Shaxsiy kompyuterlar to'rtta ierarxik xotira darajasiga ega:

mikroprotsessor xotirasi;

asosiy xotira;

kesh xotirasini ro'yxatdan o'tkazish;

tashqi xotira.

Mikroprotsessor xotirasi yuqorida muhokama qilingan. Asosiy xotira boshqa kompyuter qurilmalari bilan ma'lumotlarni saqlash va tez almashish uchun mo'ljallangan. Xotira funktsiyalari:

boshqa qurilmalardan ma'lumot olish;

ma'lumotni eslab qolish;

mashinaning boshqa qurilmalariga so'rov bo'yicha ma'lumot berish.

Asosiy xotira ikki turdagi saqlash qurilmalarini o'z ichiga oladi:

ROM - faqat o'qish uchun xotira;

RAM - tasodifiy kirish xotira qurilmasi.

ROM doimiy dastur va ma'lumotnoma ma'lumotlarini saqlash uchun mo'ljallangan. Ma'lumotlar ishlab chiqarish jarayonida ROMga kiritiladi. ROMda saqlangan ma'lumotlar faqat o'qilishi mumkin, lekin o'zgartirilmaydi.

ROM quyidagilarni o'z ichiga oladi:

protsessorni boshqarish dasturi;

kompyuterni ishga tushirish va o'chirish dasturi;

kompyuterni har yoqqaningizda uning bloklarining to'g'ri ishlashini tekshiradigan qurilmani sinovdan o'tkazish dasturlari;

displey, klaviatura, printer, tashqi xotirani boshqarish dasturlari;

operatsion tizim diskda joylashgan joy haqida ma'lumot.

ROM doimiy xotira bo'lib, quvvat o'chirilganda ma'lumot unda saqlanadi.

RAM joriy davrda kompyuter tomonidan amalga oshiriladigan axborot va hisoblash jarayonida bevosita ishtirok etadigan ma'lumotlarni (dasturlar va ma'lumotlar) onlayn qayd etish, saqlash va o'qish uchun mo'ljallangan.

Operativ xotiraning asosiy afzalliklari uning yuqori tezligi va har bir xotira katakchasiga alohida kirish imkoniyatidir (xotiraga bevosita kirish). Barcha xotira kataklari 8 bitli (1 bayt) guruhlarga birlashtirilgan, har bir bunday guruhga kirish mumkin bo'lgan manzil mavjud.

RAM o'zgaruvchan xotira bo'lib, quvvat o'chirilganda undagi ma'lumotlar o'chiriladi.

Zamonaviy kompyuterlarda xotira hajmi odatda 8-128 MB ni tashkil qiladi. Xotira hajmi kompyuterning muhim xarakteristikasi bo'lib, u dasturlarning tezligi va ishlashiga ta'sir qiladi.

ROM va operativ xotiradan tashqari, anakartda doimiy ravishda batareyasi bilan quvvatlanadigan doimiy CMOS xotirasi ham mavjud. U har safar tizim yoqilganda tekshiriladigan kompyuter konfiguratsiya sozlamalarini saqlaydi. Bu yarim doimiy xotira. Kompyuter konfiguratsiyasi sozlamalarini o'zgartirish uchun BIOS kompyuterni sozlash dasturini o'z ichiga oladi - SETUP.

Operativ xotiraga kirishni tezlashtirish uchun mikroprotsessor va operativ xotira "orasida" joylashgan maxsus o'ta tezkor kesh xotirasi qo'llaniladi, u operativ xotiraning eng ko'p ishlatiladigan bo'limlarining nusxalarini saqlaydi. Kesh registrlari foydalanuvchi uchun ochiq emas.

Kesh-xotira mikroprotsessor olgan ma'lumotlarni saqlaydi va uning ishining keyingi davrlarida foydalanadi. Tez kirish ushbu ma'lumotlarga kirish dasturning keyingi buyruqlarini bajarish vaqtini qisqartirish imkonini beradi.

MP 80486 dan boshlab mikroprotsessorlar o'zlarining o'rnatilgan kesh xotirasiga ega. Pentium va Pentium Pro mikroprotsessorlarida ma'lumotlar uchun alohida va ko'rsatmalar uchun alohida kesh xotira mavjud. Barcha mikroprotsessorlar ustida joylashgan qo'shimcha kesh xotiradan foydalanishi mumkin anakart hajmi bir necha MB ga etishi mumkin bo'lgan mikroprotsessordan tashqarida. Tashqi xotira kompyuterning tashqi qurilmalarini nazarda tutadi va muammolarni hal qilish uchun zarur bo'lgan har qanday ma'lumotlarni uzoq muddatli saqlash uchun ishlatiladi. Xususan, barcha kompyuter dasturlari tashqi xotirada saqlanadi.

Tashqi xotira qurilmalari - tashqi xotira qurilmalari juda xilma-xildir. Ularni ommaviy axborot vositalarining turi, dizayn turi bo'yicha, ma'lumotlarni yozib olish va o'qish printsipi, kirish usuli va boshqalar bo'yicha tasniflash mumkin.

Eng keng tarqalgan tashqi xotira qurilmalari:

qattiq magnit disklar (HDD);

floppy magnit disklar (FMD);

optik disk drayvlar (CD-ROM).

Kamdan kam hollarda, kassetali magnit lentadagi saqlash moslamalari - strimerlar shaxsiy kompyuterda tashqi xotira qurilmalari sifatida ishlatiladi.

Disk drayvlar magnit yoki optik vositalardan o'qish va yozish uchun qurilmalardir. Ushbu drayverlarning maqsadi katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlash, saqlangan ma'lumotlarni so'rov bo'yicha tasodifiy xotira qurilmasiga yozib olish va chiqarishdir.

Qattiq disklar va tekis disklar faqat dizayni, saqlangan ma'lumotlarning hajmi va ma'lumotlarni qidirish, yozib olish va o'qish vaqti bilan farqlanadi.

Magnit disklar uchun saqlash vositasi sifatida ikkita magnit holatni - magnitlanishning ikkita yo'nalishini qayd etish imkonini beruvchi maxsus xususiyatlarga ega magnit materiallar qo'llaniladi. Ushbu holatlarning har biriga 0 va 1 ikkilik raqamlari beriladi. Magnit disklardagi ma'lumotlar konsentrik doiralar - treklar (treklar) bo'ylab magnit boshlar tomonidan yoziladi va o'qiladi. Diskdagi treklar soni va ularning axborot sig'imi disk turiga, haydovchi dizayniga, magnit boshlarning sifatiga va magnit qoplamaga bog'liq. Har bir trek sektorlarga bo'lingan. Bir sektor odatda 512 bayt ma'lumotga ega. Magnit disk drayveri va operativ xotira o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi sektorlarning butun soni bo'yicha ketma-ket amalga oshiriladi. Qattiq magnit disk uchun silindr tushunchasi ham qo'llaniladi - disk markazidan bir xil masofada joylashgan treklar to'plami.

Disklar to'g'ridan-to'g'ri kirish xotirasi sifatida tasniflanadi. Bu shuni anglatadiki, kompyuter kerakli ma'lumotlarga ega bo'lim boshlanadigan yoki yangi ma'lumot yozilishi kerak bo'lgan trekka to'g'ridan-to'g'ri, haydovchining yozish va o'qish boshi joylashgan joyda kirishi mumkin.

Barcha disklar - ham magnit, ham optik - ularning diametri (form faktor) bilan tavsiflanadi. Moslashuvchan magnit disklardan eng ko'p qo'llaniladigan diametri 3,5 (89 mm) bo'lgan disklardir. Ushbu drayverlarning sig'imi 1,2 va 1,44 MB.

Qattiq magnit disklar "qattiq disklar" deb ataladi. Bu atama har birida 30 sektordan iborat 30 ta trekka ega bo'lgan, tasodifan Vinchester ov miltig'ining kalibriga to'g'ri keladigan qattiq diskning birinchi modelining jargon nomidan kelib chiqqan. Qattiq diskning saqlash hajmi MB va GB bilan o'lchanadi.

Yaqinda yangi magnit disklar - ZIP disklar - 230-280 MB sig'imli portativ qurilmalar paydo bo'ldi.

So'nggi yillarda optik disklar (CD-ROM) eng keng tarqalgan. Kichik o'lchamlari, yuqori quvvati va ishonchliligi tufayli bu drayvlar tobora ommalashib bormoqda. Optik disklarning sig'imi 640 MB va undan yuqori.

Optik disklar qayta yozilmaydigan lazer-disklarga bo'linadi. optik disklar, qayta yoziladigan lazer-optik disklar va qayta yoziladigan magnit-optik disklar. Qayta yozilmaydigan disklar ishlab chiqaruvchilar tomonidan allaqachon yozilgan ma'lumotlar bilan ta'minlanadi. Ular bo'yicha ma'lumotlarni yozib olish faqat laboratoriya sharoitida, kompyuterdan tashqarida mumkin.

Asosiy xarakteristikasi - axborot sig'imidan tashqari, disk drayverlari ikkita vaqt ko'rsatkichlari bilan ham tavsiflanadi:

kirish vaqti;

ketma-ket baytlarni o'qish tezligi.

Doimiy xotira (ROM)

Ma'lumotlarsiz saqlaydigan xotira turi mavjud elektr toki, bu ROM (Faqat o'qish xotirasi) yoki ba'zida u o'zgarmas xotira deb ataladi, tizimni saqlash uchun ishlatiladi va qo'shimcha dasturlar, uchun mo'ljallangan doimiy foydalanish ma'lumotni o'zgartirish yoki o'chirishga imkon bermaydigan mikroprotsessor.

ROM (faqat o'qish uchun xotira) - bu kompyuterni ishlab chiqarish jarayonida yozib olingan dasturlar va ma'lumotlarni o'z ichiga olgan va kompyuter yoqilgan va ishga tushirilgandan so'ng qurilmalarni ichki sinovdan o'tkazish uchun foydalaniladigan anakartdagi chip. operatsion tizim RAMga. Ushbu mikrodasturlar majmuasi BIOS (Basic Input-Output System) - asosiy kiritish-chiqarish tizimi deb ataladi. BIOS-da kompyuter konfiguratsiyasini o'rnatish dasturi (SETUP) mavjud. Bu sizga kompyuter qurilmalarining ba'zi xususiyatlarini o'rnatish imkonini beradi (video kontroller, qattiq disklar va floppi drayvlar turi, ko'pincha operativ xotira bilan ishlash rejimlari, yuklashda parol so'rash).

Ma'lumotlar ishlab chiqarish jarayonida ROMga yoziladi. Buning uchun fotosensitiv materialga qo'llaniladigan ma'lum bir bit to'plamiga ega bo'lgan stencil tayyorlanadi, so'ngra sirtning qismlari chiziladi.

Lar bor:

PROMlar (Programmable ROMs) 70-yillarning oxirida Texas Instruments deb nomlangan kompaniya tomonidan ishlab chiqilgan. Boshqacha aytganda, ish sharoitida dasturlash mumkin. Bunday ROMlar odatda bir qator kichik o'tish moslamalarini o'z ichiga oladi. Unda kerakli satr va ustunni tanlab, ma'lum bir jumperni yoqish va keyin biriktirish mumkin yuqori kuchlanish mikrosxemaning ma'lum bir piniga.

EPROM (o'chiriladigan programlanadigan ROM) maxsus qurilmadan foydalanganda ish sharoitida dasturlash va ma'lumotlarni o'chirish imkonini beradi. Buning uchun chip 15 daqiqa davomida ma'lum bir to'lqin uzunligiga ega kuchli ultrabinafsha nuriga ta'sir qiladi.

EEPROM (Elektron tayyor dasturlashtirilgan ROM), shuningdek, o'chiriladigan EPROM, lekin EPROMlardan farqli o'laroq, ular impulslarni qo'llash orqali qayta dasturlashtirilishi mumkin va maxsus qo'shimcha qurilmalarni talab qilmaydi. Ammo ular ancha kam quvvat bilan 10 barobar sekin ishlaydi va qimmatroq.

Flash xotira o'chiriladi va bloklarga yoziladi. U bosilgan elektron platalarda ishlab chiqariladi va bir necha o'nlab megabaytgacha sig'imga ega.

Kompyuterning anakartiga o'rnatilgan modullar va ROM kartridjlari, qoida tariqasida, 128 KB dan oshmaydigan sig'imga ega. Doimiy xotiraning unumdorligi tasodifiy kirish xotirasiga qaraganda pastroqdir, shuning uchun unumdorlikni oshirish uchun ROM tarkibi RAMga ko'chiriladi va faqat ushbu nusxa, soya ROM deb ham ataladi, to'g'ridan-to'g'ri ish paytida ishlatiladi.

“Hozirgi vaqtda shaxsiy kompyuterlar “yarim doimiy”, qayta dasturlanadigan xotira qurilmalari – flesh-xotiradan foydalanmoqda. Flash xotira modullari yoki kartalar to'g'ridan-to'g'ri anakart ulagichlariga o'rnatilishi mumkin va quyidagi parametrlarga ega: sig'imi 512 MB gacha (BIOS ROM 128 KBgacha foydalanadi), o'qishga kirish vaqti 0,035 -- 0,2 mks, har baytga yozish vaqti 2 -- 10 mks. Fleshli xotira doimiy xotira qurilmasidir. Bunday xotiraga misol sifatida NVRAM -- 500 KB/s yozish tezligiga ega bo'lmagan uchuvchan operativ xotirani keltirish mumkin. Odatda, ma'lumotni qayta yozish uchun maxsus flesh-xotira kiritishiga dasturlash kuchlanishini (12 V) qo'llash kerak, bu ma'lumotni tasodifan o'chirish imkoniyatini yo'q qiladi. Flash xotirani qayta dasturlash to'g'ridan-to'g'ri floppi diskdan yoki maxsus kontroller mavjud bo'lsa, shaxsiy kompyuter klaviaturasidan yoki shaxsiy kompyuterga ulangan tashqi dasturchidan amalga oshirilishi mumkin. Flash xotira juda yuqori tezlikda, ixcham, muqobil NMD saqlash qurilmalarini - "qattiq holatdagi disklarni" yaratishda ham, BIOS dasturlarini saqlaydigan ROMni almashtirishda ham juda foydali bo'lishi mumkin, bu sizga ushbu dasturlarni yangilash va to'g'ridan-to'g'ri yangilariga almashtirish imkonini beradi. "floppi disk". Kompyuterni yangilashda versiya" [Elektron resurs] URL: http://library.tuit.uz/skanir_knigi/book/vich_sistemi/viches_sist_2.htm (Kirish sanasi: 15.05.2013).

Qiyosiy xususiyatlar RAM va ROM

2-jadval Qiyosiy xarakteristikalar.

“Jismoniy jihatdan operativ xotira turidagi xotira qurilmasini yaratish uchun dinamik va statik xotira chiplari qo‘llaniladi, buning uchun ma’lumotni bir oz tejash tejashni anglatadi. elektr zaryadi(bu barcha operativ xotiraning o'zgaruvchanligini, ya'ni kompyuter o'chirilganda unda saqlangan barcha ma'lumotlarning yo'qolishini tushuntiradi).

Operativ xotira elementlarda jismoniy bajariladi dinamik RAM, va nisbatan tez mikroprotsessor bilan nisbatan sekin ishlaydigan qurilmalarning (bizning holatlarimizda dinamik operativ xotira) ishlashini muvofiqlashtirish uchun statik operativ xotira hujayralaridan tuzilgan funktsional mo'ljallangan kesh xotirasi qo'llaniladi. Shunday qilib, kompyuterlar bir vaqtning o'zida ikkala turdagi operativ xotirani o'z ichiga oladi. Jismoniy jihatdan tashqi kesh xotirasi, shuningdek, platalardagi mikrosxemalar ko'rinishida amalga oshiriladi, ular anakartdagi mos keladigan uyalarga o'rnatiladi" Nikolaeva V.A. Kompyuter fanlari va axborot texnologiyalari. [Elektron resurs] URL: http://www.junior.ru/wwwexam/pamiat/pamiat4.htm (kirish sanasi: 05/15/2013).

Faqat o'qish uchun xotira yoki faqat o'qish uchun saqlash qurilmasi (ROM yoki ROM, inglizcha) Dasturlarni saqlash uchun xizmat qiladi bootstrap kompyuter va uning komponentlarini sinash. Faqat o'qish uchun ishlatiladi. U o'zgaruvchan emas, ya'ni unda yozilgan ma'lumotlar kompyuter o'chirilgandan keyin o'zgarmaydi.

· Kirish turi bo'yicha:

· Parallel kirish (parallel rejim yoki tasodifiy kirish) bilan: bunday ROMga tizimda RAM manzil maydonida kirish mumkin. Masalan, K573RF5;

· Ketma-ket kirish bilan: bunday ROMlar ko'pincha protsessor yoki FPGA ga doimiy yoki proshivkani bir martalik yuklash uchun ishlatiladi, TV kanal sozlamalarini saqlash uchun ishlatiladi va hokazo. Masalan, 93S46, AT17LV512A.

· Mikrosxemalarni dasturlash usuli bo'yicha (ularga proshivka yozish):

· Dasturlashtirilmaydigan ROMlar;

· ROMlar faqat maxsus qurilma – ROM dasturchi yordamida dasturlashtirilgan (ham bir marta, ham qayta-qayta yonib turadi). Dasturchidan foydalanish, xususan, maxsus terminallarga nostandart va nisbatan yuqori kuchlanishlarni (+/- 27 V gacha) etkazib berish uchun zarurdir.

· O'chirish (qayta) dasturlashtiriladigan ROMlar (ISP, tizim ichidagi dasturlash) - bunday mikrosxemalar barcha kerakli yuqori kuchlanish generatoriga ega va ularni dasturchisiz va hatto lehimsiz ham qayta yoqish mumkin. bosilgan elektron plata, dasturiy jihatdan.

Boshqaruv mikroprogrammasi ko'pincha doimiy xotirada saqlanadi texnik qurilma: televizor, Mobil telefon, turli kontrollerlar yoki kompyuter (BIOS yoki SPARC mashinalarida OpenBoot).

RAMning maqsadi va xususiyatlari.

Tasodifiy kirish xotirasi yoki tasodifiy kirish xotirasi (RAM) yoki RAM, ingliz) U protsessorning qayta ishlash operatsiyalari davomida o'zgarib turadigan ma'lumotlarni saqlash uchun mo'ljallangan. Ma'lumotni o'qish va yozish uchun ishlatiladi. U o'zgaruvchan, ya'ni barcha ma'lumotlar faqat kompyuter yoqilganda ushbu xotirada saqlanadi.

Jismoniy jihatdan operativ xotira tipidagi saqlash moslamasini qurish uchun dinamik va statik xotira chiplari qo'llaniladi, ular uchun ma'lumotni bir oz tejash elektr zaryadini tejashni anglatadi (bu barcha operativ xotiraning o'zgaruvchanligini, ya'ni xotirada saqlangan barcha ma'lumotlarning yo'qolishini tushuntiradi. kompyuter o'chirilganida).

Kompyuterning operativ xotirasi dinamik operativ xotira elementlarida jismoniy bajariladi va nisbatan sekin ishlaydigan qurilmalarning (bizning holimizda dinamik operativ xotira) ishini nisbatan tez mikroprotsessor bilan muvofiqlashtirish uchun statik operativ xotira hujayralaridan tuzilgan funksional loyihalashtirilgan kesh xotiradan foydalaniladi. Shunday qilib, kompyuterlar bir vaqtning o'zida ikkala turdagi operativ xotirani o'z ichiga oladi. Jismoniy jihatdan tashqi kesh xotirasi shuningdek, anakartdagi mos keladigan uyalarga o'rnatilgan platalardagi mikrosxemalar ko'rinishida amalga oshiriladi.

Kompyuterning asosiy elementlari.

Strukturaviy ravishda, shaxsiy kompyuterlar markaziy tizim bloki shaklida ishlab chiqariladi, ular ulagichlar - bo'g'inlar orqali ulanadi. tashqi qurilmalar: qo'shimcha xotira birliklari, klaviatura, displey, printer va boshqalar.

Tizimli blok odatda o'z ichiga oladi tizim platasi, quvvat manbai, disk drayverlari, qo'shimcha qurilmalar uchun ulagichlar va boshqaruvchilar bilan kengaytirish kartalari - tashqi qurilmalar uchun adapterlar.

Faqat o'qish xotirasi (ROM) - o'zgarmas xotira, o'zgarmas ma'lumotlar majmuasini saqlash uchun ishlatiladi.

Doimiy xotiralar qurilmaning butun faoliyati davomida o'zgarmagan ma'lumotlarni saqlash uchun mo'ljallangan. Besleme kuchlanishi olib tashlanganda bu ma'lumot yo'qolmaydi.

Shuning uchun ROMda faqat ma'lumotni o'qish rejimi mumkin va o'qish uni yo'q qilish bilan birga kelmaydi.

ROM sinfi bir hil emas va yuqorida aytib o'tilganidek, bir nechta mustaqil kichik sinflarga bo'linishi mumkin. Biroq, ushbu kichik sinflarning barchasi ma'lumotni taqdim etishning bir xil printsipidan foydalanadi. ROMdagi ma'lumotlar manzil (A) va ma'lumotlar avtobuslari o'rtasida aloqa mavjudligi yoki yo'qligi ko'rinishida ifodalanadi. Shu ma'noda, ROM ning EZE dinamik operativ xotiraning EZE ga o'xshaydi, bunda xotira kondansatörü Cn qisqa tutashuvga ega yoki kontaktlarning zanglashiga olib kiradi.

2. ROM rivojlanishining tarixiy xronologiyasi. Uning mazmunini yozib olish/qayta yozish tamoyiliga asoslangan ROM texnologiyalari: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, fleshROM. Ushbu texnologiyalarning xususiyatlarini va hujayralar tuzilishini ko'rsatadigan chizmalarni taqdim eting.

Ko'pincha, turli xil ilovalarda, qurilmaning ishlashi davomida o'zgarmas ma'lumotlarni saqlash kerak. Bu mikrokontrollerlardagi dasturlar, kompyuterlardagi yuklash moslamalari va BIOS, signal protsessorlaridagi raqamli filtr koeffitsientlari jadvallari kabi ma'lumotlar. Deyarli har doim bu ma'lumot bir vaqtning o'zida talab qilinmaydi, shuning uchun doimiy ma'lumotlarni saqlash uchun eng oddiy qurilmalar multipleksorlarda qurilishi mumkin. Bunday doimiy saqlash qurilmasining diagrammasi 1-rasmda ko'rsatilgan.

1-rasm. Multipleksorga asoslangan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira sxemasi.

Ushbu sxemada sakkizta bitta bitli hujayradan iborat faqat o'qish uchun xotira qurilmasi qurilgan. Muayyan bitni bitta raqamli katakka saqlash simni quvvat manbaiga lehimlash (bir yozish) yoki simni korpusga muhrlash (nolni yozish) orqali amalga oshiriladi. Yoniq elektron sxemalar bunday qurilma 2-rasmda ko'rsatilganidek belgilanadi.

Shakl 2. O'chirish diagrammalarida doimiy saqlash moslamasining belgilanishi.

ROM xotira hujayrasining sig'imini oshirish uchun ushbu mikrosxemalarni parallel ravishda ulash mumkin (chiqishlar va yozilgan ma'lumotlar tabiiy ravishda mustaqil bo'lib qoladi). Bir bitli ROMlarning parallel ulanish diagrammasi 3-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 3. Ko'p bitli ROM sxemasi.

Haqiqiy ROMlarda ma'lumot chip ishlab chiqarishning oxirgi operatsiyasi - metallizatsiya yordamida qayd etiladi. Metallizatsiya niqob yordamida amalga oshiriladi, shuning uchun bunday ROMlar deyiladi ROM-larni maskalash. Haqiqiy mikrosxemalar va yuqorida keltirilgan soddalashtirilgan model o'rtasidagi yana bir farq - multipleksorga qo'shimcha ravishda demultipleksatordan foydalanishdir. Ushbu yechim bir o'lchovli saqlash strukturasini ko'p o'lchovliga aylantirish imkonini beradi va shu bilan ROM pallasida ishlashi uchun zarur bo'lgan dekoder pallasining hajmini sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu holat quyidagi rasmda ko'rsatilgan:

Shakl 4. Maskali faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira qurilmasining sxemasi.

Niqobli ROMlar 5-rasmda ko'rsatilganidek, sxemalarda tasvirlangan. Ushbu chipdagi xotira kataklarining manzillari A0 ... A9 pinlari bilan ta'minlangan. Chip CS signali bilan tanlanadi. Ushbu signaldan foydalanib, siz ROM hajmini oshirishingiz mumkin (RAMni muhokama qilishda CS signalidan foydalanish misoli keltirilgan). Mikrosxema RD signali yordamida o'qiladi.

Shakl 5. Elektr sxemalarida maskalangan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira qurilmasining belgilanishi.

Niqob ROMni dasturlash ishlab chiqaruvchining zavodida amalga oshiriladi, bu kichik va o'rta ishlab chiqarish partiyalari uchun juda noqulay, qurilmani ishlab chiqish bosqichini eslatib o'tmaydi. Tabiiyki, keng miqyosli ishlab chiqarish uchun maskali ROMlar eng arzon ROM turidir va shuning uchun hozirgi vaqtda keng qo'llaniladi. Kichik va o'rta o'lchamdagi radiotexnika seriyali ishlab chiqarish uchun maxsus qurilmalarda - dasturchilarda dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan mikrosxemalar ishlab chiqilgan. Ushbu chiplarda xotira matritsasidagi o'tkazgichlarning doimiy ulanishi polikristalli kremniydan yasalgan erituvchi bog'lanishlar bilan almashtiriladi. Mikrosxemani ishlab chiqarish jarayonida barcha o'tish moslamalari amalga oshiriladi, bu barcha xotira hujayralariga mantiqiy birliklarni yozishga teng. Dasturlash jarayonida mikrosxemaning quvvat pinlari va chiqishlariga ko'tarilgan quvvat beriladi. Bunday holda, agar mikrosxemaning chiqishiga ta'minot kuchlanishi (mantiqiy birlik) qo'llanilsa, u holda jumper orqali oqim o'tmaydi va o'tish moslamasi buzilmagan holda qoladi. Agar mikrosxemaning chiqishiga past kuchlanish darajasi qo'llanilsa (korpusga ulangan), u holda o'tish moslamasi orqali oqim o'tadi, bu o'tish moslamasini bug'laydi va keyinchalik ma'lumot ushbu hujayradan o'qilganda mantiqiy nol bo'ladi. o'qing.

Bunday mikrosxemalar deyiladi dasturlashtiriladigan ROM (PROM) va sxemalar 6-rasmda ko'rsatilganidek tasvirlangan. Misol tariqasida 155PE3, 556RT4, 556RT8 va boshqalarni mikrosxemalarni nomlashimiz mumkin.

Shakl 6. Elektr sxemalarida dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotirani belgilash.

Dasturlashtiriladigan ROMlar kichik va o'rta ishlab chiqarish uchun juda qulay ekanligini isbotladi. Biroq, radioelektron qurilmalarni ishlab chiqishda ko'pincha ROMda yozilgan dasturni o'zgartirish kerak bo'ladi. Bunday holda, EPROMni qayta ishlatish mumkin emas, shuning uchun ROM yozib olingandan so'ng, xato yoki oraliq dastur mavjud bo'lsa, uni tashlab yuborish kerak, bu tabiiy ravishda apparatni ishlab chiqish xarajatlarini oshiradi. Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun o'chirilishi va qayta dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan boshqa turdagi ROM ishlab chiqildi.

UV o'chiriladigan ROM ichki tuzilishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan xotira kataklariga qurilgan saqlash matritsasi asosida qurilgan:

Shakl 7. UV- va elektr bilan o'chiriladigan ROM xotira xujayrasi.

Hujayra MOS tranzistoridir, unda eshik polikristalli kremniydan qilingan. Keyinchalik, mikrosxemani ishlab chiqarish jarayonida bu eshik oksidlanadi va natijada u kremniy oksidi - mukammal izolyatsion xususiyatlarga ega dielektrik bilan o'ralgan bo'ladi. Ta'riflangan hujayrada, ROM butunlay o'chirilgan holda, suzuvchi eshikda hech qanday zaryad yo'q va shuning uchun tranzistor oqim o'tkazmaydi. Mikrosxemani dasturlashda suzuvchi darvoza ustida joylashgan ikkinchi eshikka yuqori kuchlanish qo'llaniladi va tunnel effekti tufayli suzuvchi eshikka zaryadlar induktsiya qilinadi. Suzuvchi eshikdagi dasturlash kuchlanishi olib tashlangandan so'ng, induktsiyalangan zaryad qoladi va shuning uchun tranzistor o'tkazuvchan holatda qoladi. Suzuvchi darvozadagi zaryad o'nlab yillar davomida saqlanishi mumkin.

Strukturaviy sxema faqat o'qish xotirasi ilgari tasvirlangan ROM niqobidan farq qilmaydi. Jumper o'rniga ishlatiladigan yagona narsa yuqorida tavsiflangan hujayradir. Qayta dasturlashtiriladigan ROMlarda oldindan yozib olingan ma'lumotlar ultrabinafsha nurlanish yordamida o'chiriladi. Bu yorug'likning yarim o'tkazgich kristaliga erkin o'tishi uchun chip korpusiga kvarts oynasi o'rnatilgan.

Mikrosxema nurlantirilganda, kremniy oksidining izolyatsion xususiyatlari yo'qoladi va suzuvchi eshikdan to'plangan zaryad yarimo'tkazgich hajmiga oqib o'tadi va xotira xujayrasining tranzistori o'chirilgan holatga o'tadi. Mikrosxemani o'chirish vaqti 10 dan 30 minutgacha.

Mikrosxemalarning yozishni o'chirish davrlari soni 10 dan 100 martagacha o'zgarib turadi, shundan so'ng mikrosxema ishlamay qoladi. Bu ultrabinafsha nurlanishning zararli ta'siri bilan bog'liq. Bunday mikrosxemalarga misol sifatida Rossiya ishlab chiqarishining 573 seriyali mikrosxemalarini, xorijiy ishlab chiqarishning 27cXXX seriyali mikrosxemalarini nomlashimiz mumkin. Ushbu chiplar ko'pincha umumiy maqsadli kompyuterlar uchun BIOS dasturlarini saqlaydi. Chiroqli ROMlar 8-rasmda ko'rsatilganidek, sxemalarda tasvirlangan.

Shakl 8. O'chirish sxemalarida qayta dasturlanadigan faqat o'qish uchun mo'ljallangan xotira qurilmasining belgilanishi.

Shunday qilib, kvarts oynasi bo'lgan holatlar juda qimmat, shuningdek, EPROM-dan ma'lumotlarni elektr bilan o'chirish yo'llarini izlashga olib kelgan yozishni o'chirish tsikllarining kam soni. Bu yo'lda juda ko'p qiyinchiliklarga duch keldik, ular amalda hal qilindi. Hozirgi vaqtda ma'lumotni elektr o'chiruvchi mikrosxemalar juda keng tarqalgan. Saqlash xujayrasi sifatida ular ROMdagi kabi bir xil hujayralardan foydalanadilar, ammo ular elektr potentsiali bilan o'chiriladi, shuning uchun bu mikrosxemalar uchun yozishni o'chirish davrlari soni 1 000 000 martaga etadi. Bunday mikrosxemalarda xotira katakchasini o'chirish vaqti 10 ms gacha kamayadi. Bunday mikrosxemalarni boshqarish sxemasi murakkab bo'lib chiqdi, shuning uchun ushbu mikrosxemalarni ishlab chiqishning ikkita yo'nalishi paydo bo'ldi:

2. FLASH ROM

Elektr bilan o'chiriladigan PROMlar qimmatroq va hajmi jihatidan kichikroq, ammo ular har bir xotira katakchasini alohida qayta yozishga imkon beradi. Natijada, bu mikrosxemalarda yozishni o'chirishning maksimal soni mavjud. Elektr bilan o'chiriladigan ROMni qo'llash sohasi quvvat o'chirilganda o'chirilmasligi kerak bo'lgan ma'lumotlarni saqlashdir. Bunday mikrosxemalarga mahalliy 573RR3, 558RR mikrosxemalar va 28cXX seriyali xorijiy mikrosxemalar kiradi. Elektr bilan o'chiriladigan ROMlar 9-rasmda ko'rsatilganidek, diagrammalarda ko'rsatilgan.

9-rasm. Elektr bilan o'chiriladigan faqat o'qiladigan xotira qurilmasining sxemalar bo'yicha belgilanishi.

So'nggi paytlarda mikrosxemalarning tashqi oyoqlari sonini kamaytirish orqali EEPROM hajmini kamaytirish tendentsiyasi kuzatildi. Buning uchun manzil va ma'lumotlar chipga va undan orqali uzatiladi ketma-ket port. Bunday holda, ikkita turdagi ketma-ket portlar qo'llaniladi - SPI porti va I2C porti (mos ravishda 93cXX va 24cXX seriyali mikrosxemalar). 24cXX xorijiy seriyasi mahalliy 558PPX mikrosxemalar seriyasiga mos keladi.

FLASH - ROMlar EEPROM lardan farq qiladi, chunki o'chirish har bir hujayrada alohida emas, balki butun mikrosxemada yoki EEPROMda bo'lgani kabi ushbu mikrosxemaning xotira matritsasi blokida amalga oshiriladi.

10-rasm. FLASH xotiraning sxemalar bo'yicha belgilanishi.

Doimiy saqlash qurilmasiga kirishda siz avval manzillar shinasidagi xotira katakchasi manzilini belgilashingiz kerak, so'ngra chipdan o'qish operatsiyasini bajarishingiz kerak. Ushbu vaqt diagrammasi 11-rasmda ko'rsatilgan.

Shakl 11. ROMdan ma'lumotni o'qish uchun vaqt diagrammasi.

11-rasmda o'qlar boshqaruv signallarini yaratish ketma-ketligini ko'rsatadi. Bu rasmda RD - o'qish signali, A - hujayra manzilini tanlash signallari (chunki manzil shinasidagi alohida bitlar turli qiymatlarni olishi mumkin, bir va nol holatga o'tish yo'llari ko'rsatilgan), D - o'qilgan chiqish ma'lumoti tanlangan ROM hujayradan.

· ROM- (inglizcha) faqat o'qish uchun xotira, faqat o'qish uchun xotira), niqob ROM, zavod usulida ishlab chiqariladi. Kelajakda yozib olingan ma'lumotlarni o'zgartirish imkoniyati yo'q.

· BITIRUV KECHASI- (inglizcha) faqat o'qish uchun dasturlashtiriladigan xotira, dasturlashtiriladigan ROM (BITIRUV KECHASI)) - ROM, bir marta foydalanuvchi tomonidan "miltillagan".

· EPROM- (inglizcha) o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira, qayta dasturlanadigan/qayta dasturlashtiriladigan ROM (EPROM/RPZU)). Misol uchun, K537RF1 chipining tarkibi ultrabinafsha chiroq yordamida o'chirildi. Ultrabinafsha nurlarning kristallga o'tishi uchun mikrosxemaning korpusida kvarts oynasi bo'lgan oyna o'rnatilgan.

· EEPROM- (inglizcha) elektr o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira, elektr bilan o'chiriladi, qayta dasturlashtiriladi ROM). Ushbu turdagi xotira bir necha o'n minglab marta o'chirilishi va ma'lumotlar bilan to'ldirilishi mumkin. Qattiq holatdagi drayvlarda qo'llaniladi. EEPROM ning bir turi flesh xotira(inglizcha) flesh xotira).

· flashROM - (inglizcha) faqat o'qish uchun mo'ljallangan flesh xotira) yarimo'tkazgichli elektr qayta dasturlanadigan xotira (EEPROM) texnologiyasining bir turi. Xuddi shu so'z elektron sxemalarda ushbu yarimo'tkazgich texnologiyasiga asoslangan mikrosxemalar ko'rinishidagi doimiy saqlash qurilmalari uchun texnologik jihatdan to'liq echimlarni belgilash uchun ishlatiladi. Kundalik hayotda bu ibora qattiq holatdagi axborotni saqlash qurilmalarining keng sinfiga tegishli.

ROM turlari

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

1. ROM asosida magnit printsipi axborotni saqlash.

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

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

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

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

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

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

2. ROM asosida optik printsip axborotni saqlash.

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

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

3. ROM asosida elektr printsipi axborotni saqlash.

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

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

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

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

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

Sovutgandan so'ng, hujayraning magnit zaryadini o'zgartirib bo'lmaydi. O'qish pastroq intensivlikdagi lazer nurlari bilan amalga oshiriladi. Agar hujayralar magnit zaryadga ega bo'lsa, unda lazer nuri qutblangan bo'lib, o'quvchi lazer nurining qutblanganligini aniqlaydi. Sovutish paytida magnit zaryadning "fiksatsiyalanishi" tufayli magnit-optik qurilmalar yuqori ishonchlilik axborotni saqlash va nazariy jihatdan faqat axborotni saqlashning magnit printsipiga asoslangan ROMdan kattaroq yozuv zichligiga ega bo'lishi mumkin. Biroq, hujayralarni yuqori isitish zarurati tufayli ro'yxatga olish tezligi juda past bo'lganligi sababli ular "qattiq" disklarni almashtira olmaydi.

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

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

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

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