Asmeniniai kompiuteriai turi keturis hierarchinius atminties lygius:

mikroprocesorinė atmintis;

Pagrindinė ATMINTIS;

registruoti talpyklą;

išorinė atmintis.

Mikroprocesoriaus atmintis aptarta aukščiau. Pagrindinė atmintis skirta saugoti ir greitai keistis informacija su kitais kompiuterio įrenginiais. Atminties funkcijos:

informacijos gavimas iš kitų įrenginių;

įsiminti informaciją;

informacijos išdavimas kitiems mašinos įrenginiams paprašius.

Pagrindinėje atmintyje yra dviejų tipų saugojimo įrenginiai:

ROM – tik skaitymo atmintis;

RAM yra laisvosios prieigos atminties įrenginys.

ROM skirtas nuolatinei programos ir nuorodų informacijai saugoti. Gamybos metu duomenys įvedami į ROM. ROM saugomą informaciją galima tik skaityti, bet ne keisti.

ROM yra:

procesoriaus valdymo programa;

kompiuterio paleidimo ir išjungimo programa;

įrenginių testavimo programas, kurios kiekvieną kartą įjungus kompiuterį tikrina, ar tinkamai veikia jo įrenginiai;

Ekrano, klaviatūros, spausdintuvo, išorinės atminties valdymo programos;

informacija apie operacinės sistemos vietą diske.

ROM yra nepastovi atmintis; informacija joje išsaugoma išjungus maitinimą.

RAM skirta informacijos (programų ir duomenų), tiesiogiai susijusios su kompiuterio vykdomu informacijos ir skaičiavimo procesu dabartiniu laikotarpiu, įrašymui, saugojimui ir skaitymui internetu.

Pagrindiniai RAM privalumai yra didelis greitis ir galimybė pasiekti kiekvieną atminties elementą atskirai (tiesioginė prieiga prie atminties). Visos atminties ląstelės yra sujungtos į 8 bitų (1 baito) grupes, kiekviena tokia grupė turi adresą, kuriuo ją galima pasiekti.

RAM yra nepastovi atmintis; išjungus maitinimą, joje esanti informacija ištrinama.

Šiuolaikiniuose kompiuteriuose atminties talpa paprastai yra 8-128 MB. Atminties talpa yra svarbi kompiuterio savybė, ji turi įtakos programų greičiui ir našumui.

Be ROM ir RAM, pagrindinė plokštė taip pat turi nepastovią CMOS atmintį, kuri nuolat maitinama savo baterija. Jame saugomi kompiuterio konfigūracijos nustatymai, kurie tikrinami kiekvieną kartą, kai sistema įjungiama. Tai yra pusiau nuolatinė atmintis. Norėdami pakeisti kompiuterio konfigūracijos nustatymus, BIOS yra kompiuterio konfigūravimo programa - SETUP.

Norint pagreitinti prieigą prie RAM, naudojama speciali itin greita talpyklos atmintis, esanti „tarp“ mikroprocesoriaus ir RAM, kurioje saugomos dažniausiai naudojamų RAM skyrių kopijos. Talpyklos registrai vartotojui nepasiekiami.

Laikinojoje atmintyje saugomi duomenys, kuriuos mikroprocesorius gavo ir naudos kituose savo veikimo ciklus. Greita prieiga prieiga prie šių duomenų leidžia sutrumpinti vėlesnių programos komandų vykdymo laiką.

Mikroprocesoriai, pradedant nuo MP 80486, turi savo integruotą talpyklą. Pentium ir Pentium Pro mikroprocesoriai turi talpyklą atskirai duomenims ir atskirai instrukcijoms. Visi mikroprocesoriai gali naudoti papildomą talpyklą, esančią pagrindinė plokštė už mikroprocesoriaus ribų, kurio talpa gali siekti kelis MB. Išorinė atmintis reiškia išorinius kompiuterio įrenginius ir naudojama ilgalaikiam bet kokios informacijos, kurios gali prireikti problemoms išspręsti, saugojimui. Visų pirma, visa kompiuterio programinė įranga yra saugoma išorinėje atmintyje.

Išorinės atminties įrenginiai – išorinės atminties įrenginiai – yra labai įvairūs. Juos galima klasifikuoti pagal laikmenos tipą, dizaino tipą, informacijos įrašymo ir skaitymo principą, prieigos būdą ir kt.

Dažniausiai naudojami išoriniai saugojimo įrenginiai:

kietieji magnetiniai diskai (HDD);

diskelių magnetinių diskų įrenginiai (FMD);

optinių diskų įrenginiai (CD-ROM).

Rečiau kaip išorinės atminties įrenginiai asmeniniame kompiuteryje naudojami kasetinėje magnetinėje juostoje – streameriai.

Diskų įrenginiai yra įrenginiai, skirti skaityti ir rašyti iš magnetinių arba optinių laikmenų. Šių diskų paskirtis yra saugoti didelius informacijos kiekius, įrašyti ir pateikus prašymą išleisti saugomą informaciją į laisvosios kreipties atminties įrenginį.

Kietieji diskai ir plokštieji diskų įrenginiai skiriasi tik konstrukcija, saugomos informacijos kiekiu ir informacijos paieškai, įrašymui ir skaitymui reikalingu laiku.

Kaip magnetinių diskų laikmena, naudojamos specialių savybių turinčios magnetinės medžiagos, leidžiančios įrašyti dvi magnetines būsenas – dvi įmagnetinimo kryptis. Kiekvienai iš šių būsenų priskiriami dvejetainiai skaitmenys 0 ir 1. Informacija magnetiniuose diskuose įrašoma ir nuskaitoma magnetinėmis galvutėmis išilgai koncentrinių apskritimų – takelių (takų). Takelių skaičius diske ir jų informacijos talpa priklauso nuo disko tipo, įrenginio konstrukcijos, magnetinių galvučių kokybės ir magnetinės dangos. Kiekvienas takelis yra padalintas į sektorius. Viename sektoriuje paprastai yra 512 baitų duomenų. Duomenų mainai tarp magnetinio disko ir RAM vyksta nuosekliai pagal sveiką skaičių sektorių. Kietajam magnetiniam diskui taip pat naudojama cilindro sąvoka - takelių rinkinys, esantis tuo pačiu atstumu nuo disko centro.

Diskai priskiriami tiesioginės prieigos laikmenoms. Tai reiškia, kad kompiuteris gali pasiekti takelį, kuriame prasideda sekcija su reikiama informacija arba kur reikia rašyti naują informaciją, tiesiogiai, kad ir kur būtų disko įrašymo ir skaitymo galvutė.

Visi diskai – tiek magnetiniai, tiek optiniai – pasižymi savo skersmeniu (formos koeficientu). Iš lanksčių magnetinių diskų plačiausiai naudojami 3,5 (89 mm) skersmens diskai. Šių diskų talpa yra 1,2 ir 1,44 MB.

Kietieji magnetiniai diskai vadinami „kietaisiais diskais“. Šis terminas kilo iš žargoniško pirmojo kietojo disko modelio pavadinimo, kuriame buvo 30 takelių po 30 sektorių, kurie atsitiktinai sutapo su Winchester medžioklinio šautuvo kalibru. Kietojo disko talpa matuojama MB ir GB.

Neseniai pasirodė nauji magnetinių diskų įrenginiai - ZIP diskai - nešiojamieji įrenginiai, kurių talpa 230-280 MB.

Pastaraisiais metais optinių diskų įrenginiai (CD-ROM) tapo plačiausiai paplitę. Dėl mažo dydžio, didelės talpos ir patikimumo šie diskai tampa vis populiaresni. Optinių diskų įrenginių talpa yra nuo 640 MB ir daugiau.

Optiniai diskai skirstomi į neperrašomus lazerinius diskus. optiniai diskai, perrašomi lazeriniai optiniai diskai ir perrašomi magnetooptiniai diskai. Neperrašomus diskus gamintojai tiekia su juose jau įrašyta informacija. Įrašyti informaciją apie juos galima tik laboratorinėmis sąlygomis, ne kompiuteriu.

Be pagrindinės charakteristikos - informacijos talpos, diskų įrenginius taip pat apibūdina du laiko rodikliai:

prieigos laikas;

iš eilės einančių baitų skaitymo greitis.

NUOLATINĖ ATMINTIS (ROM)

Yra atminties tipas, kuriame duomenys saugomi be elektros srovė, tai yra ROM (tik skaitymo atmintis) arba kartais ji vadinama nepastoviąja atmintimi, naudojama sistemai ir papildomos programos, skirtas nuolatinis naudojimas mikroprocesorius, kuris neleidžia keisti ar ištrinti informacijos.

ROM (tik skaitymo atmintis) – pagrindinėje plokštėje esantis lustas, kuriame yra kompiuterio gamybos metu įrašytos programos ir duomenys, naudojami vidiniam įrenginių testavimui po kompiuterio įjungimo ir paleidimo. Operacinė sistemaį RAM. Šių mikroprogramų rinkinys vadinamas BIOS (Basic Input-Output System) – pagrindine įvesties-išvesties sistema. BIOS yra kompiuterio konfigūracijos sąrankos programa (SETUP). Tai leidžia nustatyti kai kurias kompiuterio įrenginių charakteristikas (vaizdo valdiklio tipas, standieji diskai ir diskelių įrenginiai, dažnai taip pat darbo su RAM režimai, slaptažodžio prašymas paleidžiant).

Gamybos metu duomenys įrašomi į ROM. Tam padaromas trafaretas su tam tikru antgalių rinkiniu, kuris uždedamas ant šviesai jautrios medžiagos, o po to išgraviruojamos paviršiaus dalys.

Yra:

PROM (programuojami ROM) 70-ųjų pabaigoje sukūrė kompanija, pavadinta Texas Instruments. Kitaip tariant, darbo sąlygomis galima programuoti. Tokiuose ROM paprastai yra daugybė mažų džemperių. Kuriame galima įrašyti konkretų džemperį pasirinkus norimą eilutę ir stulpelį, o tada pritvirtinti aukštos įtampos prie konkretaus mikroschemos kaiščio.

EPROM (ištrinamas programuojamas ROM) leidžia, naudojant specialų įrenginį, programuoti darbo sąlygomis ir ištrinti informaciją. Norėdami tai padaryti, lustas 15 minučių yra veikiamas stiprios ultravioletinės šviesos, turinčios tam tikrą bangos ilgį.

EEPROM (Electronicly Ready Programmed ROM), taip pat ištrinamas EPROM, tačiau skirtingai nei EPROM, juos galima perprogramuoti taikant impulsus ir nereikalauja specialių papildomų įrenginių. Tačiau jie veikia 10 kartų lėčiau ir yra daug mažesnio pajėgumo ir yra brangesni.

Flash atmintis ištrinama ir įrašoma blokais. Jis gaminamas ant spausdintinių plokščių ir yra iki kelių dešimčių megabaitų talpos.

Kompiuterio pagrindinėje plokštėje sumontuotų modulių ir ROM kasečių talpa, kaip taisyklė, neviršija 128 KB. Nuolatinės atminties našumas yra mažesnis nei laisvosios kreipties atminties, todėl norint padidinti našumą, ROM turinys nukopijuojamas į RAM, o veikiant tiesiogiai naudojama tik ši kopija, dar vadinama šešėline ROM.

„Šiuo metu kompiuteriai naudoja „pusiau nuolatinius“, perprogramuojamus saugojimo įrenginius – „flash“ atmintį. Flash atminties moduliai arba kortelės gali būti montuojami tiesiai į pagrindinės plokštės jungtis ir turi šiuos parametrus: talpa iki 512 MB (BIOS ROM naudoja iki 128 KB), skaitymo prieigos laikas 0,035 - 0,2 μs, įrašymo laikas 2 baite -- 10 µs. „Flash“ atmintis yra nepastovi saugojimo priemonė. Tokios atminties pavyzdys yra NVRAM – nepastovi RAM, kurios rašymo greitis yra 500 KB/s. Paprastai norint perrašyti informaciją, reikia į specialų „flash“ atminties įvestį pritaikyti programavimo įtampą (12 V), o tai pašalina galimybę netyčia ištrinti informaciją. „Flash“ atminties perprogramavimas gali būti atliekamas tiesiogiai iš diskelio arba kompiuterio klaviatūros, jei yra specialus valdiklis, arba iš išorinio programuotojo, prijungto prie kompiuterio. „Flash“ atmintis gali būti labai naudinga kuriant labai sparčius, kompaktiškus, alternatyvius NMD saugojimo įrenginius – „kietojo kūno diskus“, ir keičiant ROM, kuriame saugomos BIOS programos, leidžiančios atnaujinti ir pakeisti šias programas naujesnėmis tiesiai iš „diskelis“. versija atnaujinant asmeninį kompiuterį“ [Elektroninis išteklius] URL: http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/vich_sistemi/viches_sist_2.htm (Prisijungimo data: 2013-05-15).

Lyginamosios charakteristikos RAM ir ROM

2 lentelė Lyginamosios charakteristikos.

„Fiziškai RAM tipo atminties įrenginiui sukurti naudojami dinaminiai ir statiniai atminties lustai, kuriems sutaupyti šiek tiek informacijos reiškia taupyti elektros krūvis(tai paaiškina visos RAM nepastovumą, tai yra visos joje saugomos informacijos praradimą išjungus kompiuterį).

RAM fiziškai vykdomas ant elementų dinaminė RAM, o palyginti lėtų įrenginių (mūsų atveju dinaminės RAM) veikimui koordinuoti su gana sparčiu mikroprocesoriumi, naudojama funkcionaliai suprojektuota talpykla atmintis, pastatyta iš statinių RAM ląstelių. Taigi kompiuteriuose vienu metu yra abiejų tipų RAM. Fiziškai išorinė talpyklos atmintis taip pat yra įdiegta mikroschemų pavidalu plokštėse, kurios įkišamos į atitinkamus pagrindinės plokštės lizdus “, Nikolaeva V.A. Informatika ir Informacinės technologijos. [Elektroninis išteklius] URL: http://www.junior.ru/wwwexam/pamiat/pamiat4.htm (prieigos data: 2013-05-15).

Tik skaitymo atmintis arba tik skaitymo saugojimo įrenginys (ROM arba ROM, anglų kalba) Tarnauja programoms saugoti bootstrap kompiuterį ir jo komponentų testavimą. Naudotas tik skaitymui. Ji yra nepastovi, tai yra, išjungus kompiuterį jame įrašyta informacija nekinta.

· Pagal prieigos tipą:

· Su lygiagrečia prieiga (lygiagrečiuoju režimu arba atsitiktine prieiga): toks ROM gali būti pasiekiamas sistemoje RAM adresų erdvėje. Pavyzdžiui, K573RF5;

· Su nuoseklia prieiga: tokie ROM dažnai naudojami vienkartiniam konstantų ar programinės įrangos įkėlimui į procesorių arba FPGA, naudojami TV kanalų nustatymams saugoti ir pan. Pavyzdžiui, 93C46, AT17LV512A.

· Pagal mikroschemų programavimo metodą (programinės įrangos įrašymas į juos):

· Neprogramuojami ROM;

· ROM programuojami tik specialiu įrenginiu – ROM programuotoju (tiek vieną kartą, tiek pakartotinai blykstelėjo). Programuotojo naudojimas yra būtinas, ypač tiekiant nestandartinę ir gana aukštą įtampą (iki +/- 27 V) į specialius gnybtus.

· In-circuit (per)programuojami ROM (ISP, programavimas sistemoje) – tokios mikroschemos turi visos reikalingos aukštos įtampos generatoriaus viduje ir gali būti perkraunamos be programuotojo ir net neišlitavus. spausdintinė plokštė, programiškai.

Valdymo mikroprograma dažnai saugoma nuolatinėje atmintyje techninis prietaisas: televizorius, Mobilusis telefonas, įvairūs valdikliai arba kompiuteris (BIOS arba OpenBoot SPARC įrenginiuose).

RAM paskirtis ir charakteristikos.

Laisvosios kreipties atmintis arba laisvosios kreipties atmintis (RAM) arba RAM, anglų kalba) Ji skirtas saugoti informaciją, kuri keičiasi procesoriaus apdorojimo operacijų metu. Naudojamas tiek informacijos skaitymui, tiek rašymui. Jis yra nepastovus, tai yra, visa informacija saugoma šioje atmintyje tik įjungus kompiuterį.

Fiziškai RAM tipo saugojimo įrenginiui sukurti naudojami dinaminiai ir statiniai atminties lustai, kuriems sutaupius šiek tiek informacijos, sutaupoma elektros krūvis (tai paaiškina visos RAM nepastovumą, tai yra visos informacijos, saugomos kai kompiuteris išjungtas).

Kompiuterio operatyvioji atmintis fiziškai vykdoma ant dinaminių RAM elementų, o palyginti lėtų įrenginių (mūsų atveju dinaminės RAM) veikimui koordinuoti su sąlyginai sparčiu mikroprocesoriu, naudojama funkcionaliai suprojektuota talpykla atmintis, pastatyta iš statinių RAM ląstelių. Taigi kompiuteriuose vienu metu yra abiejų tipų RAM. Fiziškai išorinis Laikinoji atmintis taip pat įdiegta mikroschemų pavidalu plokštėse, kurios įkišamos į atitinkamus pagrindinės plokštės lizdus.

Pagrindiniai kompiuterio elementai.

Struktūriškai kompiuteriai yra pagaminti kaip centrinis sistemos blokas, prie kurio jie yra prijungti per jungtis - jungtis išoriniai įrenginiai: papildomi atminties blokai, klaviatūra, ekranas, spausdintuvas ir kt.

Sistemos vienetas paprastai apima sistemos plokštė, maitinimo blokas, diskiniai įrenginiai, jungtys papildomiems įrenginiams ir išplėtimo plokštės su valdikliais - adapteriai išoriniams įrenginiams.

Tik skaitymo atmintis (ROM) – nepastovi atmintis, naudojama nekintančių duomenų masyvai saugoti.

Nuolatinės atminties skirtos saugoti informaciją, kuri išlieka nepakitusi viso įrenginio veikimo metu. Nutraukus maitinimo įtampą, ši informacija nedingsta.

Todėl ROM galimas tik informacijos skaitymo būdas, o skaitymas nėra lydimas jos sunaikinimo.

ROM klasė nėra vienalytė ir, kaip minėta anksčiau, gali būti suskirstyta į keletą nepriklausomų poklasių. Tačiau visi šie poklasiai naudoja tą patį informacijos pateikimo principą. Informacija ROM atvaizduojama kaip ryšio tarp adreso (A) ir duomenų magistralių buvimas arba nebuvimas. Šia prasme ROM EZE yra panašus į dinaminės RAM EZE, kuriame atminties kondensatorius Cn yra trumpai sujungtas arba pašalintas iš grandinės.

2. Istorinė ROM raidos chronologija. ROM technologijos, pagrįstos jos turinio įrašymo/perrašymo principu: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flashROM. Pateikite šių technologijų charakteristikas ir brėžinius, rodančius ląstelių struktūrą.

Labai dažnai įvairiose programose reikia saugoti informaciją, kuri nekinta įrenginio veikimo metu. Tai tokia informacija kaip programos mikrovaldikliuose, įkrovos įkrovikliai ir BIOS kompiuteriuose, skaitmeninių filtrų koeficientų lentelės signalų procesoriuose. Beveik visada ši informacija nereikalinga vienu metu, todėl paprasčiausius nuolatinės informacijos saugojimo įrenginius galima sukurti ant multiplekserių. Tokio nuolatinio saugojimo įrenginio schema parodyta 1 pav.

1 pav. Tik skaitymo atminties grandinė, pagrįsta multiplekseriu.

Šioje grandinėje yra pastatytas tik skaitymo atminties įrenginys su aštuoniais vieno bito elementais. Konkretus bitas saugomas vienženkliame langelyje prilituojant laidą prie maitinimo šaltinio (rašant vieną) arba užsandarinus laidą prie korpuso (įrašant nulį). Įjungta grandinių schemos toks prietaisas žymimas taip, kaip parodyta 2 paveiksle.

2 pav. Nuolatinio saugojimo įrenginio žymėjimas grandinės schemose.

Siekiant padidinti ROM atminties celės talpą, šias mikroschemas galima jungti lygiagrečiai (išėjimai ir įrašyta informacija natūraliai lieka nepriklausomi). Vieno bito ROM lygiagretaus prijungimo schema parodyta 3 paveiksle.

3 pav. Kelių bitų ROM grandinės schema.

Realiuose ROM informacija įrašoma naudojant paskutinę lustų gamybos operaciją – metalizavimą. Metalizavimas atliekamas naudojant kaukę, todėl tokie ROM ir vadinami kaukių ROM. Kitas skirtumas tarp tikrų mikroschemų ir aukščiau pateikto supaprastinto modelio yra demultiplekserio naudojimas be multiplekserio. Šis sprendimas leidžia vienmatę saugojimo struktūrą paversti daugiamačiu ir taip žymiai sumažinti dekoderio grandinės tūrį, reikalingą ROM grandinės veikimui. Šią situaciją iliustruoja šis paveikslas:

4 pav. Užmaskuoto tik skaitomos atminties įrenginio schema.

Kaukės ROM pavaizduotos grandinės schemose, kaip parodyta 5 paveiksle. Šio lusto atminties elementų adresai pateikiami į kontaktus A0 ... A9. Lustas parenkamas pagal CS signalą. Naudodami šį signalą galite padidinti ROM garsumą (CS signalo naudojimo pavyzdys pateikiamas aptariant RAM). Mikroschema nuskaitoma naudojant RD signalą.

5 pav. Užmaskuoto tik skaitymo atminties įrenginio žymėjimas grandinės diagramose.

Kaukės ROM programavimas atliekamas gamintojo gamykloje, o tai labai nepatogu mažoms ir vidutinėms gamybos partijoms, jau nekalbant apie įrenginio kūrimo etapą. Natūralu, kad didelio masto gamybai kaukių ROM yra pigiausias ROM tipas, todėl šiuo metu jie plačiai naudojami. Mažos ir vidutinės gamybos radijo įrangos serijoms buvo sukurtos mikroschemos, kurios gali būti programuojamos specialiuose įrenginiuose - programuotojuose. Šiuose lustuose nuolatinė laidininkų jungtis atminties matricoje yra pakeičiama lydančiomis jungtimis, pagamintomis iš polikristalinio silicio. Gaminant mikroschemą, daromi visi trumpikliai, o tai prilygsta loginių vienetų įrašymui į visas atminties ląsteles. Programavimo proceso metu padidinta galia tiekiama į mikroschemos maitinimo kontaktus ir išėjimus. Tokiu atveju, jei maitinimo įtampa (loginis vienetas) yra prijungta prie mikroschemos išėjimo, srovė per trumpiklį netekės ir trumpiklis liks nepažeistas. Jei į mikroschemos išvestį (prijungtą prie korpuso) taikomas žemos įtampos lygis, per trumpiklį tekės srovė, kuri išgarins šį trumpiklį, o kai informacija vėliau nuskaitoma iš šio elemento, bus loginis nulis. skaityti.

Tokios mikroschemos vadinamos programuojamas ROM (PROM) ir yra pavaizduotos grandinės schemose, kaip parodyta 6 paveiksle. Kaip pavyzdį galime pavadinti mikroschemas 155PE3, 556RT4, 556RT8 ir kt.

6 pav. Programuojamos tik skaitymo atminties žymėjimas grandinės schemose.

Programuojami ROM pasirodė esantys labai patogūs mažos ir vidutinės apimties gamybai. Tačiau kuriant radioelektroninius įrenginius dažnai tenka keisti ROM įrašytą programą. Tokiu atveju EPROM pakartotinai panaudoti negalima, todėl nurašius ROM, jei yra klaida ar tarpinė programa, jį tenka išmesti, o tai natūraliai padidina techninės įrangos kūrimo išlaidas. Siekiant pašalinti šį trūkumą, buvo sukurtas kitas ROM tipas, kurį buvo galima ištrinti ir perprogramuoti.

UV ištrinamas ROM yra sukurta remiantis atminties matrica, pastatyta ant atminties ląstelių, kurios vidinė struktūra parodyta šiame paveikslėlyje:

7 pav. UV spinduliais ir elektra trinamas ROM atminties elementas.

Ląstelė yra MOS tranzistorius, kuriame vartai pagaminti iš polikristalinio silicio. Tada, mikroschemos gamybos procese, šie vartai oksiduojami ir dėl to jie bus apsupti silicio oksidu – puikiomis izoliacinėmis savybėmis pasižyminčiu dielektriku. Apibūdintoje ląstelėje, visiškai ištrynus ROM, plūduriuojančiame sklende nėra įkrovimo, todėl tranzistorius nelaidžia srovės. Programuojant mikroschemą ant antrųjų užtvarų, esančių virš slankiųjų vartų, įvedama aukšta įtampa ir dėl tunelio efekto į plūduriuojančius vartus indukuojami krūviai. Pašalinus slankiųjų užtvarų programavimo įtampą, indukuotasis krūvis išlieka, todėl tranzistorius lieka laidžioje būsenoje. Plaukiojančių vartų įkrova gali būti saugoma dešimtmečius.

Struktūrinė schema tik skaitymo atmintis niekuo nesiskiria nuo anksčiau aprašytos kaukės ROM. Vienintelis dalykas, kuris naudojamas vietoj trumpiklio, yra aukščiau aprašyta ląstelė. Perprogramuojamuose ROM, anksčiau įrašyta informacija ištrinama naudojant ultravioletinę spinduliuotę. Kad ši šviesa laisvai patektų į puslaidininkinį kristalą, lusto korpuse įmontuotas kvarcinio stiklo langas.

Apšvitinus mikroschemą, silicio oksido izoliacinės savybės prarandamos ir sukauptas krūvis iš plūduriuojančių užtvarų patenka į puslaidininkio tūrį, o atminties elemento tranzistorius pereina į išjungimo būseną. Mikroschemos ištrynimo laikas svyruoja nuo 10 iki 30 minučių.

Mikroschemų rašymo ir ištrynimo ciklų skaičius svyruoja nuo 10 iki 100 kartų, po kurio mikroschema sugenda. Taip yra dėl žalingo ultravioletinių spindulių poveikio. Kaip tokių mikroschemų pavyzdį galime įvardyti Rusijos gamybos 573 serijos mikroschemas, užsienio gamybos 27cXXX serijos mikroschemas. Šiuose lustuose dažniausiai saugomos bendrosios paskirties kompiuterių BIOS programos. „Flashable ROM“ yra pavaizduoti grandinės diagramose, kaip parodyta 8 paveiksle.

8 pav. Perprogramuojamo tik skaitymo atminties įrenginio žymėjimas grandinės schemose.

Taigi, dėklai su kvarciniu langu yra labai brangūs, taip pat mažas rašymo ir trynimo ciklų skaičius, dėl kurių buvo ieškoma būdų, kaip elektriškai ištrinti informaciją iš EPROM. Šiame kelyje iškilo daug sunkumų, kurie dabar jau praktiškai išspręsti. Šiais laikais gana plačiai paplitę mikroschemos su elektriniu informacijos ištrynimu. Kaip saugojimo elementas, jie naudoja tuos pačius elementus kaip ir ROM, tačiau juos ištrina elektrinis potencialas, todėl šių mikroschemų rašymo ir trynimo ciklų skaičius siekia 1 000 000 kartų. Atminties elemento ištrynimo laikas tokiose mikroschemose sutrumpėja iki 10 ms. Tokių mikroschemų valdymo grandinė pasirodė sudėtinga, todėl atsirado dvi šių mikroschemų kūrimo kryptys:

2. FLASH ROM

Elektra ištrinami PROM yra brangesni ir mažesnio tūrio, tačiau jie leidžia perrašyti kiekvieną atminties elementą atskirai. Dėl to šios mikroschemos turi didžiausią rašymo ir ištrynimo ciklų skaičių. Elektra ištrinamo ROM taikymo sritis yra duomenų, kurių negalima ištrinti išjungus maitinimą, saugojimas. Tokios mikroschemos apima buitines 573РР3, 558РР ir užsienio 28cXX serijos mikroschemas. Elektra ištrinami ROM yra pažymėti diagramose, kaip parodyta 9 paveiksle.

9 pav. Elektra ištrinamo tik skaitymo atminties įrenginio žymėjimas grandinės schemose.

Pastaruoju metu pastebima tendencija mažinti EEPROM dydį mažinant išorinių mikroschemų kojelių skaičių. Norėdami tai padaryti, adresas ir duomenys perduodami į lustą ir iš jo per nuoseklusis prievadas. Šiuo atveju naudojami dviejų tipų nuoseklieji prievadai - SPI prievadas ir I2C prievadas (atitinkamai 93cXX ir 24cXX serijos mikroschemos). Užsienio serija 24cXX atitinka vietinę 558PPX mikroschemų seriją.

FLASH - ROM skiriasi nuo EEPROM tuo, kad ištrinama ne kiekviena ląstelė atskirai, o visa mikroschema arba šios mikroschemos atminties matricos blokas, kaip buvo padaryta EEPROM.

10 pav. FLASH atminties žymėjimas grandinės schemose.

Kai pasiekiate nuolatinį saugojimo įrenginį, pirmiausia turite nustatyti adresų magistralės atminties ląstelės adresą, o tada atlikti skaitymo operaciją iš lusto. Ši laiko diagrama parodyta 11 paveiksle.

11 pav. Informacijos nuskaitymo iš ROM laiko diagrama.

11 paveiksle rodyklės rodo seką, kuria turi būti generuojami valdymo signalai. Šiame paveikslėlyje RD yra skaitymo signalas, A yra ląstelės adreso pasirinkimo signalai (kadangi atskiri bitai adresų magistralėje gali įgyti skirtingas reikšmes, rodomi perėjimo keliai tiek į vienetą, tiek į nulį), D yra nuskaityta išvesties informacija. iš pasirinktos ROM ląstelės.

· ROM- (Anglų) tik skaitymo atmintis, tik skaitymo atmintis), maskuoklio ROM, gaminamas gamykliniu metodu. Ateityje įrašytų duomenų keisti nėra galimybės.

· PROM- (Anglų) programuojama tik skaitymo atmintis, programuojamas ROM (PROM)) - ROM, kai vartotojas „užmirksėjo“.

· EPROM- (Anglų) ištrinama programuojama tik skaitymo atmintis, perprogramuojamas/perprogramuojamas ROM (EPROM/RPZU)). Pavyzdžiui, K537RF1 lusto turinys buvo ištrintas naudojant ultravioletinę lempą. Kad ultravioletiniai spinduliai galėtų patekti į kristalą, mikroschemos korpuse buvo langas su kvarciniu stiklu.

· EEPROM- (Anglų) elektra ištrinama programuojama tik skaitymo atmintis, elektra trinamas, perprogramuojamas ROM). Šio tipo atmintį galima ištrinti ir papildyti duomenimis keliasdešimt tūkstančių kartų. Naudojamas kietojo kūno diskuose. Vienas iš EEPROM tipų yra „flash“ atmintis(Anglų) „flash“ atmintis).

· FlashROM – (anglų k.) „Flash“ tik skaitymo atmintis) yra puslaidininkinės elektriškai perprogramuojamos atminties (EEPROM) technologijos tipas. Tas pats žodis naudojamas elektroninėse grandinėse, apibūdinant technologiškai užbaigtus nuolatinių atminties įrenginių sprendimus mikroschemų pavidalu, pagrįstus šia puslaidininkių technologija. Kasdieniame gyvenime ši frazė priskiriama plačiai kietojo kūno informacijos saugojimo įrenginių klasei.

ROM tipai

ROM reiškia tik skaitymo atmintį, kuri užtikrina nepastovią informacijos saugojimą bet kurioje fizinėje laikmenoje. Remiantis informacijos saugojimo būdu, ROM galima suskirstyti į tris tipus:

1. ROM pagrindu magnetinis principas informacijos saugojimas.

Šių prietaisų veikimo principas pagrįstas feromagneto sekcijų įmagnetinimo vektoriaus krypties keitimu, veikiant kintamam magnetiniam laukui, atsižvelgiant į įrašytos informacijos bitų reikšmes.

Feromagnetas yra medžiaga, galinti įmagnetinti esant žemesnei nei tam tikra riba (Curie taškas), kai nėra išorinio magnetinio lauko.

Tokiuose įrenginiuose įrašytų duomenų nuskaitymas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos arba magnetorezistinio poveikio poveikiu. Šis principas įgyvendinamas įrenginiuose su judančia laikmena disko ar juostos pavidalu.

Elektromagnetinė indukcija – tai elektros srovės susidarymo uždaroje grandinėje poveikis, kai keičiasi per ją einantis magnetinis srautas.

Magnetorezistinio poveikio pagrindas yra kietojo laidininko elektrinės varžos pokytis veikiant išoriniam magnetiniam laukui.

Pagrindinis privalumas šio tipo– didelis saugomos informacijos kiekis ir maža saugomos informacijos vieneto kaina. Pagrindinis trūkumas yra judančių dalių buvimas, dideli matmenys, mažas patikimumas ir jautrumas išorinių poveikių(vibracija, smūgis, judėjimas ir kt.)

2. ROM pagrindu optinis principas informacijos saugojimas.

Šių įrenginių veikimo principas pagrįstas dalies terpės optinių savybių keitimu, pavyzdžiui, keičiant skaidrumo ar atspindžio laipsnį. ROM, paremto optiniu informacijos saugojimo principu, pavyzdys yra CD, DVD, BluRay diskai.

Pagrindinis šio tipo ROM privalumas yra maža laikmenos kaina, paprastas transportavimas ir galimybė replikuoti. Trūkumai - mažas greitis skaityti/rašyti, ribotas perrašymų skaičius, reikia skaitytuvo.

3. ROM pagrindu elektrinis principas informacijos saugojimas.

Šių prietaisų veikimo principas pagrįstas slenkstiniais efektais puslaidininkinėse konstrukcijose – galimybe saugoti ir fiksuoti krūvio buvimą izoliuotoje zonoje.

Šis principas naudojamas kietojo kūno atmintyje – atmintyje, kuriai duomenims nuskaityti/rašyti nereikia naudoti judančių dalių. ROM, pagrįsto elektriniu informacijos saugojimo principu, pavyzdys yra „flash“ atmintis.

Pagrindinis šio tipo ROM privalumas yra didelis skaitymo / rašymo greitis, kompaktiškumas, patikimumas ir efektyvumas. Trūkumai – ribotas perrašymų skaičius.

Šiuo metu egzistuoja arba yra kuriamos kitos, „egzotiškos“ nuolatinės atminties rūšys, pavyzdžiui:

Magnetinė-optinė atmintis– atmintis, jungianti optinės ir magnetinės atminties savybes. Į tokį diską rašoma kaitinant ląstelę lazeriu iki maždaug 200 o C temperatūros. Įkaitinta celė praranda magnetinį krūvį. Toliau elementą galima atvėsinti, o tai reikš, kad į elementą įrašomas loginis nulis, arba įkraunamas magnetine galvute, o tai reikš, kad į elementą įrašomas loginis.

Atvėsus, elemento magnetinio krūvio pakeisti negalima. Skaitymas atliekamas mažesnio intensyvumo lazerio spinduliu. Jei ląstelėse yra magnetinis krūvis, tada lazerio spindulys yra poliarizuotas, o skaitytuvas nustato, ar lazerio spindulys yra poliarizuotas. Dėl magnetinio krūvio „fiksavimo“ aušinimo metu magnetiniai-optiniai įrenginiai turi didelis patikimumas informacijos saugojimo ir teoriškai gali turėti didesnį įrašymo tankį nei ROM, remiantis tik magnetiniu informacijos saugojimo principu. Tačiau jie negali pakeisti „kietųjų“ diskų dėl labai mažo įrašymo greičio, kurį sukelia poreikis labai šildyti elementus.

Magnetinė-optinė atmintis nėra plačiai naudojama ir naudojama labai retai.

Molekulinė atmintis– atominės tunelinės mikroskopijos technologija paremta atmintis, leidžianti pašalinti arba pridėti prie molekulių atskirus atomus, kurių buvimą vėliau gali nuskaityti specialios jautrios galvutės. Ši technologija 1999 m. viduryje pristatė „Nanochip“ ir teoriškai leido pasiekti maždaug 40 Gbit/cm 2 pakuotės tankį, kuris yra dešimtis kartų didesnis nei esami serijiniai „kietųjų“ diskų pavyzdžiai, tačiau įrašymo greitis ir patikimumas technologijos yra per žemos, kad apie jas būtų galima kalbėti praktinis naudojimas molekulinė atmintis artimiausioje ateityje.

Holografinė atmintis– skiriasi nuo esamų labiausiai paplitusių nuolatinės atminties tipų, kuriuose įrašymui naudojamas vienas arba du paviršiniai sluoksniai, galimybe įrašyti duomenis per „visą“ atminties tūrį naudojant skirtingus lazerio kampus. Labiausiai tikėtina, kad tokio tipo atmintis yra naudojama ROM, pagrįsta optine informacijos saugykla, kur optiniai diskai su keliais informacijos sluoksniais nebėra naujovė.

Yra ir kitų, labai egzotiškų nuolatinės atminties tipų, bet net laboratorinėmis sąlygomis jie balansuoja ant mokslinės fantastikos slenksčio, todėl jų neminėsiu, palauksime ir pamatysime.