rom,

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Rodzaje pamięci ROM
W normalnym cyklu pracy urządzenia pamięć ta może być tylko odczytywana, zapis do
pamięci dokonywany jest w zależności od rodzaju pamięci. Najpopularniejsze rodzaje to:
1.
ROM
- programowane przez producenta pamięci w czasie produkcji, czasami
określana jako MROM (Mask programmable ROM)
2.
PROM
(ang. Programmable ROM) - pamięć która może zostać zaprogramowana.
Pierwsze pamięci tego typu były programowane przez przepalenie cieniutkich
drucików wbudowanych w strukturę (tzw "przepalanie połączeń")
·
EPROM
(ang. Erasable Programmable ROM)
·
EEPROM
(ang. Electrically Erasable Programmable ROM)
·
Flash EEPROM
PROM
(ang. Programmable read-only memory) - programowanie pamięci PROM
polega na podaniu między linię bitu, a linię słowa napięcia od kilkunastu do kilkudziesięciu
wolt, które przepala element łączący linię bitu i linię słowa. Istnieją dwa typy: z matrycą
oporową i matrycą tranzystorową.
EPROM
(ang. Erasable Programmable Read-Only Memory) – wykorzystuje
specjalnie skonstruowany tranzystor MOS z dwiema bramkami: sterującą, normalnie
połączoną elektrycznie z resztą układu, i bramką pamiętającą, odizolowaną od reszty układu.
EPROM jest co prawda pamięcią tylko do odczytu ale posiada już możliwość jej całkowitego
wymazania i ponownego zaprogramowania. Najczęściej kasowana przez naświetlanie
światłem ultrafioletowym (przez okienko kwarcowe). Pamięć EPROM przechowuje dane
przez około dziesięć do dwudziestu lat. Pozwala na około tysiąc cykli zapisu i dowolną liczbę
cykli odczytu.
Układ EPROM 32 KB z wbudowanym okienkiem kwarcowym
Pamięć EPROM programowana jest przy pomocy urządzenia elektronicznego, które
podaje na dren tranzystora napięcie wyższe niż normalnie używane w obwodach
elektronicznych (zwykle ok. 12 V, w układach cyfrowych stosuje się napięcia 3,3-5 V),
zdolne do chwilowego przebicia warstwy izolacyjnej wokół bramki pamiętającej.
Programowanie układu polega na przebiciu cienkiej warstwy izolatora i wpuszczeniu do
bramki pamiętającej określonego ładunku elektrycznego. Jego obecność na stałe zatyka
tranzystor, niezależnie od stanu drugiej bramki. Skasowanie pamięci polega na
odprowadzeniu ładunku z bramki. Raz zapisana, pamięć EPROM może zostać skasowana
jedynie przez wystawienie jej na działanie silnego światła ultrafioletowego (wymagana
długość fali: 253,7 nm), które jonizuje izolator umożliwiając odpłynięcie zgromadzonego
ładunku. Większość pamięci EPROM można rozpoznać po przeźroczystym okienku ze szkła
kwarcowego na górze układu, przez które widać kość krzemową i które umożliwia dostęp
światła ultrafioletowego w razie konieczności skasowania. Pamięć EPROM przechowuje
dane przez około dziesięć do dwudziestu lat. Pozwala na około tysiąc cykli zapisu i dowolną
liczbę cykli odczytu. Aby ochronić pamięć przed przypadkowym skasowaniem okienko musi
być zawsze zasłonięte. W starszych płytach głównych pamięć EPROM wykorzystywana była
do zapisu BIOS-u płyty. Okienko kości EPROM zakrywane było etykietką z nazwą
producenta BIOS-u, numerem wersji i notką o prawach autorskich.
EEPROM
(ang. Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) – rodzaj
nieulotnej pamięci komputerowej w postaci układu scalonego. W odróżnieniu od pamięci
typu EPROM, pamięć EEPROM może być wielokrotnie zapisywana (programowana) i
czyszczona pod wpływem prądu elektrycznego. Liczba zapisów lub wyczyszczeń jest
ograniczona, jednak w dość wysokich granicach (między 100 tysięcy a milion), natomiast
liczba odczytań pamięci jest dowolna. Pamięć EEPROM jest aktualnie wykorzystywana do
zapisu BIOS-u na płycie głównej komputera.
Przykład sterowania:
Komórki pamięci ROM (Rys. 1) adresowane są ciągiem czterech bitów (A3 A2 A1
A0). Wybór odpowiedniego adresu następuje dwiema drogami: przez pętlę sprzężenia
zwrotnego, realizowaną na przerzutnikach typu D, oraz poprzez jeden z sygnałów sterujących
(W1, W2 lub 0). To, który sygnał sterujący zostanie przekazany do adresu pamięci zależy z
kolei, od zaadresowania multipleksera tę samą pętlą sprzężenia. Pozostałe bity wyjściowe (X,
Y, W, Z) służą do sterowania działaniem zewnętrznych układów.
FLASH
to rodzaj pamięci EEPROM, pozwalającej na zapisywanie lub kasowanie
wielu komórek pamięci podczas jednej operacji programowania. Jest to pamięć nieulotna – po
odłączeniu zasilania nie traci swej zawartości. Standardowe pamięci EEPROM pozwalają
zapisywać lub kasować tylko jedną komórkę pamięci na raz, co oznacza, że pamięci Flash są
znacznie szybsze, jeśli system je wykorzystujący zapisuje i odczytuje komórki o różnych
adresach w tym samym czasie. Wszystkie typy pamięci Flash, jak i EEPROM, mają
ograniczoną liczbę cykli kasowania, co powoduje ich uszkodzenie po przekroczeniu tej
liczby.
Pamięci Flash produkuje się w dwóch wersjach: NOR i NAND. Nazwy odnoszą się do
typu bramki logicznej używanej w każdej komórce pamięci. Jako pierwszą opracowano
pamięć NOR w firmie Intel w roku 1988. Ma ona długie czasy zapisu i kasowania, ale
umożliwia bezpośredni dostęp do każdej komórki pamięci. Z tego względu nadaje się po
przechowywania informacji, które nie wymagają częstej aktualizacji, jak np. firmware
różnego rodzaju urządzeń. Wytrzymuje od 10 000 do 100 000 cykli kasowania. Stosowano ją
w pierwszych wersjach kart pamięci CompactFlash, ale później zaczęto w nich stosować
tańsze pamięci NAND. W roku 1989 pojawiły się pamięci NAND z firm Samsung i Toshiba.
W stosunku do pamięci NOR ma krótszy czas zapisu i kasowania, większą gęstość
upakowania danych, lepszy współczynnik koszt/pojemność oraz dziesięciokrotnie większą
wytrzymałość. Jej główną wadą jest sekwencyjny dostęp do danych, co czyni ją użyteczną
jako pamięć masowa, np. w kartach pamięci, lecz bezużyteczną jako pamięć komputera.
Pierwszą kartą pamięci używającą pamięci NAND była karta SmartMedia, później zaczęto
ich używać w innych typach, jak: MMC, Secure Digital, Memory Stick i xD, dyskach USB.
Ograniczenia
By można było zapisać komórkę pamięci Flash, należy ją wcześniej skasować. Nie
jest możliwe ponowne zapisanie danych do już zapisanej komórki. Jakkolwiek można
odczytać i zapisać dowolną komórkę pamięci, to operacja kasowania umożliwia skasowanie
tylko całych bloków komórek. Nie można skasować pojedynczej komórki. Z tego powodu
zapis danych nie jest w pełni swobodny. Pamięci te umożliwiają odczyt i zapis dowolnej
komórki, ale już nie swobodne kasowanie i nadpisanie zawartości.
Powyższe ograniczenia powodują pewne trudności w obsłudze dostępu do danych w
pamięciach masowych. Zapis plików musi być skoordynowany z operacją kasowania bloków
pamięci. Zazwyczaj jeśli plik ma zostać zaktualizowany lub nadpisany, system zarządzania
pamięcią tworzy nową kopię pliku w innym miejscu, oznaczając tylko poprzednią wersję jako
bezużyteczną. Taka wersja pliku nadal zajmuje wolne miejsce, jest ono zwalniane jeśli
operacja kasowania jest możliwa, czyli w danym bloku pamięci nie ma fragmentu innego
pliku. W celu efektywniejszego kasowania bloków pamięci możliwe jest też przenoszenie
części innych plików (nie wymagających modyfikacji) w inne miejsce, tak by blok nadawał
się do skasowania. Dodatkową komplikacją jest fakt, że operacja kasowania jest znacznie
dłuższa niż operacja zapisu i odczytu.
Obecnie są w użyciu rodzaje pamięci FLASH:
· MultiMedia Card (MMC)
· Secure Digital (SD) oraz miniSD
· Memory Stick (MS)
· CompactFlash (CF)
· SmartMedia (SM)
· xD
[ Pobierz całość w formacie PDF ]

rom,

Tematy