer. Un set de programe situate în ROM formează sistemul de bază de intrare/ieșire BIOS (Basic Input Output System). BIOS (Basic Input Output System) este un set de programe concepute pentru a testa automat dispozitivele după pornirea computerului și încărcarea sistemului de operare în RAM.

ROM-ul conține:

Testați programe care verifică funcționarea corectă a unităților sale de fiecare dată când porniți computerul;

Programe pentru controlul dispozitivelor periferice de bază - unitate de disc, monitor, tastatură;

Informații despre locul în care se află sistemul de operare pe disc.

Tipuri de ROM:

ROM cu programarea măștilor, este o memorie în care informațiile sunt scrise o dată pentru totdeauna în timpul procesului de fabricație a circuitelor integrate semiconductoare. Dispozitivele de stocare numai în citire sunt folosite numai în cazurile în care este implicată producția de masă, deoarece Fabricarea măștilor pentru circuite integrate pentru uz privat este destul de costisitoare.

BALUL DE ABSOLVIRE(memorie programabilă numai pentru citire).

Programarea ROM este o operațiune unică, adică informațiile odată înregistrate în PROM nu pot fi modificate ulterior.

EPROM(memorie doar pentru citire programabilă ștergabilă). Când lucrează cu acesta, utilizatorul îl poate programa și apoi șterge informațiile înregistrate.

EIPZU(memorie de numai citire variabilă electric). Programarea și modificarea acestuia se realizează prin mijloace electrice. Spre deosebire de EPROM, nu sunt necesare dispozitive externe speciale pentru a șterge informațiile stocate în EPROM.

Din punct de vedere vizual, RAM și ROM pot fi imaginate ca o serie de celule în care sunt scriși octeți individuali de informații. Fiecare celulă are propriul său număr, iar numerotarea începe de la zero. Numărul celulei este adresa octetului.

Procesorul central, atunci când lucrează cu RAM, trebuie să indice adresa octetului pe care dorește să-l citească din memorie sau să-l scrie în memorie. Desigur, puteți citi doar date din ROM. Procesorul scrie datele citite din RAM sau ROM în memoria sa internă, care este structurată similar cu RAM, dar funcționează mult mai rapid și are o capacitate de cel mult zeci de octeți.

Procesorul poate procesa numai date care se află în memoria sa internă, RAM sau ROM. Toate aceste tipuri de dispozitive de memorie sunt numite dispozitive de memorie internă și, de obicei, sunt amplasate direct pe placa de bază a computerului (memoria internă a procesorului se află în procesorul însuși).

Memorie cache. Schimbul de date în interiorul procesorului este mult mai rapid decât schimbul de date între procesor și RAM. Prin urmare, pentru a reduce numărul de accesări la RAM, în interiorul procesorului este creată așa-numita memorie super-RAM sau cache. Atunci când procesorul are nevoie de date, mai întâi accesează memoria cache și numai atunci când datele necesare nu sunt acolo accesează memoria RAM. Cu cât memoria cache este mai mare, cu atât este mai probabil ca datele de care aveți nevoie să fie acolo. Prin urmare, procesoarele de înaltă performanță au dimensiuni mai mari ale memoriei cache.

Există cache L1(funcționează pe același cip cu procesorul și are un volum de ordinul câtorva zeci de kiloocteți), al doilea nivel (realizat pe un cip separat, dar în limitele procesorului, cu un volum de o sută sau mai mulți KB) și al treilea nivel (efectuat pe cipuri separate de mare viteză situate pe placa de bază și cu un volum de unul sau mai mulți MB ).

În timpul funcționării, procesorul prelucrează datele aflate în registrele sale, RAM și porturile procesorului extern. Unele dintre date sunt interpretate ca date în sine, unele dintre date sunt interpretate ca date de adresă, iar unele sunt interpretate ca comenzi. Setul de diverse instrucțiuni pe care un procesor le poate executa asupra datelor formează sistemul de instrucțiuni al procesorului. Cu cât setul de instrucțiuni al procesorului este mai mare, cu atât arhitectura sa este mai complexă, cu atât comenzile sunt scrise mai lungi în octeți și cu atât timpul mediu de execuție a instrucțiunilor este mai lung.

Calculatoarele și orice electronică sunt dispozitive complexe, ale căror principii de funcționare nu sunt întotdeauna clare pentru majoritatea oamenilor obișnuiți. Ce este ROM-ul și de ce este necesar dispozitivul? Majoritatea oamenilor nu vor putea răspunde la această întrebare. Să încercăm să corectăm această neînțelegere.

Ce este ROM-ul?

Ce sunt și unde sunt folosite? Dispozitivele de memorie read-only (ROM) sunt memorie nevolatilă. Din punct de vedere tehnologic, acestea sunt implementate ca un microcircuit. În același timp, am aflat care este abrevierea ROM. Dispozitivele sunt concepute pentru a stoca informațiile introduse de utilizator și programele instalate. Într-un dispozitiv de stocare permanent puteți găsi documente, melodii, imagini - i.e. orice trebuie păstrat luni sau chiar ani. Volumul de memorie, în funcție de dispozitivul utilizat, poate varia de la câțiva kiloocteți (pe cele mai simple dispozitive care au un singur cip de siliciu, un exemplu dintre care sunt microcontrolerele) până la terabyți. Cu cât capacitatea ROM-ului este mai mare, cu atât mai multe obiecte pot fi stocate. Volumul este direct proporțional cu cantitatea de date. Dacă condensăm răspunsul la întrebarea ce este un ROM, ar trebui să răspundem: este ceva care nu depinde de tensiune constantă.

Hard disk-uri ca dispozitive de stocare permanente primare

Întrebarea despre ce este un ROM a primit deja răspuns. Acum ar trebui să vorbim despre ce sunt ele. Principalele dispozitive de stocare permanente sunt hard disk-urile. Sunt în fiecare computer modern. Ele sunt utilizate datorită capacităților lor largi de stocare a informațiilor. Dar, în același timp, există o serie de ROM-uri care folosesc multiplexere, încărcătoare de boot și alte mecanisme electronice similare). Cu un studiu detaliat, va fi necesar nu numai să înțelegem sensul ROM. Explicarea altor termeni este, de asemenea, necesară pentru a înțelege subiectul.

Extinderea și adăugarea capacităților ROM datorită tehnologiilor flash

Dacă cel standard nu este suficient pentru utilizator, atunci puteți profita de extinderea suplimentară a capabilităților ROM-ului furnizat în domeniul stocării datelor. Acest lucru se realizează folosind tehnologii moderne implementate în carduri de memorie și unități flash USB. Ele se bazează pe principiul utilizării reutilizabile. Cu alte cuvinte, datele despre ele pot fi șterse și scrise de zeci sau sute de mii de ori.

În ce constă memoria numai în citire?

ROM-ul conține două părți, care sunt desemnate ca ROM-A (pentru stocarea programelor) și ROM-E (pentru emiterea de programe). Un dispozitiv de memorie de tip A numai pentru citire este o matrice de transformator de diodă, care este cusută folosind fire de adresă. Această secțiune a ROM îndeplinește funcția principală. Umplerea depinde de materialul din care este realizat ROM-ul (se pot folosi benzi perforate si magnetice, carduri perforate, discuri magnetice, tamburi, varfuri de ferita, dielectrici si proprietatea acestora de a acumula sarcini electrostatice).

Structura schematică a ROM

Acest obiect electronic este descris ca un dispozitiv care în aparență seamănă cu conectarea unui anumit număr de celule cu o singură cifră. Cipul ROM, în ciuda complexității sale potențiale și a capacităților aparent semnificative, este de dimensiuni mici. La stocarea unui anumit bit, acesta este sigilat pe carcasă (când este scris un zero) sau pe sursa de alimentare (când este scrisă o unitate). Pentru a crește capacitatea celulelor de memorie din dispozitivele de stocare permanente, microcircuitele pot fi conectate în paralel. Aceasta este ceea ce fac producătorii pentru a obține un produs modern, deoarece un cip ROM de înaltă performanță le permite să fie competitivi pe piață.

Volumele de memorie atunci când sunt utilizate în diferite unități de echipamente

Dimensiunile memoriei variază în funcție de tipul și scopul ROM-ului. Deci, în aparatele electrocasnice simple, cum ar fi mașinile de spălat sau frigiderele, puteți avea suficiente microcontrolere instalate (cu rezervele lor de câteva zeci de kiloocteți), iar în cazuri rare este instalat ceva mai complex. Nu are rost să folosiți o cantitate mare de ROM aici, deoarece cantitatea de electronice este mică și echipamentul nu necesită calcule complexe. Televizoarele moderne necesită ceva mai avansat. Iar culmea complexității este tehnologia informatică precum computerele și serverele, ROM-uri pentru care, cel puțin, pot stoca de la câțiva gigaocteți (pentru cele lansate acum 15 ani) până la zeci și sute de terabytes de informații.

Masca ROM

În cazurile în care înregistrarea se realizează folosind un proces de metalizare și se folosește o mască, un astfel de dispozitiv de memorie doar pentru citire se numește mascat. Adresele celulelor de memorie din ele sunt furnizate la 10 pini și un anumit cip este selectat folosind un semnal CS special. Programarea acestui tip de ROM se realizează în fabrici, drept urmare producția în volume mici și medii este neprofitabilă și destul de incomodă. Dar atunci când sunt produse în cantități mari, sunt cele mai ieftine dintre toate dispozitivele de stocare permanentă, ceea ce le-a asigurat popularitatea.

Schematic, ele diferă de masa generală prin aceea că în matricea de memorie conexiunile conductorilor sunt înlocuite cu jumperi fuzibili din siliciu policristalin. În etapa de producție, toți jumperii sunt creați, iar computerul crede că cei logici sunt scrise peste tot. Dar în timpul programării pregătitoare se aplică o tensiune crescută, cu ajutorul căreia sunt lăsate unități logice. Când se aplică tensiuni joase, jumperii se evaporă și computerul citește că există un zero logic. Dispozitivele de memorie programabile numai pentru citire funcționează pe acest principiu.

Dispozitive de memorie programabile numai pentru citire

PROM-urile s-au dovedit a fi suficient de convenabile în procesul de fabricație tehnologică încât să poată fi utilizate în producția la scară medie și mică. Dar astfel de dispozitive au și limitările lor - de exemplu, un program poate fi scris o singură dată (datorită faptului că jumperii se evaporă o dată pentru totdeauna). Din cauza acestei incapacitati de a reutiliza un dispozitiv de stocare permanent, daca este scris gresit, acesta trebuie aruncat. Ca urmare, costul tuturor echipamentelor fabricate crește. Din cauza imperfecțiunii ciclului de producție, această problemă a fost destul de în mintea dezvoltatorilor de dispozitive de memorie. Calea de ieșire din această situație a fost dezvoltarea ROM-ului, care poate fi reprogramat de multe ori.

ROM cu ștergere UV sau electrică

Și astfel de dispozitive au fost numite „memorie cu ultraviolete sau șters electric, doar pentru citire”. Ele sunt create pe baza unei matrice de memorie, în care celulele de memorie au o structură specială. Astfel, fiecare celulă este un tranzistor MOS în care poarta este realizată din siliciu policristalin. Similar cu varianta anterioară, nu? Dar particularitatea acestor ROM-uri este că siliciul este înconjurat suplimentar de un dielectric care are proprietăți izolante minunate - dioxid de siliciu. Principiul de funcționare aici se bazează pe conținutul unei sarcini inductive, care poate fi stocată timp de zeci de ani. Există anumite particularități pentru ștergere. Astfel, un dispozitiv ROM cu ultraviolete necesită expunerea la razele ultraviolete care vin din exterior (lampă cu ultraviolete etc.). Evident, din punct de vedere al simplității, funcționarea memoriilor doar pentru citire șterse electric este optimă, deoarece acestea trebuie pur și simplu activate prin aplicarea tensiunii. Principiul ștergerii electrice a fost implementat cu succes în ROM-uri precum unitățile flash, care pot fi văzute în multe.

Dar un astfel de circuit ROM, cu excepția construcției celulei, nu diferă din punct de vedere structural de un dispozitiv convențional de memorie mascat doar pentru citire. Uneori, astfel de dispozitive sunt numite și reprogramabile. Dar cu toate avantajele, există și anumite limite ale vitezei de ștergere a informațiilor: această acțiune durează de obicei aproximativ 10-30 de minute.

În ciuda capacității de a rescrie, dispozitivele reprogramabile au limitări în ceea ce privește utilizarea lor. Astfel, electronicele cu ștergere ultravioletă pot supraviețui de la 10 la 100 de cicluri de rescriere. Apoi influența distructivă a radiațiilor devine atât de vizibilă încât acestea încetează să mai funcționeze. Puteți vedea utilizarea unor elemente precum stocarea pentru programele BIOS, în plăcile video și de sunet și pentru porturi suplimentare. Dar principiul optim pentru rescriere este principiul ștergerii electrice. Astfel, numărul de rescrieri în dispozitivele obișnuite variază de la 100.000 la 500.000! Există dispozitive ROM separate care pot face mai mult, dar majoritatea utilizatorilor nu le folosesc.

Toate dispozitivele de memorie numai pentru citire (ROM) pot fi împărțite în următoarele grupuri:

● programabil la fabricație (desemnat ca ROM sau ROM);

● cu programare unică, permițând utilizatorului să schimbe o dată electric starea matricei de memorie conform unui program dat (denumit PROM sau PROM);

● reprogramabil (reprogramabil), cu posibilitatea de reprogramare electrică multiplă, cu ștergere electrică sau ultravioletă a informațiilor (denumită RPROM sau RPROM).

Pentru a oferi posibilitatea de a combina ieșirile atunci când extindeți memoria, toate ROM-urile au ieșiri cu trei stări sau ieșiri de colector deschis.

(xtypo_quote) În EEPROM, unitatea este construită pe celule de stocare cu legături fuzibile din nicrom sau din alte materiale refractare. Procesul de înregistrare constă în arderea selectivă a legăturilor fuzibile. (/xtypo_quote)
În ROM, celulele de stocare sunt construite pe baza tehnologiilor MOS. Sunt utilizate diferite fenomene fizice de stocare a sarcinii la limita dintre două medii dielectrice diferite sau un mediu conducător și dielectric.

În primul caz, dielectricul de sub poarta tranzistorului MOS este format din două straturi: nitrură de siliciu și dioxid de siliciu (SiN 4 - SiO 2). S-a descoperit că în structura complexă SiN 4 - SiO 2, atunci când tensiunea electrică se modifică, la interfața dintre cele două straturi are loc histerezis de sarcină, ceea ce face posibilă crearea celulelor de memorie.

În al doilea caz, baza celulei de memorie este un tranzistor MOSFET cu injecție de avalanșă cu o poartă plutitoare (AFL MOS). Structura simplificată a unui astfel de tranzistor este prezentată în Fig. 3,77.
Într-un tranzistor de injecție de avalanșă cu o poartă plutitoare, la o tensiune de scurgere suficient de mare, are loc o defalcare reversibilă a dielectricului, iar purtătorii de sarcină sunt injectați în regiunea porții plutitoare. Deoarece poarta plutitoare este inconjurata de un dielectric, curentul de scurgere este mic si stocarea informatiilor este asigurata pe o perioada lunga de timp (zeci de ani). Când se aplică tensiune pe poarta principală, sarcina este dizolvată din cauza efectului de tunel, adică. ștergerea informațiilor.

Iată câteva caracteristici ale ROM-ului (Tabelul 3.1).

Industria produce un număr mare de cipuri ROM. Să luăm ca exemplu două cipuri ROM (Fig. 3.78).

În diagrame sunt utilizate următoarele denumiri: A i - intrări de adresă; D i — ieșiri de informații; CS—selectare cip; CE - permisiunea de ieșire.

Cipul K573RF5 este un ROM reprogramabil (RPM) cu ștergere ultravioletă, având o structură de 2Kx8. În ceea ce privește intrarea și ieșirea, acest microcircuit este compatibil cu structurile TTL. Cipul K556RT5 este un ROM programabil unic, realizat pe baza structurilor TTLSH, intrare și ieșire compatibile cu structuri TTL, având o structură x8 de 512 biți.

O zi buna.

Dacă doriți să umpleți golul de cunoștințe cu privire la ce este un ROM, ați ajuns la locul potrivit. Pe blogul nostru puteți citi informații complete despre aceasta într-o limbă accesibilă utilizatorului obișnuit.

Decodare și explicație

Literele ROM sunt scrise cu majuscule în formularea „memorie numai pentru citire”. De asemenea, poate fi numit în mod egal „ROM”. Abrevierea în limba engleză înseamnă Read Only Memory și este tradusă ca read-only memory.

Aceste două nume dezvăluie esența subiectului conversației noastre. Acesta este un tip de memorie nevolatilă care poate fi doar citită. Ce înseamnă?

• În primul rând, stochează date imuabile stabilite de dezvoltator în timpul fabricării echipamentului, adică acelea fără de care funcționarea acestuia este imposibilă.
• În al doilea rând, termenul „non-volatil” indică faptul că atunci când sistemul este repornit, datele nu dispar din el, spre deosebire de ceea ce se întâmplă cu RAM.

Informațiile pot fi șterse de pe un astfel de dispozitiv numai folosind metode speciale, de exemplu, razele ultraviolete.

Exemple

Memoria numai pentru citire dintr-un computer este o locație specifică de pe placa de bază care stochează:

• Testați utilitare care verifică funcționarea corectă a hardware-ului de fiecare dată când porniți computerul.
• Drivere pentru controlul principalelor dispozitive periferice (tastatură, monitor, unitate de disc). La rândul lor, acele sloturi de pe placa de bază ale căror funcții nu includ pornirea computerului nu își stochează utilitățile în ROM. La urma urmei, spațiul este limitat.
• Un program de pornire (BIOS), care lansează încărcătorul de pornire a sistemului de operare când computerul este pornit. Deși actualul BIOS poate porni un computer nu numai de pe discuri optice și magnetice, ci și de pe unități USB.

În gadgeturile mobile, memoria permanentă stochează aplicații standard, teme, imagini și melodii. Dacă se dorește, spațiul pentru informații multimedia suplimentare poate fi extins folosind carduri SD reinscriptibile. Cu toate acestea, dacă dispozitivul este folosit doar pentru apeluri, nu este nevoie să extindeți memoria.

În general, acum ROM-ul se găsește în orice aparate de uz casnic, playere auto și alte dispozitive electronice.

Execuția fizică

Pentru a vă putea familiariza mai bine cu memoria persistentă, vă voi spune mai multe despre configurația și proprietățile acesteia:

• Fizic este un microcircuit cu un cristal de citire, dacă este inclus într-un computer, de exemplu. Dar există și matrice de date independente (CD, înregistrare de gramofon, cod de bare etc.).
• ROM-ul este format din două părți „A” și „E”. Prima este o matrice de diodă-transformator, cusută folosind fire de adresă. Folosit pentru a stoca programe. Al doilea este destinat emiterii acestora.
• Schematic este format din mai multe celule cu o singură cifră. Când este scris un anumit bit de date, se face o sigilare pe carcasă (zero) sau pe sursa de alimentare (una). În dispozitivele moderne, circuitele sunt conectate în paralel pentru a crește capacitatea celulelor.
• Capacitatea memoriei variază de la câțiva kilobytes la terabytes, în funcție de dispozitivul pe care este aplicată.

feluri

Există mai multe tipuri de ROM, dar pentru a nu vă pierde timpul, voi numi doar două modificări principale:

• Prima literă adaugă cuvântul „programabil”. Acest lucru înseamnă că utilizatorul poate flash dispozitivul însuși o singură dată.

• Încă două litere în față ascund mențiunea „șters electric”. Astfel de ROM-uri pot fi rescrise cât de mult doriți. Memoria flash aparține acestui tip.

În principiu, asta este tot ce am vrut să vă transmit astăzi.

M-aș bucura să vă abonați la actualizări și să reveniți mai des.

Dispozitive de stocare numai pentru citire (ROM)

ROM este o memorie în care informațiile, odată scrise, nu pot fi modificate. De exemplu, un program pentru încărcarea informațiilor din memoria externă în memoria RAM a unui sistem cu microprocesor. Toate tipurile de ROM folosesc același principiu de proiectare a circuitelor. Informațiile din ROM sunt reprezentate ca prezența sau absența unei conexiuni între adrese și magistralele de date.

Denumirea grafică convențională a ROM este prezentată în Fig. 26.10.

Fig.26.10. Denumirea grafică convențională a ROM

Orez. 26.11. circuitul ROM

În fig. 26.11 prezintă o diagramă a celui mai simplu ROM. Pentru a implementa un ROM, este suficient să folosiți un decodor, diode, un set de rezistențe și drivere de magistrală. ROM-ul în cauză conține cuvinte biți, adică dimensiunea sa totală este de 32 de biți. Numărul de coloane determină lățimea cuvântului, iar numărul de rânduri determină numărul de cuvinte de 8 biți. Diodele sunt instalate în acele locuri în care ar trebui stocați biții care au o valoare logică de „0” (decodorul furnizează 0 liniei selectate). În prezent, în locul diodelor se folosesc tranzistori MOS.

În tabel Figura 26.1 prezintă starea ROM-ului, a cărei diagramă este prezentată în Fig. 26.11.

Tabelul 26.1

Stare ROM simplă

Cuvânt	Reprezentare binară
A0	A1	D1	D2	D3	D4	D5	D6	D7	D8

De regulă, ROM-urile au o organizare pe mai mulți biți cu o structură de 2 DM. Tehnologiile de fabricație sunt foarte diverse - CMOS, n-MOS, TTL(Sh) și matrice de diode.

Toate ROM-urile pot fi împărțite în următoarele grupuri: programabile din fabrică (mască), programabile o singură dată și reprogramabile.

În memoriile programabile din fabrică(ROM sau ROM), informațiile sunt înregistrate direct în timpul procesului lor de fabricație folosind o fotomască, numită mască, în etapa finală a procesului tehnologic. Astfel de ROM-uri, numite ROM-uri masca, sunt construite pe diode, tranzistoare bipolare sau MOS.

Zona de utilizare a ROM-urilor de mască este stocarea informațiilor standard, de exemplu, generatoare de caractere (coduri de litere ale alfabetului latin și rus), tabele de funcții standard (funcții sinus, pătratice), software standard.

Dispozitive de memorie programabile numai pentru citire(PROM sau BALUL DE ABSOLVIRE) – ROM cu posibilitate de programare electrică unică. Acest tip de memorie permite utilizatorului să programeze cipul de memorie o dată folosind programatori.

Cipurile PROM sunt construite pe celule de memorie cu jumperi fuzibili. Procesul de programare constă în arderea selectivă a legăturilor fuzibile folosind impulsuri de curent de amplitudine și durată suficientă. Legăturile fuzibile sunt incluse în electrozii diodelor sau tranzistoarelor.

În fig. Figura 26.12 prezintă o diagramă a unui PROM cu jumperi fuzibili. Este fabricat cu toate diodele și jumperii, de ex. în matrice totul este „0”, iar în timpul programării acei jumperi ale căror celule ar trebui să conțină „1” logic sunt arse.

Orez. 26.12. Fragment din circuitul PROM

Memorii programabile numai pentru citire(RPZU și RPZU UV) – ROM cu posibilitate de programare electrică multiplă. IN IS RPZU UV ( EPROM) informațiile vechi sunt șterse folosind raze ultraviolete, pentru care există o fereastră transparentă în carcasa microcircuitului; în RPZU ( EEPROM) – folosind semnale electrice.

Celulele de memorie ROM sunt construite pe n-Tranzistoare MOS sau CMOS. Pentru a construi o celulă verde, sunt utilizate diferite fenomene fizice de stocare a sarcinii la limita dintre două medii dielectrice sau un mediu conducător și dielectric.

În prima versiune, dielectricul de sub poarta tranzistorului MOS este format din două straturi: nitrură de siliciu și dioxid de siliciu. Acest tranzistor se numește MNOS: metal - nitrură de siliciu - oxid - semiconductor. Centrele de captare a sarcinii apar la limitele straturilor dielectrice. Datorită efectului de tunel, purtătorii de sarcină pot trece printr-o peliculă subțire de oxid și se pot acumula la interfața dintre straturi. Această sarcină, care este purtătorul de informații stocate de tranzistorul MNOS, duce la o modificare a tensiunii de prag a tranzistorului. În acest caz, tensiunea de prag crește atât de mult încât tensiunea de funcționare la poarta tranzistorului nu este capabilă să o deschidă. Un tranzistor în care nu există încărcare se deschide ușor. Una dintre stări este definită ca una logică, a doua - zero.

În a doua opțiune, poarta tranzistorului MOS este făcută plutitoare, adică. neconectat cu alte elemente ale circuitului. O astfel de poartă este încărcată de un curent de injecție de avalanșă atunci când se aplică o tensiune înaltă drenului tranzistorului. Ca urmare, încărcarea de pe poarta plutitoare afectează curentul de scurgere, care este utilizat la citirea informațiilor, ca în versiunea anterioară cu un tranzistor MNOS. Astfel de tranzistori se numesc LISMOP (tranzistor MOS cu injecție de sarcină de avalanșă). Deoarece poarta tranzistorului este înconjurată de un izolator, curentul de scurgere este foarte mic și informațiile pot fi stocate pentru o perioadă destul de lungă (zeci de ani).

Într-o EEPROM care se poate șterge electric, o a doua poartă, o poartă de control, este plasată deasupra porții plutitoare a tranzistorului. Aplicarea tensiunii acestuia face ca sarcina să se disipeze pe poarta plutitoare din cauza efectului de tunel. RPOM-urile au avantaje semnificative față de RPOM-urile UV, deoarece nu necesită surse speciale de lumină ultravioletă pentru reprogramare. Memoria de ștergere electrică a înlocuit practic memoria de ștergere cu ultraviolete.

În Fig. 26.13. Scrierea unui zero logic se realizează în modul de programare folosind o taxă de poartă flotantă. Ștergerea informațiilor, de ex. descărcarea de poartă plutitoare înseamnă scrierea uneia logice. În acest caz, atunci când un semnal este aplicat de-a lungul liniei de eșantionare, tranzistoarele sondate se deschid și transmit tensiune U PIT pe linia de citit.

ROM-urile moderne au o capacitate de informare de până la 4 Mbit la o frecvență de ceas de până la 80 MHz.

26.5. Flash-memorie

Principii de bază de funcționare și tipul elementelor de depozitare Flash-memoriile sunt similare cu PROM-urile cu înregistrarea electrică și ștergerea informațiilor, construite pe tranzistoare cu poartă flotantă. De regulă, datorită caracteristicilor sale, Flash-memoria este alocată unei clase separate. Acesta șterge fie toate informațiile înregistrate simultan, fie blocuri mari de informații, în loc să ștergă cuvinte individuale. Acest lucru face posibilă eliminarea circuitelor de control pentru scrierea și ștergerea octeților individuali, ceea ce face posibilă simplificarea semnificativă a circuitului de memorie și atingerea unui nivel ridicat de integrare și performanță, reducând în același timp costurile.

Fig.26.13. Fragment din circuitul RPOM

Tendințele moderne în dezvoltarea dispozitivelor electronice necesită o creștere constantă a cantității de memorie utilizată. Astăzi, inginerii au acces la microcircuite precum memoria volatilă DRAM, care se caracterizează printr-un preț extrem de scăzut pe bit și niveluri ridicate de integrare, și non-volatil Flash-memoria, al cărei cost este în continuă scădere și tinde la nivel DRAM.

Nevoia de non-volatile Flash- memoria crește proporțional cu gradul de avansare al sistemelor informatice în domeniul aplicațiilor mobile. Fiabilitatea, consumul redus de energie, dimensiunile mici și greutatea redusă sunt avantajele evidente ale suportului media Flash-memorie în comparație cu unitățile de disc. Ținând cont de reducerea constantă a costului de stocare a unei unități de informații în Flash-memorie, mediile bazate pe aceasta ofera din ce in ce mai multe avantaje si functionalitate platformelor mobile si echipamentelor portabile care folosesc o astfel de memorie. Printre varietatea de tipuri de memorie, Flash- memorie bazată pe celule NAND este cea mai potrivită bază pentru construirea de dispozitive de stocare nevolatile pentru volume mari de informații.

În prezent, există două structuri principale pentru construirea memoriei flash: memoria bazată pe celule NICI(SAU-NU) și NAND(SI NU). Structura NICI(Fig. 26.14, a) constă din celule de stocare a informațiilor elementare conectate în paralel. Această organizare a celulelor oferă posibilitatea de acces aleatoriu la date și înregistrarea octet cu octet a informațiilor. Pe baza structurii NAND(Fig. 26.14, b) este principiul conexiunii secvenţiale a celulelor elementare formând grupuri (un grup are 16 celule), care sunt combinate în pagini, iar paginile în blocuri. Cu această construcție a unei matrice de memorie, accesarea celulelor individuale este imposibilă. Programarea se realizează simultan doar în cadrul unei pagini, iar la ștergere se face acces la blocuri sau grupuri de blocuri.

Fig.26.14. Structuri bazate NICI(a) și NAND(b)

Ca urmare a diferenţelor de organizare a structurii dintre amintiri NICIȘi NAND se reflectă în caracteristicile lor. Când lucrați cu cantități relativ mari de date, procesele de scriere/ștergere în memorie NAND rulează mult mai repede decât memoria NICI. Din 16 celule de memorie adiacente NAND sunt conectate în serie între ele fără goluri de contact, se realizează o zonă mare de plasare a celulelor pe cip, ceea ce face posibilă obținerea unei capacități mari la aceleași standarde tehnologice. Baza programării memoriei flash NAND constă procesul de tunelare a electronilor. Și, deoarece este folosit atât pentru programare, cât și pentru ștergere, se obține un consum redus de energie al cipului de memorie. Structura consistentă a organizării celulare permite un grad ridicat de scalabilitate, ceea ce face NAND-Flash lider în cursa pentru creșterea capacității de memorie. Datorită faptului că tunelul de electroni are loc prin întreaga zonă a canalului celulei, intensitatea captării sarcinii pe unitate de suprafață este NAND-Flash mai scăzut decât alte tehnologii Flash-memorie, rezultand un numar mai mare de cicluri de program/stergere. Programarea și citirea sunt efectuate sector cu sector sau pagină cu pagină, în blocuri de 512 octeți, pentru a emula dimensiunea comună a sectorului unităților de disc.

Caracteristici mai detaliate ale microcircuitelor Flash-memoria poate fi considerată folosind exemplul cristalelor din serie HY 27xx(08/16)1 G 1M companiilor Hynix. În fig. Figura 26.15 prezintă structura internă și scopul terminalelor acestor dispozitive.

Microcircuitul are următoarele concluzii:

I/O 8-15– intrare/ieșire de date pentru dispozitive x16

I/O 0-7– intrare/ieșire date, introducere adresă sau intrare comandă pentru dispozitivele x8 și x16;

ALE– activați blocarea adresei;

CLE– activați blocarea comenzii;

– selecția cristalelor;

– citiți rezoluția;

– citire/ocupat (ieșire cu scurgere deschisă);

– rezolutie inregistrare;

– protecție la scriere

V CC- Tensiunea de alimentare;

VSS- concluzie generală.

Fig.26.15. Diagrama de pini externă (a), alocarea pinii (b) și diagrama bloc (c) Flash-memorie

Liniile de adresă sunt multiplexate cu linii I/O de date pe o magistrală I/O de 8 sau 16 biți. Această interfață reduce numărul de pini utilizați și face posibilă migrarea către cipuri de capacitate mai mare fără a schimba placa de circuit imprimat. Fiecare bloc poate fi programat și șters de 100.000 de ori. Cipurile au o ieșire de citire/ocupat cu scurgere deschisă care poate fi utilizată pentru a identifica activitatea controlerului PE (Program/Ștergere/Citire). Deoarece ieșirea este deschisă, este posibil să se conecteze mai multe astfel de ieșiri de la diferite cipuri de memorie împreună printr-un rezistor de tragere la terminalul pozitiv al sursei de alimentare.

Fig.26.16. Organizarea matricei de memorie NAND-structuri

Matrice de memorie NAND-structurile sunt organizate în blocuri, fiecare conţinând 32 de pagini. Matricea este împărțită în două zone: principal și de rezervă (Fig. 26.16).

Zona principală a matricei este folosită pentru stocarea datelor, în timp ce zona de rezervă este de obicei folosită pentru a stoca coduri de corectare a erorilor ( ECC), steagurile programului și identificatorii blocurilor defectuoase ( Bloc prost) zona principală. Pe dispozitivele pe 8 biți, paginile din zona principală sunt împărțite în două jumătăți de pagini a câte 256 de octeți fiecare, plus 16 octeți din zona de rezervă. În dispozitivele pe 16 biți, paginile sunt împărțite într-o zonă principală de 256 de cuvinte și o zonă de rezervă de 8 cuvinte.

Memoria bazată pe celule NICI are timpi de ștergere și scriere relativ lungi, dar are acces de citire la fiecare bit. Această circumstanță permite utilizarea unor astfel de microcircuite pentru înregistrarea și stocarea codului de program care nu necesită rescriere frecventă. Astfel de aplicații ar putea fi, de exemplu, BIOS pentru computere încorporate sau software pentru set-top box-uri.

Proprietăți NAND-Flash a determinat domeniul de aplicare al acesteia: carduri de memorie și alte dispozitive de stocare a datelor. Acum acest tip de memorie este folosit aproape peste tot în dispozitivele mobile, camere foto și video etc. NAND-Flash stă la baza aproape tuturor tipurilor de carduri de memorie: SmartMedia, MMC, Secure Digital, Memory Stick

Capacitate de informare realizată în prezent Flash-memoria ajunge la 8GB, programul combinat tipic și viteza de ștergere este de până la 33,6 mS / 64 kB la o frecvență de ceas de până la 70 MHz.

Două domenii principale de utilizare eficientă Flash-memoriile sunt stocarea datelor rar modificate și înlocuirea memoriei pe discuri magnetice. Pentru prima direcție se folosește Flash- memorie cu acces la adresa, iar pentru a doua - memorie de fisiere.

26.6. tip RAM FRAM

FRAM– o memorie operațională nevolatilă care combină performanța ridicată și consumul redus de energie inerent RAM cu capacitatea de a stoca date în absența tensiunii aplicate.

Comparativ cu EEPROMȘi Flash-memorie, timpul de scriere a datelor într-o memorie de acest tip și consumul de energie sunt mult mai mici (mai puțin de 70 ns față de câteva milisecunde), iar resursa pentru ciclurile de scriere este mult mai mare (cel puțin 10 11 față de 10 5 .. 10 6 cicluri pentru EEPROM).

FRAM ar trebui să devină cea mai populară memorie din dispozitivele digitale în viitorul apropiat. FRAM va diferi nu numai în performanță la nivel DRAM, dar și capacitatea de a salva date în timpul unei pene de curent. Intr-un cuvant, FRAM poate înlocui nu numai lent Flash, dar și RAM obișnuit ca DRAM. Astăzi, memoria feroelectrică își găsește o aplicație limitată, de exemplu, în RFID-Etichete. Companii lider, inclusiv Ramtron, Samsung, NEC, Toshiba, se dezvoltă activ FRAM. Ar trebui să fie pe piață în jurul anului 2015 n- module gigabyte FRAM.

Proprietăți specificate FRAM furnizează un feroelectric (perovskit) folosit ca dielectric al condensatorului de stocare al celulei de memorie. În acest caz, o memorie feroelectrică stochează date nu numai sub forma unei încărcări a condensatorului (ca în RAM tradițională), ci și sub forma polarizării electrice a structurii cristaline feroelectrice. Un cristal feroelectric are două stări, care pot corespunde logicii 0 și 1.

Termen FRAM nu s-a stabilit încă. Primul FRAM se numesc RAM ferodinamică. Cu toate acestea, în prezent, feroelectricele sunt folosite ca celule de stocare și acum FRAM adesea numit RAM feroelectric.

Primul FRAM avea 2 T/2CU-arhitectura (Fig. 26.17, a), pe baza căreia se realizează majoritatea microcircuitelor de memorie feroelectrice moderne. Acest tip de celulă, în care fiecare bit are un bit de referință individual, permite ca diferența de încărcare să fie determinată cu mare precizie. Și datorită citirii semnalului diferențial, influența dispersării în parametrii condensatorilor celulei este eliminată. Mai târziu a apărut FRAM cu arhitectura 1 T/1CU(Fig. 26.17, b). Avantajul microcircuitelor cu o astfel de arhitectură este o suprafață celulară mai mică decât în ​​circuitele convenționale și, prin urmare, un cost mai mic al microcircuitului pe unitatea de capacitate de informație.

Figura 26.18 prezintă o diagramă bloc a unei RAM feroelectrice ( FRAM) cu o capacitate de 1 Mbit și o interfață de acces paralelă FM 20L 08 firme Ramtron. În tabelul 26.1. sunt indicați pinii microcircuitului.

FM 20L 08 este o memorie nevolatilă de 128K×8 care este citită și scrisă ca RAM statică standard. Siguranța datelor este asigurată timp de 10 ani, în timp ce nu este nevoie să ne gândim la fiabilitatea stocării datelor (rezistență nelimitată la uzură), designul sistemului este simplificat și o serie de dezavantaje ale unei soluții alternative de memorie nevolatilă bazată pe RAM statică cu baterie. backup sunt eliminate. Viteza de înregistrare și numărul nelimitat de cicluri de rescriere fac FRAM lider în raport cu alte tipuri de memorie nevolatilă.

Fig.26.17. Celulă de memorie tip 2 T/2CU(a) și 1 T/1CU(b)

Fig.26.18. Schema structurala FRAM FM 20L 08