Peranti storan baca sahaja (ROM). Jenis ROM Fungsi ROM yang paling penting ialah

Semua peranti ingatan baca sahaja (ROM) boleh dibahagikan kepada kumpulan berikut:

● boleh diprogramkan semasa pembuatan (ditetapkan sebagai ROM atau ROM);

● dengan pengaturcaraan sekali, membenarkan pengguna menukar keadaan matriks memori secara elektrik mengikut program tertentu (ditetapkan sebagai PROM atau PROM);

● boleh diprogram semula (boleh diprogram semula), dengan kemungkinan pengaturcaraan semula elektrik berbilang, dengan pemadaman elektrik atau ultraviolet maklumat (dirujuk sebagai RPROM atau RPROM).

Untuk menyediakan keupayaan untuk menggabungkan output apabila mengembangkan memori, semua ROM mempunyai output tiga keadaan atau output pengumpul terbuka.

(xtypo_quote) Dalam EEPROM, pemacu dibina pada sel storan dengan pautan boleh lebur yang diperbuat daripada nichrome atau bahan refraktori lain. Proses rakaman terdiri daripada membakar pautan boleh melebur secara terpilih. (/xtypo_quote)
Dalam ROM, sel storan dibina berdasarkan teknologi MOS. Pelbagai fenomena fizikal penyimpanan cas di sempadan antara dua media dielektrik yang berbeza atau medium pengalir dan dielektrik digunakan.

Dalam kes pertama, dielektrik di bawah pintu transistor MOS diperbuat daripada dua lapisan: silikon nitrida dan silikon dioksida (SiN 4 - SiO 2). Telah didapati bahawa dalam struktur kompleks SiN 4 - SiO 2, apabila voltan elektrik berubah, histeresis caj berlaku pada antara muka antara dua lapisan, yang memungkinkan untuk mencipta sel memori.

Dalam kes kedua, asas sel memori ialah transistor MOSFET suntikan salji dengan pintu terapung (AFL MOS). Struktur dipermudahkan transistor sedemikian ditunjukkan dalam Rajah. 3.77.
Dalam transistor suntikan runtuhan salji dengan pintu terapung, pada voltan longkang yang cukup tinggi, pecahan salji boleh balik bagi dielektrik berlaku, dan pembawa cas disuntik ke dalam kawasan pintu terapung. Oleh kerana pintu terapung dikelilingi oleh dielektrik, arus bocor adalah kecil dan penyimpanan maklumat dipastikan untuk jangka masa yang panjang (berpuluh tahun). Apabila voltan dikenakan pada pintu utama, cas dibubarkan kerana kesan terowong, i.e. memadam maklumat.

Berikut adalah beberapa ciri ROM (Jadual 3.1).

Industri ini menghasilkan sejumlah besar cip ROM. Mari kita ambil dua cip ROM sebagai contoh (Gamb. 3.78).

Penamaan berikut digunakan dalam rajah: A i - input alamat; D i — output maklumat; CS—pemilihan cip; CE - kebenaran keluar.

Cip K573RF5 ialah ROM boleh diprogram semula (RPM) dengan pemadaman ultraungu, mempunyai struktur 2Kx8. Dari segi input dan output, litar mikro ini serasi dengan struktur TTL. Cip K556RT5 ialah ROM boleh atur cara sekali, dibuat berdasarkan struktur TTLSH, input dan output yang serasi dengan struktur TTL, mempunyai struktur x8 512-bit.

Peranti ingatan - medium penyimpanan, direka untuk merekod dan menyimpan data. Pengendalian peranti storan boleh berdasarkan sebarang kesan fizikal yang membawa sistem kepada dua atau lebih keadaan stabil.

Klasifikasi peranti storan

Berdasarkan kestabilan rakaman dan keupayaan menulis semula, kenangan dibahagikan kepada:

ingatan kekal (ROM) ), yang kandungannya tidak boleh diubah oleh pengguna akhir (contohnya, DVD-ROM ). ROM dalam mod pengendalian hanya membenarkan membaca maklumat.

· kenangan boleh tulis di mana pengguna akhir hanya boleh menulis maklumat sekali sahaja (contohnya, D VD-R).

· kenangan berulang kali boleh ditulis semula (contohnya, DVD-RW).

· storan operasi (RAM) ) menyediakan mod untuk merekod, menyimpan dan membaca maklumat semasa pemprosesannya.

Mengikut jenis akses, peranti storan dibahagikan kepada:

· Peranti capaian bersiri (contohnya, pita magnetik).

· peranti capaian rawak (RAM) (contohnya, memori capaian rawak).

· peranti capaian terus (contohnya, cakera keras).

· peranti dengan akses bersekutu (peranti khas untuk meningkatkan prestasi pangkalan data)

Mengikut reka bentuk geometri:

cakera (cakera magnet , optik, magneto-optik);

· pita (pita magnet, pita tebuk);

· gendang ( gendang magnet);

· kad (kad magnet , kad tebuk, kad kilat, dsb.)

· papan litar bercetak (kad DRAM).

Mengikut prinsip fizikal:

· berlubang (kad tebuk; pita tebuk);

· dengan rakaman magnetik (teras ferit, cakera magnetik, pita magnetik , kad magnetik);

· optik (CD, DVD, HD-DVD, Cakera Blu-ray);

· menggunakan kesan dalam semikonduktor ( memori kilat) dan lain-lain.

Berdasarkan bentuk maklumat yang direkodkan, mereka dibezakan analog dan peranti storan digital.

Ingatan Baca Sahaja

ROM direka untuk menyimpan program tetap dan maklumat rujukan. Data dimasukkan ke dalam ROM semasa pembuatan. Maklumat yang disimpan dalam ROM hanya boleh dibaca, tetapi tidak diubah.

ROM mengandungi:

· program kawalan pemproses;

· program permulaan dan penutupan komputer;

· program ujian peranti yang menyemak operasi yang betul bagi unitnya setiap kali anda menghidupkan komputer;

· program untuk mengawal paparan, papan kekunci, pencetak, memori luaran;

· maklumat tentang tempat sistem pengendalian terletak pada cakera.

ROM ialah memori tidak meruap; maklumat disimpan di dalamnya apabila kuasa dimatikan.

Memori capaian rawak

RAM (juga memori akses rawak) peranti , RAM) - direka untuk penyimpanan sementara data dan arahan yang diperlukan pemproses untuk melaksanakan operasi (Rajah 19). RAM menghantar data ke pemproses secara langsung atau melalui ingatan cache . Setiap sel RAM mempunyai alamat individunya sendiri.

RAM boleh dihasilkan sebagai unit berasingan atau dimasukkan ke dalam reka bentuk cip tunggal komputer atau pengawal mikro.

Rajah 19 - Rupa RAM

Hari ini, jenis RAM yang paling biasa ialah SRAM (RAM Statik) dan DRAM (RAM Dinamik).

SRAM - RAM dikumpul dihidupkan pencetus , dipanggil memori capaian rawak statik atau hanya memori statik. Kelebihan memori jenis ini ialah kelajuan. Memandangkan pencetus dikumpul pada injap , dan masa tunda gerbang adalah sangat singkat, kemudian menukar keadaan pencetus berlaku dengan sangat cepat. Memori jenis ini bukan tanpa kelemahannya. Pertama sekali, kumpulan transistor termasuk dalam pencetus adalah lebih mahal, walaupun mereka terukir berjuta-juta pada substrat silikon tunggal. Di samping itu, sekumpulan transistor mengambil lebih banyak ruang kerana talian komunikasi mesti terukir antara transistor yang membentuk flip-flop.

DRAM - jenis ingatan yang lebih menjimatkan. Untuk menyimpan pelepasan ( bita atau trita ) litar yang terdiri daripada satu kapasitor dan satu transistor (dalam beberapa variasi terdapat dua kapasitor). Memori jenis ini menyelesaikan, pertama, masalah kos yang tinggi (satu kapasitor dan satu transistor lebih murah daripada beberapa transistor) dan kedua, kekompakan (di mana satu pencetus, iaitu satu bit, diletakkan dalam SRAM, lapan kapasitor dan transistor boleh ditampung). Terdapat juga beberapa keburukan. Pertama, memori berasaskan kapasitor berfungsi lebih perlahan, kerana jika dalam SRAM perubahan voltan pada input pencetus serta-merta membawa kepada perubahan dalam keadaannya, maka untuk menetapkan satu digit (satu bit) memori berasaskan kapasitor kepada satu, ini kapasitor mesti dicas, dan untuk menetapkan nyahcas kepada sifar, nyahcas dengan sewajarnya. Dan ini adalah operasi yang lebih lama (10 kali atau lebih) daripada menukar pencetus, walaupun kapasitor sangat kecil. Kelemahan kedua yang ketara ialah kapasitor terdedah kepada "penyaliran" cas; Ringkasnya, kapasitor menyahcas dari semasa ke semasa. Lebih-lebih lagi, lebih kecil kapasiti mereka, lebih cepat mereka dilepaskan. Sehubungan dengan keadaan ini, agar tidak kehilangan kandungan memori, caj kapasitor mesti dijana semula selepas selang masa tertentu - untuk pemulihan. Penjanaan semula dilakukan dengan membaca cas (melalui transistor). Pengawal memori secara berkala menangguhkan semua operasi memori untuk menjana semula kandungannya, yang mengurangkan prestasi RAM jenis ini dengan ketara. Memori pada kapasitor mendapat namanya Dynamic RAM (memori dinamik) dengan tepat kerana bit di dalamnya tidak disimpan secara statik, tetapi "mengalirkan" secara dinamik dari semasa ke semasa.

Oleh itu, DRAM lebih murah daripada SRAM dan ketumpatannya lebih tinggi, yang membolehkan lebih banyak bit diletakkan pada ruang substrat silikon yang sama, tetapi pada masa yang sama kelajuannya lebih rendah. SRAM, sebaliknya, adalah memori yang lebih cepat, tetapi juga lebih mahal. Dalam hal ini, memori konvensional dibina pada modul DRAM, dan SRAM digunakan untuk membina, sebagai contoh, memori cache dalam mikropemproses.

Cakera magnet keras

Pemacu cakera keras atau HDD ( Inggeris Pemacu Cakera Keras (Magnetik), pemacu keras -peranti storan, berdasarkan prinsip rakaman magnetik. Merupakan peranti storan data utama dalam kebanyakan komputer

Maklumat dalam HDD (Rajah 20) direkodkan pada cakera keras ( aluminium , seramik atau kaca) plat disalut dengan lapisan feromagnetikbahan, selalunya dioksida kromium . HDD menggunakan dari satu hingga beberapa plat pada satu paksi.Baca kepaladalam mod operasi mereka tidak menyentuh permukaan plat kerana lapisan aliran udara masuk terbentuk berhampiran permukaan semasa putaran pantas. Jarak antara kepala dan cakera adalah beberapa nanometer , dan ketiadaan sentuhan mekanikal memastikan hayat perkhidmatan peranti yang panjang. Apabila cakera tidak berputar, kepala berada di gelendong atau di luar cakera di kawasan selamat, di mana sentuhan abnormalnya dengan permukaan cakera dikecualikan.

Rajah 20 - Peranti HDD

Ciri-ciri utama cakera keras:

Antara muka antara muka) - satu set talian komunikasi, isyarat yang dihantar sepanjang talian ini, cara teknikal yang menyokong talian ini, dan peraturan pertukaran (protokol). Pemacu keras yang tersedia secara komersial boleh menggunakan antara muka ATA (aka IDE dan PATA), SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO dan Saluran Fiber.

Kapasiti kapasiti) - jumlah data yang boleh disimpan oleh pemacu. Kapasiti peranti moden mencapai 2000 GB (2 TB). Tidak seperti anak angkat dalam Sains Komputer sistem awalan yang menandakan gandaan 1024, pengeluar menggunakan gandaan 1000 apabila menetapkan kapasiti cakera keras. Oleh itu, kapasiti cakera keras yang dilabelkan sebagai "200 GB" ialah 186.2 GB.

Saiz fizikal ( faktor bentuk) (eng. dimensi). Hampir semua pemacu moden untukkomputer peribadi dan pelayan mempunyai lebar sama ada 3.5 atau 2.5 inci . Format 1.8 inci, 1.3 inci, 1 inci dan 0.85 inci juga menjadi perkara biasa. Pengeluaran pemacu dalam faktor bentuk 8 dan 5.25 inci telah dihentikan.

Masa capaian rawak ( Inggeris masa capaian rawak) - masa semasa cakera keras dijamin untuk melakukan operasi baca atau tulis pada mana-mana bahagian cakera magnetik. Julat parameter ini kecil - dari 2.5 hingga 16 Cik.

Kelajuan gelendong ( Inggeris kelajuan gelendong) - bilangan pusingan gelendong seminit. Masa capaian dan purata kelajuan pemindahan data sebahagian besarnya bergantung pada parameter ini. Pada masa ini, cakera keras dihasilkan dengan kelajuan putaran standard berikut: 4200, 5400 dan 7200 (komputer riba), 5400, 7200 dan 10,000 (komputer peribadi), 10,000 dan 15,000 rpm (pelayan dan stesen kerja berprestasi tinggi).

Kebolehpercayaan kebolehpercayaan) - ditakrifkan sebagaimin masa antara kegagalan(MTBF).

Bilangan operasi I/O sesaat - untuk cakera moden ini adalah kira-kira 50 op./s dengan akses rawak ke pemacu dan kira-kira 100 op./s dengan akses berjujukan.

Penggunaan tenaga adalah faktor penting untuk peranti mudah alih.

Tahap hingar - bunyi yang dihasilkan oleh mekanik pemacu semasa operasinya. Ditunjukkan dalam desibel . Pemacu senyap dianggap sebagai peranti dengan tahap hingar kira-kira 26 dB atau lebih rendah. Bunyi tersebut terdiri daripada bunyi putaran gelendong (termasuk bunyi aerodinamik) dan bunyi kedudukan.

Rintangan hentaman ( Inggeris G-shock rating) - rintangan pemacu terhadap lonjakan tekanan atau kejutan secara tiba-tiba, diukur dalam unit beban lampau yang dibenarkan dalam keadaan hidup dan mati.

Kadar pemindahan data ( Inggeris Kadar Pemindahan) untuk akses berurutan:

Kawasan cakera dalaman: dari 44.2 hingga 74.5 MB/s;

Zon cakera luar: 60.0 hingga 111.4 MB/s.

Kelantangan penimbal - penimbal ialah memori perantaraan yang direka untuk melancarkan perbezaan dalam kelajuan baca/tulis dan kelajuan pemindahan melalui antara muka. Dalam cakera moden ia biasanya berbeza dari 8 hingga 64 MB.

Pemacu keras terdiri daripada zon hermetik dan unit elektronik.

Zon hermetik termasuk perumahan yang diperbuat daripada aloi tahan lama, cakera (plat) dengan salutan magnet, blok kepala dengan peranti penentu kedudukan, pemacu elektrik gelendong.

Blok kepala ialah pakej tuas yang diperbuat daripada keluli spring (sepasang untuk setiap cakera). Pada satu hujung mereka dipasang pada paksi berhampiran tepi cakera. Kepala dilekatkan pada hujung yang lain (di atas cakera).

Cakera (plat), sebagai peraturan, diperbuat daripada aloi logam. Walaupun terdapat percubaan untuk membuatnya daripada plastik dan juga kaca, plat sedemikian ternyata rapuh dan berumur pendek. Kedua-dua satah plat, seperti pita, ditutup dengan habuk terbaik. feromagnetik - oksida besi, mangan dan logam lain. Komposisi dan teknologi aplikasi yang tepat dirahsiakan. Kebanyakan peranti bajet mengandungi 1 atau 2 plat, tetapi terdapat model dengan bilangan plat yang lebih besar.

Cakera dipasang dengan tegar pada gelendong. Semasa operasi, gelendong berputar pada kelajuan beberapa ribu pusingan seminit. Pada kelajuan ini, aliran udara yang kuat dicipta berhampiran permukaan plat, yang mengangkat kepala dan menjadikannya terapung di atas permukaan plat. Bentuk kepala dikira untuk memastikan jarak optimum dari plat semasa operasi. Sehingga cakera memecut ke kelajuan yang diperlukan untuk kepala "berlepas", peranti letak kereta menyimpan kepala di zon letak kereta. Ini menghalang kerosakan pada kepala dan permukaan kerja plat. Motor gelendong cakera keras adalah tiga fasa, yang memastikan kestabilan putaran cakera magnet yang dipasang pada paksi (spindle) motor. Stator motor mengandungi tiga belitan yang disambungkan dalam bintang dengan paip di tengah, dan pemutar adalah magnet keratan kekal. Untuk memastikan kehabisan yang rendah pada kelajuan tinggi, enjin menggunakan galas hidrodinamik.

Peranti penentu kedudukan kepala terdiri daripada sepasang tetap neodymium yang kuatmagnet kekal, serta gegelung pada blok kepala bergerak. Bertentangan dengan kepercayaan popular, tiada zon pembendungan di dalamnya vakum . Sesetengah pengeluar menjadikannya tertutup (oleh itu namanya) dan mengisinya dengan udara yang disucikan dan kering atau gas neutral, khususnya, nitrogen ; dan untuk menyamakan tekanan, logam nipis atau membran plastik dipasang. (Dalam kes ini, terdapat poket kecil di dalam bekas cakera keras untuk beg Gel silika , yang menyerap wap air yang tinggal di dalam bekas selepas ia dimeterai). Pengeluar lain menyamakan tekanan melalui lubang kecil dengan penapis yang mampu memerangkap sangat halus (beberapa mikrometer ) zarah. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, kelembapan juga disamakan, dan gas berbahaya juga boleh menembusi. Penyamaan tekanan adalah perlu untuk mengelakkan ubah bentuk badan zon pembendungan semasa perubahan tekanan dan suhu atmosfera, serta apabila peranti memanaskan badan semasa operasi.

Zarah habuk yang mendapati diri mereka berada dalam zon hermetik semasa pemasangan dan mendarat di permukaan cakera dibawa semasa putaran ke penapis lain - pengumpul habuk.

DALAM cakera keras awallogik kawalan telah dipindahkan ke MFM atau pengawal komputer RLL, dan papan elektronik hanya mengandungi modul untuk pemprosesan analog dan kawalan motor gelendong, penentu kedudukan dan suis kepala. Peningkatan dalam kadar pemindahan data memaksa pembangun untuk mengurangkan panjang laluan analog kepada had, dan dalam cakera keras moden unit elektronik biasanya mengandungi: unit kawalan,ingatan baca sahaja(ROM), memori penimbal, blok antara muka dan blokpemprosesan isyarat digital.

Unit antara muka antara muka elektronik cakera keras dengan seluruh sistem.

Unit kawalan ialahsistem kawalan, yang menerima isyarat kedudukan kepala elektrik dan menjanatindakan kawalan jenis pemanduan" gegelung suara", menukar aliran maklumat daripada pelbagai kepala, mengawal operasi semua komponen lain (contohnya, kawalan kelajuan gelendong), menerima dan memproses isyarat daripada penderia peranti (sistem penderia mungkin termasuk pecutan paksi tunggal yang digunakan sebagai penderia kejutan, a tiga paksi pecutan , digunakan sebagai penderia jatuh bebas, penderia tekanan, penderia pecutan sudut, penderia suhu).

Blok ROM menyimpan program kawalan untuk unit kawalan dan pemprosesan isyarat digital, serta maklumat perkhidmatan cakera keras.

Memori penimbal melancarkan perbezaan kelajuan antara bahagian antara muka dan pemacu (menggunakan kelajuan tinggiingatan statik). Meningkatkan saiz memori penimbal dalam beberapa kes membolehkan anda meningkatkan kelajuan pemacu.

Unit pemprosesan isyarat digital membersihkan isyarat analog baca dan isyaratnya penyahkodan (pengambilan maklumat digital). Pelbagai kaedah digunakan untuk pemprosesan digital, contohnya, kaedah PRML (Partial Response Maximum Likelihood - kemungkinan maksimum dengan respons yang tidak lengkap). Isyarat yang diterima dibandingkan dengan sampel. Dalam kes ini, sampel dipilih yang paling serupa dalam bentuk dan ciri pemasaan dengan isyarat yang dinyahkodkan.

Pada peringkat akhir pemasangan peranti permukaan plat diformatkan - trek dan sektor terbentuk pada mereka. Kaedah khusus ditentukan oleh pengilang dan/atau standard, tetapi sekurang-kurangnya, setiap trek ditandakan dengan tanda magnet yang menunjukkan permulaannya.

Untuk menangani ruang, permukaan piring cakera dibahagikan kepada trek - kawasan anulus sepusat (Rajah 21). Setiap trek dibahagikan kepada bahagian yang sama - sektor.

Silinder ialah satu set trek yang dijarakkan sama rata dari tengah pada semua permukaan kerja pinggan cakera keras. Nombor kepala menentukan permukaan kerja yang digunakan (iaitu trek tertentu daripada silinder), dan nombor sektor menentukan sektor tertentu pada trek.

Rajah 21 - Geometri cakera magnetik

Dengan kaedah pengalamatan CHS, sektor ditangani oleh lokasi fizikalnya pada cakera dengan 3 koordinat - nombor silinder, nombor kepala dan nombor sektor

Dengan kaedah pengalamatan LBA, alamat blok data pada media ditentukan menggunakan alamat linear logik.

Cakera optik

Cakera optik cakera optik) ialah nama kolektif untukmedia storan, dibuat dalam bentuk cakera, membaca daripada yang dijalankan menggunakansinaran optik. Cakera biasanya rata, tapaknya diperbuat daripada polikarbonat , di mana lapisan khas digunakan, yang berfungsi untuk menyimpan maklumat. Rasuk biasanya digunakan untuk membaca maklumat laser , yang diarahkan ke lapisan khas dan dipantulkan daripadanya. Apabila dipantulkan, rasuk dimodulasi oleh takuk kecil (pit, dari Inggeris lubang - lubang, kemurungan, Rajah 22) pada lapisan khas, berdasarkan penyahkodan perubahan ini oleh peranti bacaan, maklumat yang direkodkan pada cakera dipulihkan. Maklumat pada cakera ditulis dalam borang lingkaran jejak apa yang dipanggil lubang (ceruk) tersemperit ke dalam dasar polikarbonat. Setiap lubang mempunyai kira-kira 100 nm dalam dan 500 nm lebar. Panjang lubang berbeza dari 850 nm hingga 3.5µm . Ruang antara lubang dipanggil tanah. Padang trek dalam lingkaran ialah 1.6 mikron.

Rajah 22 - CD di bawah mikroskop elektron

Terdapat beberapa jenis cakera optik: CD, DVD, Blu-Ray, dsb. (Rajah 23).

CD-ROM ingatan baca sahaja cakera padat) - sejenis CD dengan data baca sahaja yang ditulis kepada mereka. Cakera itu pada asalnya direka untuk menyimpan rakaman audio, tetapi kemudiannya diubah suai untuk menyimpan yang lain data digital . Selepas itu, cakera berasaskan CD-ROM telah dibangunkan dengan penulisan semula tunggal dan berbilang ( CD-R dan CD-RW).

Rajah 23 – Pemacu cakera optik

CD-ROM ialah cara pengedaran yang popular dan paling murah.perisian, permainan komputer, multimedia dan data. CD-ROM (dan kemudiannya DVD-ROM) menjadi medium utama untuk memindahkan maklumat antara komputer.

CD itu ialahpolikarbonatsubstrat setebal 1.2 mm, disalut dengan lapisan logam paling nipis ( aluminium, emas, perak dsb.) dan lapisan pelindung varnis, di mana gambaran grafik kandungan cakera biasanya digunakan. Prinsip membaca melalui substrat telah diterima pakai kerana ia memungkinkan untuk melindungi struktur maklumat dengan sangat mudah dan berkesan dan mengeluarkannya dari permukaan luar cakera. Diameter rasuk pada permukaan luar cakera adalah kira-kira 0.7 mm, yang meningkatimuniti bunyisistem kepada habuk dan calar. Di samping itu, pada permukaan luar terdapat penonjolan anulus 0.2 mm tinggi, yang membolehkan cakera, diletakkan di atas permukaan rata, tidak menyentuh permukaan ini. Terdapat lubang dengan diameter 15 mm di tengah cakera. Berat cakera tanpa kotak adalah lebih kurang 15.7 gram. Berat cakera dalam kotak biasa adalah lebih kurang 74 g.

CD berdiameter 12 cm dan pada asalnya dipegang sehingga 650 MB maklumat. Walau bagaimanapun, bermula dari kira-kira 2000 , cakera 700 MB mula menjadi semakin meluas, seterusnya menggantikan sepenuhnya cakera 650 MB. Terdapat juga media dengan kapasiti 800 megabait atau lebih, tetapi mereka mungkin tidak boleh dibaca pada sesetengah pemacu CD. Terdapat juga cakera 8 cm yang boleh memuatkan kira-kira 140 atau 210 MB data.

Terdapat cakera baca sahaja (“aluminium”), CD-R - untuk rakaman sekali sahaja, CD-RW - untuk rakaman berganda. Dua jenis cakera terakhir direka untuk merakam pada pemacu penunu khas.

Perkembangan selanjutnya pemacu CD-ROM ialah cakera DVD-ROM.

DVD Cakera Serbaguna Digital) - cakera pelbagai guna digital -medium penyimpanan, dibuat dalam bentuk cakera, serupa dengan rupa CD , bagaimanapun, mempunyai keupayaan untuk menyimpan jumlah maklumat yang lebih besar kerana penggunaan laser dengan panjang gelombang yang lebih pendek berbanding cakera padat konvensional.

Cakera Blu-ray, BD (cakera sinar biru Inggeris) - format media optik, digunakan untuk merekod dan menyimpan data digital, termasukvideo definisi tinggidengan peningkatan kepadatan. Piawaian Blu-ray telah dibangunkan bersama oleh sebuah konsortium B.D.A.

Blu-ray (harfiahnya "blue-ray") mendapat namanya daripada penggunaannya untuk menulis dan membacagelombang pendek(405 nm ) "biru" (secara teknikalnya biru-ungu) laser . Cakera Blu-ray (BD) lapisan tunggal boleh menyimpan 23.3/25/27 atau 33 GB , cakera dwi-lapisan boleh memuatkan 46.6/50/54 atau 66 GB.

Pemacu Keadaan Pepejal

Pemacu Keadaan Pepejal ( Inggeris SSD, Pemacu Keadaan Pepejal, Cakera Keadaan Pepejal) - tidak meruap, boleh ditulis semulaperanti storan komputertiada bahagian mekanikal yang bergerak. Adalah perlu untuk membezakan antara pemacu keadaan pepejal berdasarkan penggunaan volatile (RAM SSD) dan nonvolatile ( NAND atau Flash SSD) memori.

Pemacu SSD RAM, dibina atas penggunaan memori yang tidak menentu (sama seperti yang digunakan dalam RAM komputer peribadi), dicirikan oleh pembacaan, penulisan dan pengambilan maklumat yang sangat pantas. Kelemahan utama mereka adalah kos yang sangat tinggi. Ia digunakan terutamanya untuk mempercepatkan operasi sistem pengurusan pangkalan data yang besar dan stesen grafik yang berkuasa. Pemacu sedemikian biasanya dilengkapi dengan bateri untuk menyimpan data sekiranya berlaku kehilangan kuasa, dan model yang lebih mahal dilengkapi dengan sistem sandaran dan/atau salinan dalam talian.

Pemacu SSD NAND berdasarkan memori tidak meruap muncul agak baru-baru ini, tetapi disebabkan kosnya yang jauh lebih rendah, mereka mula menakluki pasaran dengan yakin. Sehingga baru-baru ini, mereka jauh lebih rendah daripada pemacu tradisional dalam membaca dan menulis, tetapi diberi pampasan untuk ini (terutamanya apabila membaca) dengan kelajuan perolehan maklumat yang tinggi (setanding dengan kelajuan RAM). Pemacu keadaan pepejal kilat kini dihasilkan dengan kelajuan baca dan tulis yang setanding dengan yang tradisional, dan model telah dibangunkan yang jauh melebihinya. Mereka dicirikan oleh saiz yang agak kecil dan penggunaan kuasa yang rendah. Mereka telah hampir menakluki pasaran untuk pemecut pangkalan data peringkat pertengahan dan mula menggantikan cakera tradisional dalam aplikasi mudah alih.

Kelebihan berbandingcakera keras:

· kurang masa but sistem;

· tiada bahagian bergerak;

· prestasi: kelajuan membaca dan menulis sehingga 270 MB/s;

· penggunaan kuasa yang rendah;

· ketiadaan bunyi bising dari bahagian bergerak dan kipas penyejuk;

· rintangan mekanikal yang tinggi;

· pelbagai suhu operasi;

· masa membaca fail boleh dikatakan stabil, tanpa mengira lokasi atau pemecahannya;

· saiz kecil dan berat.

Memori kilat

Memori kilat Flash-Memory) ialah sejenis memori boleh tulis semula semikonduktor keadaan pepejal tidak meruap.

Ia boleh dibaca seberapa banyak kali yang diingini, tetapi ia boleh ditulis ke ingatan sedemikian hanya beberapa kali terhad (maksimum - kira-kira satu juta kitaran). Memori kilat adalah perkara biasa dan boleh menahan kira-kira 100 ribu kitaran penulisan semula - lebih banyak daripada yang boleh ditahan cakera liut atau CD-RW.

Tidak mengandungi bahagian yang bergerak, jadi tidak seperti cakera keras , lebih dipercayai dan padat.

Oleh kerana kekompakan, kos rendah dan penggunaan kuasa yang rendah, memori denyar digunakan secara meluas dalam peranti mudah alih digital (Rajah 24).

Rajah 24 – Jenis pemacu kilat

Memori kilat menyimpan maklumat dalam tatasusunantransistor pintu terapung, dipanggil sel. Dalam peranti tradisional dengan sel peringkat tunggal, setiap sel hanya boleh menyimpan satu bit. Sesetengah peranti sel berbilang peringkat baharu boleh menyimpan lebih daripada satu bit dengan menggunakan tahap cas elektrik yang berbeza pada pintu terapung transistor.

Jenis memori kilat NOR adalah berdasarkan elemen NOR ( Inggeris NOR), kerana dalam transistor Dengan pintu terapung, voltan get rendah menandakan satu.

Transistor mempunyai dua pintu : mengurus dan terapung. Yang terakhir ini diasingkan sepenuhnya dan mampu mengekalkan elektron sehingga 10 tahun. Sel itu juga mempunyai longkang dan sumber. Apabila pengaturcaraan dengan voltan, medan elektrik dicipta pada pintu kawalan dan akesan terowong. Sesetengah elektron terowong melalui lapisan penebat dan berakhir di pintu terapung, di mana ia akan kekal. Caj pada pintu terapung mengubah "lebar" saluran sumber saliran dan salurannya kekonduksian , yang digunakan semasa membaca.

Pengaturcaraan dan sel membaca mempunyai penggunaan kuasa yang sangat berbeza: peranti memori denyar menggunakan arus yang agak banyak semasa menulis, manakala penggunaan tenaga adalah rendah semasa membaca.

Untuk memadam maklumat, voltan negatif yang tinggi digunakan pada pintu kawalan, dan elektron dari pintu terapung bergerak (terowong) ke punca.

Dalam seni bina NOR, setiap transistor mesti disambungkan kepada kenalan individu, yang meningkatkan saiz litar. Masalah ini diselesaikan menggunakan seni bina NAND.

Jenis NAND adalah berdasarkan elemen NAND ( Inggeris NAND). Prinsip operasi adalah sama; ia berbeza daripada jenis NOR hanya dalam penempatan sel dan kenalannya. Akibatnya, tidak perlu lagi membuat hubungan individu ke setiap sel, jadi saiz dan kos cip NAND boleh dikurangkan dengan ketara. Juga menulis dan memadam lebih cepat. Walau bagaimanapun, seni bina ini tidak membenarkan akses kepada sel sewenang-wenangnya.

Seni bina NAND dan NOR kini wujud secara selari dan tidak bersaing antara satu sama lain, kerana ia digunakan dalam kawasan penyimpanan data yang berbeza.

Terdapat beberapa jenis kad memori yang digunakan dalam peranti mudah alih:

Denyar Padat- Kad memori CF ialah standard kad memori kilat tertua. Kad CF pertama dihasilkan oleh SanDisk Corporation pada tahun 1994. Selalunya pada hari ini ia digunakan dalam peralatan foto dan video profesional, kerana disebabkan saiznya (43 × 36 × 3.3 mm), slot pengembangan untuk kad Compact Flash sukar untuk diletakkan secara fizikal dalam telefon mudah alih atau pemain MP3.

Kad Multimedia. Kad format MMC bersaiz kecil - 24x32x1.4 mm. Dibangunkan bersama oleh SanDisk dan Siemens. MMC mengandungi pengawal memori dan sangat serasi dengan pelbagai jenis peranti. Dalam kebanyakan kes, kad MMC disokong oleh peranti dengan slot SD.

MMCmicro - kad memori kecil untuk peranti mudah alih dengan dimensi 14x12x1.1 mm. Penyesuai mesti digunakan untuk memastikan keserasian dengan slot MMC standard.

SD Kad(Kad Digital Selamat adalah pembangunan lanjut piawaian MMC. Dari segi saiz dan ciri, kad SD sangat serupa dengan MMC, hanya lebih tebal sedikit (32x24x2.1 mm). Perbezaan utama daripada MMC ialah teknologi perlindungan hak cipta: kad mempunyai perlindungan kriptografi terhadap penyalinan tanpa kebenaran, peningkatan perlindungan maklumat daripada pemadaman atau pemusnahan secara tidak sengaja, dan suis perlindungan tulis mekanikal.

SDHC(SD High Capacity): Kad SD lama (SD 1.0, SD 1.1) dan kad SDHC (SD 2.0) (SD High Capacity) baharu dan pembacanya berbeza dalam had pada kapasiti storan maksimum, 4 GB untuk SD dan 32 GB untuk SD Kapasiti Tinggi (Kapasiti Tinggi). Pembaca SDHC serasi ke belakang dengan SD, bermakna kad SD akan dibaca tanpa masalah dalam pembaca SDHC, tetapi kad SDHC tidak akan dibaca sama sekali dalam peranti SD. Kedua-dua pilihan boleh dibentangkan dalam mana-mana tiga format saiz fizikal (standard, mini dan mikro).

MiniSD(Kad Digital Secure Mini): Digital Secure berbeza daripada kad standard dalam dimensi yang lebih kecil iaitu 21.5 × 20 × 1.4 mm. Untuk memastikan kad berfungsi dalam peranti yang dilengkapi dengan slot SD biasa, penyesuai digunakan.

MicroSD(Kad Digital Micro Secure): pada masa ini merupakan peranti memori denyar boleh tanggal yang paling padat (11x15x1 mm). Mereka digunakan terutamanya dalam telefon bimbit, komunikator, dll., kerana, kerana kekompakannya, mereka boleh mengembangkan memori peranti dengan ketara tanpa meningkatkan saiznya.

Memory Stick Duo: standard memori ini dibangunkan dan disokong oleh syarikat Sony . Kes ini agak tahan lama. Pada masa ini, ini adalah memori yang paling mahal daripada semua yang dibentangkan. Memory Stick Duo telah dibangunkan berdasarkan standard Memory Stick yang digunakan secara meluas daripada Sony yang sama, dan dibezakan oleh dimensi kecilnya (20x31x1.6 mm).

Memory Stick Micro(M2): Format ini adalah pesaing kepada format microSD (saiz yang serupa), sambil mengekalkan kelebihan kad memori Sony.

xD-Kad Gambar: digunakan dalam kamera digital syarikat Olympus, Fujifilm dan beberapa yang lain.

Jenis-jenis ROM

ROM bermaksud ingatan baca sahaja, yang menyediakan penyimpanan maklumat yang tidak meruap pada mana-mana medium fizikal. Berdasarkan kaedah penyimpanan maklumat, ROM boleh dibahagikan kepada tiga jenis:

1. ROM berdasarkan prinsip magnet untuk menyimpan maklumat.

Prinsip pengendalian peranti ini adalah berdasarkan perubahan arah vektor kemagnetan bahagian ferromagnet di bawah pengaruh medan magnet berselang seli mengikut nilai bit maklumat yang direkodkan.

Ferromagnet ialah bahan yang mampu memiliki kemagnetan pada suhu di bawah ambang tertentu (titik Curie) tanpa ketiadaan medan magnet luar.

Pembacaan data yang direkodkan dalam peranti sedemikian adalah berdasarkan kesan aruhan elektromagnet atau kesan magnetoresistif. Prinsip ini dilaksanakan dalam peranti dengan media bergerak dalam bentuk cakera atau pita.

Aruhan elektromagnet ialah kesan penjanaan arus elektrik dalam litar tertutup apabila fluks magnet yang melaluinya berubah.

Kesan magnetoresistif adalah berdasarkan perubahan dalam rintangan elektrik konduktor pepejal di bawah pengaruh medan magnet luar.

Kelebihan utama jenis ini ialah jumlah maklumat yang disimpan yang besar dan kos yang rendah bagi setiap unit maklumat yang disimpan. Kelemahan utama ialah kehadiran bahagian bergerak, dimensi besar, kebolehpercayaan yang rendah dan kepekaan terhadap pengaruh luaran (getaran, kejutan, pergerakan, dll.)

2. ROM berdasarkan prinsip optik untuk menyimpan maklumat.

Prinsip pengendalian peranti ini adalah berdasarkan perubahan sifat optik sebahagian daripada media, contohnya, dengan menukar tahap ketelusan atau pemantulan. Contoh ROM berdasarkan prinsip optik untuk menyimpan maklumat ialah cakera CD, DVD, BluRay.

Kelebihan utama ROM jenis ini ialah kos media yang rendah, kemudahan pengangkutan dan kemungkinan replikasi. Kelemahan - kelajuan baca/tulis yang rendah, bilangan penulisan semula terhad, keperluan untuk peranti membaca.

3. ROM berdasarkan prinsip elektrik untuk menyimpan maklumat.

Prinsip pengendalian peranti ini adalah berdasarkan kesan ambang dalam struktur semikonduktor - keupayaan untuk menyimpan dan merekodkan kehadiran cas di kawasan terpencil.

Prinsip ini digunakan dalam ingatan keadaan pepejal - ingatan yang tidak memerlukan penggunaan bahagian yang bergerak untuk membaca/menulis data. Contoh ROM berdasarkan prinsip elektrik untuk menyimpan maklumat ialah memori kilat.

Kelebihan utama ROM jenis ini ialah kelajuan baca/tulis yang tinggi, kekompakan, kebolehpercayaan dan kecekapan. Kelemahan - bilangan penulisan semula terhad.

Pada masa ini, jenis ingatan kekal "eksotik" yang lain wujud atau berada di peringkat pembangunan, seperti:

Memori magnetik-optik– memori yang menggabungkan sifat storan optik dan magnet. Menulis pada cakera sedemikian dilakukan dengan memanaskan sel dengan laser pada suhu kira-kira 200 o C. Sel yang dipanaskan kehilangan cas magnetnya. Seterusnya, sel boleh disejukkan, yang bermaksud sifar logik ditulis pada sel, atau dicas semula dengan kepala magnet, yang bermaksud bahawa satu logik ditulis pada sel.

Setelah disejukkan, cas magnet sel tidak boleh diubah. Pembacaan dilakukan dengan pancaran laser dengan intensiti yang lebih rendah. Jika sel mengandungi cas magnet, pancaran laser terpolarisasi, dan pembaca menentukan sama ada pancaran laser terkutub. Disebabkan oleh "penetapan" cas magnet semasa penyejukan, magnet-optik mempunyai kebolehpercayaan penyimpanan maklumat yang tinggi dan secara teorinya boleh mempunyai ketumpatan rakaman lebih besar daripada ROM berdasarkan hanya prinsip magnet penyimpanan maklumat. Walau bagaimanapun, mereka tidak boleh menggantikan pemacu "keras" kerana kelajuan rakaman yang sangat rendah disebabkan oleh keperluan untuk pemanasan tinggi sel.

Memori magnetik-optik tidak digunakan secara meluas dan digunakan sangat jarang.

Ingatan molekul– memori berdasarkan teknologi mikroskopi terowong atom, yang membolehkan atom individu dikeluarkan atau ditambahkan pada molekul, yang kehadirannya kemudiannya boleh dibaca oleh kepala sensitif khas. Teknologi ini telah dipersembahkan pada pertengahan 1999 oleh Nanochip, dan secara teorinya memungkinkan untuk mencapai ketumpatan pembungkusan kira-kira 40 Gbit/cm 2, iaitu berpuluh kali ganda lebih tinggi daripada sampel siri pemacu "Keras" sedia ada, tetapi rakaman terlalu rendah kelajuan dan kebolehpercayaan teknologi tidak membenarkan kita bercakap tentang penggunaan praktikal memori molekul pada masa hadapan yang boleh dijangka.

Memori holografik– berbeza daripada jenis ingatan kekal yang paling biasa sedia ada, yang menggunakan satu atau dua lapisan permukaan untuk rakaman, dengan keupayaan untuk merekod data ke atas "keseluruhan" volum memori menggunakan sudut laser yang berbeza. Kemungkinan besar penggunaan jenis memori ini adalah dalam ROM berdasarkan penyimpanan maklumat optik, di mana cakera optik dengan beberapa lapisan maklumat bukan lagi sesuatu yang baru.

Terdapat jenis ingatan kekal yang lain yang sangat eksotik, tetapi walaupun dalam keadaan makmal ia mengimbangi di ambang fiksyen sains, jadi saya tidak akan menyebutnya, kita tunggu dan lihat.

Ingatan Baca Sahaja (ROM) - memori tidak meruap, digunakan untuk menyimpan pelbagai data tidak berubah.

Kenangan kekal direka bentuk untuk menyimpan maklumat yang kekal tidak berubah sepanjang keseluruhan operasi peranti. Maklumat ini tidak hilang apabila voltan bekalan dikeluarkan.

Oleh itu, hanya mod membaca maklumat yang mungkin dalam ROM, dan membaca tidak disertai dengan pemusnahannya.

Kelas ROM tidak homogen dan, seperti yang dinyatakan sebelum ini, boleh dibahagikan kepada beberapa subkelas bebas. Walau bagaimanapun, semua subkelas ini menggunakan prinsip penyampaian maklumat yang sama. Maklumat dalam ROM diwakili dalam bentuk kehadiran atau ketiadaan sambungan antara alamat (A) dan bas data. Dalam pengertian ini, EZE ROM adalah serupa dengan EZE RAM dinamik, di mana kapasitor memori Cn sama ada litar pintas atau dikecualikan daripada litar.

2. Kronologi sejarah perkembangan ROM. Teknologi ROM berdasarkan prinsip merakam/menulis semula kandungannya: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, flashROM. Sediakan ciri-ciri teknologi dan lukisan ini yang menunjukkan struktur sel.

Selalunya, dalam pelbagai aplikasi, adalah perlu untuk menyimpan maklumat yang tidak berubah semasa operasi peranti. Ini adalah maklumat seperti program dalam mikropengawal, pemuat but dan BIOS dalam komputer, jadual pekali penapis digital dalam pemproses isyarat. Hampir selalu maklumat ini tidak diperlukan pada masa yang sama, jadi peranti paling mudah untuk menyimpan maklumat kekal boleh dibina pada pemultipleks. Gambar rajah peranti storan kekal sedemikian ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Litar ingatan baca sahaja berdasarkan pemultipleks.

Dalam litar ini, peranti ingatan baca sahaja dengan lapan sel bit tunggal dibina. Menyimpan bit tertentu ke dalam sel satu digit dilakukan dengan menyolder wayar ke sumber kuasa (menulis satu) atau mengelak wayar pada bekas (menulis sifar). Pada rajah litar peranti sedemikian ditetapkan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2. Penetapan peranti storan kekal pada rajah litar.

Untuk meningkatkan kapasiti sel memori ROM, litar mikro ini boleh disambung secara selari (output dan maklumat yang direkodkan secara semula jadi kekal bebas). Gambar rajah sambungan selari bagi ROM bit tunggal ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3. Gambar rajah litar ROM berbilang bit.

Dalam ROM sebenar, maklumat direkodkan menggunakan operasi terakhir pengeluaran cip - metalisasi. Metalisasi dijalankan menggunakan topeng, itulah sebabnya ROM tersebut dipanggil ROM topeng. Satu lagi perbezaan antara litar mikro sebenar dan model ringkas yang diberikan di atas ialah penggunaan demultiplexer sebagai tambahan kepada multiplexer. Penyelesaian ini memungkinkan untuk menukar struktur storan satu dimensi kepada struktur berbilang dimensi dan, dengan itu, mengurangkan dengan ketara jumlah litar penyahkod yang diperlukan untuk pengendalian litar ROM. Keadaan ini digambarkan oleh rajah berikut:

Rajah 4. Skema peranti ingatan baca sahaja bertopeng.

ROM topeng digambarkan dalam rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Alamat sel memori dalam cip ini dibekalkan kepada pin A0 ... A9. Cip dipilih oleh isyarat CS. Menggunakan isyarat ini, anda boleh meningkatkan volum ROM (contoh penggunaan isyarat CS diberikan dalam perbincangan RAM). Litar mikro dibaca menggunakan isyarat RD.

Rajah 5. Penetapan peranti ingatan baca sahaja bertopeng pada rajah litar.

Pengaturcaraan ROM topeng dijalankan di kilang pengeluar, yang sangat menyusahkan untuk kelompok pengeluaran kecil dan sederhana, apatah lagi peringkat pembangunan peranti. Sememangnya, untuk pengeluaran berskala besar, ROM topeng adalah jenis ROM yang paling murah, dan oleh itu digunakan secara meluas pada masa ini. Untuk siri pengeluaran peralatan radio kecil dan sederhana, litar mikro telah dibangunkan yang boleh diprogramkan dalam peranti khas - pengaturcara. Dalam cip ini, sambungan kekal konduktor dalam matriks memori digantikan dengan pautan boleh lebur yang diperbuat daripada silikon polihabluran. Semasa penghasilan litar mikro, semua pelompat dibuat, yang setara dengan menulis unit logik ke semua sel memori. Semasa proses pengaturcaraan, peningkatan kuasa dibekalkan kepada pin kuasa dan output litar mikro. Dalam kes ini, jika voltan bekalan (unit logik) digunakan pada output litar mikro, maka tiada arus akan mengalir melalui pelompat dan pelompat akan kekal utuh. Jika paras voltan rendah digunakan pada output litar mikro (disambungkan kepada kes), maka arus akan mengalir melalui pelompat, yang akan menyejat pelompat ini dan apabila maklumat itu kemudiannya dibaca dari sel ini, sifar logik akan membaca.

Litar mikro sedemikian dipanggil boleh diprogramkan ROM (PROM) dan digambarkan pada rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Sebagai contoh, kita boleh menamakan litar mikro 155PE3, 556RT4, 556RT8 dan lain-lain.

Rajah 6. Penetapan memori baca sahaja boleh atur cara pada rajah litar.

ROM boleh atur cara telah terbukti sangat mudah untuk pengeluaran berskala kecil dan sederhana. Walau bagaimanapun, apabila membangunkan peranti radio-elektronik, selalunya perlu menukar program yang direkodkan dalam ROM. Dalam kes ini, EPROM tidak boleh digunakan semula, jadi sebaik sahaja ROM ditulis, jika terdapat ralat atau program perantaraan, ia perlu dibuang, yang secara semula jadi meningkatkan kos pembangunan perkakasan. Untuk menghapuskan kelemahan ini, satu lagi jenis ROM telah dibangunkan yang boleh dipadamkan dan diprogramkan semula.

ROM boleh padam UV dibina berdasarkan matriks storan yang dibina pada sel memori, struktur dalaman yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Rajah 7. Sel memori ROM UV dan boleh dipadam secara elektrik.

Sel ialah transistor MOS di mana pintu pagarnya diperbuat daripada silikon polihabluran. Kemudian, semasa proses pembuatan litar mikro, pintu ini teroksida dan akibatnya ia akan dikelilingi oleh silikon oksida - dielektrik dengan sifat penebat yang sangat baik. Dalam sel yang diterangkan, dengan ROM sepenuhnya dipadamkan, tiada caj di pintu terapung, dan oleh itu transistor tidak mengalirkan arus. Apabila memprogramkan litar mikro, voltan tinggi dikenakan pada pintu kedua yang terletak di atas pintu terapung dan caj diaruhkan ke dalam pintu terapung disebabkan oleh kesan terowong. Selepas voltan pengaturcaraan pada pintu terapung dialihkan, caj teraruh kekal dan, oleh itu, transistor kekal dalam keadaan pengalir. Caj pada pintu terapung boleh disimpan selama beberapa dekad.

Gambar rajah struktur peranti ingatan baca sahaja tidak berbeza daripada ROM topeng yang diterangkan sebelum ini. Satu-satunya perkara yang digunakan dan bukannya pelompat ialah sel yang diterangkan di atas. Dalam ROM boleh atur semula, maklumat yang direkodkan sebelum ini dipadamkan menggunakan sinaran ultraungu. Untuk membolehkan cahaya ini mengalir dengan bebas ke kristal semikonduktor, tingkap kaca kuarza dibina ke dalam badan cip.

Apabila litar mikro disinari, sifat penebat silikon oksida hilang dan cas terkumpul dari get terapung mengalir ke dalam isipadu semikonduktor dan transistor sel memori masuk ke dalam keadaan mati. Masa pemadaman litar mikro adalah antara 10 hingga 30 minit.

Bilangan kitaran padam tulis litar mikro berjulat dari 10 hingga 100 kali, selepas itu litar mikro gagal. Ini disebabkan oleh kesan merosakkan sinaran ultraungu. Sebagai contoh litar mikro sedemikian, kita boleh menamakan litar mikro siri 573 pengeluaran Rusia, litar mikro siri 27cXXX pengeluaran asing. Cip ini paling kerap menyimpan program BIOS untuk komputer tujuan umum. ROM boleh kilat digambarkan dalam rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8.

Rajah 8. Penetapan peranti ingatan baca sahaja yang boleh diprogram semula pada rajah litar.

Jadi, kes dengan tetingkap kuarza adalah sangat mahal, serta bilangan kecil kitaran padam-tulis, yang membawa kepada pencarian cara untuk memadam maklumat daripada EPROM secara elektrik. Terdapat banyak kesulitan yang dihadapi di sepanjang jalan ini, yang kini telah diselesaikan secara praktikal. Pada masa kini, litar mikro dengan pemadaman elektrik maklumat agak meluas. Sebagai sel penyimpanan, mereka menggunakan sel yang sama seperti dalam ROM, tetapi ia dipadamkan oleh potensi elektrik, jadi bilangan kitaran padam-tulis untuk litar mikro ini mencapai 1,000,000 kali. Masa untuk memadamkan sel memori dalam litar mikro tersebut dikurangkan kepada 10 ms. Litar kawalan untuk litar mikro tersebut ternyata rumit, jadi dua arah untuk pembangunan litar mikro ini telah muncul:

2. FLASH ROM

PROM yang boleh dipadam secara elektrik adalah lebih mahal dan lebih kecil dalam volum, tetapi ia membenarkan anda menulis semula setiap sel memori secara berasingan. Akibatnya, litar mikro ini mempunyai bilangan maksimum kitaran pemadaman tulis. Kawasan aplikasi ROM boleh dipadam secara elektrik ialah penyimpanan data yang tidak boleh dipadamkan apabila kuasa dimatikan. Litar mikro sedemikian termasuk litar mikro domestik 573РР3, 558РР dan litar mikro asing siri 28cXX. ROM yang boleh dipadam secara elektrik ditetapkan pada rajah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 9.

Rajah 9. Penetapan peranti ingatan baca sahaja yang boleh dipadam secara elektrik pada rajah litar.

Baru-baru ini, terdapat kecenderungan untuk mengurangkan saiz EEPROM dengan mengurangkan bilangan kaki luar litar mikro. Untuk melakukan ini, alamat dan data dipindahkan ke dan dari cip melalui port bersiri. Dalam kes ini, dua jenis port bersiri digunakan - port SPI dan port I2C (siri mikro 93cXX dan 24cXX, masing-masing). Siri asing 24cXX sepadan dengan siri domestik litar mikro 558PPX.

FLASH - ROM berbeza daripada EEPROM kerana pemadaman tidak dilakukan pada setiap sel secara berasingan, tetapi pada keseluruhan litar mikro secara keseluruhan atau blok matriks memori litar mikro ini, seperti yang dilakukan dalam EEPROM.

Rajah 10. Penetapan memori FLASH pada rajah litar.

Apabila mengakses peranti storan kekal, anda perlu menetapkan alamat sel memori pada bas alamat, dan kemudian melakukan operasi baca daripada cip. Rajah masa ini ditunjukkan dalam Rajah 11.

Rajah 11. Rajah masa untuk membaca maklumat daripada ROM.

Dalam Rajah 11, anak panah menunjukkan urutan di mana isyarat kawalan harus dijana. Dalam rajah ini, RD ialah isyarat baca, A ialah isyarat pemilihan alamat sel (memandangkan bit individu dalam bas alamat boleh mengambil nilai yang berbeza, laluan peralihan kepada kedua-dua keadaan satu dan sifar ditunjukkan), D ialah maklumat output dibaca daripada sel ROM yang dipilih.

· ROM- (Bahasa Inggeris) ingatan baca sahaja, ingatan baca sahaja), mask ROM, dihasilkan dengan kaedah kilang. Tidak ada kemungkinan untuk menukar data yang direkodkan pada masa hadapan.

· PROM- (Bahasa Inggeris) ingatan baca sahaja yang boleh diprogramkan, boleh diprogramkan ROM (PROM)) - ROM, sekali "dipancarkan" oleh pengguna.

· EPROM- (Bahasa Inggeris) memori baca sahaja yang boleh diprogramkan boleh dipadamkan, boleh diprogram semula/boleh diprogram semula ROM (EPROM/RPZU)). Sebagai contoh, kandungan cip K537RF1 dipadamkan menggunakan lampu ultraviolet. Untuk membenarkan sinaran ultraungu menembusi kristal, tingkap dengan kaca kuarza disediakan dalam perumahan litar mikro.

· EEPROM- (Bahasa Inggeris) memori baca sahaja boleh diprogramkan boleh dipadam secara elektrik, boleh dipadam secara elektrik, boleh diprogram semula ROM). Memori jenis ini boleh dipadamkan dan diisi semula dengan data beberapa puluh ribu kali. Digunakan dalam pemacu keadaan pepejal. Satu jenis EEPROM ialah ingatan kilat(Bahasa Inggeris) ingatan kilat).

· flashROM - (Bahasa Inggeris) flash ingatan baca sahaja) ialah sejenis teknologi memori boleh atur semula elektrik (EEPROM) semikonduktor. Perkataan yang sama digunakan dalam litar elektronik untuk menetapkan penyelesaian lengkap dari segi teknologi untuk peranti storan kekal dalam bentuk litar mikro berdasarkan teknologi semikonduktor ini. Dalam kehidupan seharian, frasa ini diberikan kepada kelas peranti storan maklumat keadaan pepejal yang luas.

| Memori Baca Sahaja (ROM)

Cip Intel 1702 EPROM dengan pemadaman UV
Memori baca sahaja (ROM)- ingatan tidak meruap, digunakan untuk menyimpan pelbagai data tidak berubah.

Jenis sejarah ROM

Peranti storan baca sahaja mula menemui aplikasi dalam teknologi lama sebelum kemunculan komputer dan peranti elektronik. Khususnya, salah satu jenis ROM yang pertama ialah penggelek sesondol, digunakan dalam organ tong, kotak muzik dan jam yang menarik perhatian.

Dengan perkembangan teknologi elektronik dan komputer, keperluan untuk ROM berkelajuan tinggi timbul. Dalam era elektronik vakum, ROM digunakan berdasarkan potensioskop, monoskop, dan lampu pancaran. Dalam komputer berdasarkan transistor, matriks palam digunakan secara meluas sebagai ROM berkapasiti kecil. Sekiranya perlu untuk menyimpan sejumlah besar data (untuk komputer generasi pertama - beberapa puluh kilobait), ROM berdasarkan cincin ferit telah digunakan (mereka tidak boleh dikelirukan dengan jenis RAM yang serupa). Daripada jenis ROM inilah istilah "perisian tegar" berasal - keadaan logik sel telah ditetapkan mengikut arah penggulungan wayar yang mengelilingi cincin. Oleh kerana wayar nipis perlu ditarik melalui rantaian gelang ferit, jarum logam yang serupa dengan jarum jahit digunakan untuk melakukan operasi ini. Dan operasi mengisi ROM dengan maklumat itu sendiri mengingatkan proses jahitan.

Bagaimanakah ROM berfungsi? Jenis ROM moden

Litar ingatan baca sahaja berdasarkan pemultipleks
Dalam litar ini, peranti ingatan baca sahaja dengan lapan sel bit tunggal dibina. Menyimpan bit tertentu ke dalam sel satu digit dilakukan dengan menyolder wayar ke sumber kuasa (menulis satu) atau mengelak wayar pada bekas (menulis sifar). Pada gambar rajah litar peranti sedemikian ditetapkan seperti yang ditunjukkan dalam rajah

Penetapan peranti storan kekal pada rajah litar
Untuk meningkatkan kapasiti sel memori ROM, litar mikro ini boleh disambung secara selari (output dan maklumat yang direkodkan secara semula jadi kekal bebas). Gambar rajah sambungan selari bagi ROM bit tunggal ditunjukkan dalam rajah berikut

Litar ROM berbilang bit
Dalam ROM sebenar, maklumat direkodkan menggunakan operasi terakhir pengeluaran cip - metalisasi. Metalisasi dijalankan menggunakan topeng, itulah sebabnya ROM tersebut dipanggil ROM topeng. Satu lagi perbezaan antara litar mikro sebenar dan model ringkas yang diberikan di atas ialah penggunaan demultiplexer sebagai tambahan kepada multiplexer. Penyelesaian ini memungkinkan untuk menukar struktur storan satu dimensi kepada struktur berbilang dimensi dan, dengan itu, mengurangkan dengan ketara jumlah litar penyahkod yang diperlukan untuk pengendalian litar ROM. Keadaan ini digambarkan oleh rajah berikut:

Litar ingatan baca sahaja topeng
ROM topeng digambarkan dalam rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Alamat sel memori dalam cip ini dibekalkan kepada pin A0 ... A9. Cip dipilih oleh isyarat CS. Menggunakan isyarat ini, anda boleh meningkatkan volum ROM (contoh penggunaan isyarat CS diberikan dalam perbincangan RAM). Litar mikro dibaca menggunakan isyarat RD.

Pengaturcaraan ROM topeng dijalankan di kilang pengeluar, yang sangat menyusahkan untuk kelompok pengeluaran kecil dan sederhana, apatah lagi peringkat pembangunan peranti. Sememangnya, untuk pengeluaran berskala besar, ROM topeng adalah jenis ROM yang paling murah, dan oleh itu digunakan secara meluas pada masa ini. Untuk siri pengeluaran peralatan radio kecil dan sederhana, litar mikro telah dibangunkan yang boleh diprogramkan dalam peranti khas - pengaturcara. Dalam cip ini, sambungan kekal konduktor dalam matriks memori digantikan dengan pautan boleh lebur yang diperbuat daripada silikon polihabluran. Semasa penghasilan litar mikro, semua pelompat dibuat, yang setara dengan menulis unit logik ke semua sel memori. Semasa proses pengaturcaraan, peningkatan kuasa dibekalkan kepada pin kuasa dan output litar mikro. Dalam kes ini, jika voltan bekalan (unit logik) dibekalkan kepada output litar mikro, maka tiada arus akan mengalir melalui pelompat dan pelompat akan kekal utuh. Jika paras voltan rendah digunakan pada output litar mikro (disambungkan kepada kes), maka arus akan mengalir melalui pelompat, yang akan menyejat pelompat ini dan apabila maklumat itu kemudiannya dibaca dari sel ini, sifar logik akan membaca.

Litar mikro sedemikian dipanggil boleh diprogramkan ROM (PROM) dan digambarkan pada rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Sebagai contoh, kita boleh menamakan litar mikro 155PE3, 556PT4, 556PT8 dan lain-lain.

Penetapan memori baca sahaja boleh atur cara pada gambar rajah litar
ROM boleh atur cara telah terbukti sangat mudah untuk pengeluaran berskala kecil dan sederhana. Walau bagaimanapun, apabila membangunkan peranti radio-elektronik, selalunya perlu menukar program yang direkodkan dalam ROM. Dalam kes ini, EPROM tidak boleh digunakan semula, jadi sebaik sahaja ROM ditulis, jika terdapat ralat atau program perantaraan, ia perlu dibuang, yang secara semula jadi meningkatkan kos pembangunan perkakasan. Untuk menghapuskan kelemahan ini, satu lagi jenis ROM telah dibangunkan yang boleh dipadamkan dan diprogramkan semula.

ROM boleh padam UV dibina berdasarkan matriks storan yang dibina pada sel memori, struktur dalaman yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Sel memori ROM UV dan boleh dipadam secara elektrik
Sel ialah transistor MOS di mana pintu pagarnya diperbuat daripada silikon polihabluran. Kemudian, semasa proses pembuatan litar mikro, pintu ini teroksida dan akibatnya ia akan dikelilingi oleh silikon oksida - dielektrik dengan sifat penebat yang sangat baik. Dalam sel yang diterangkan, dengan ROM sepenuhnya dipadamkan, tiada caj di pintu terapung, dan oleh itu transistor tidak mengalirkan arus. Apabila memprogramkan litar mikro, voltan tinggi dikenakan pada pintu kedua yang terletak di atas pintu terapung dan caj diaruhkan ke dalam pintu terapung disebabkan oleh kesan terowong. Selepas voltan pengaturcaraan pada pintu terapung dialihkan, caj teraruh kekal dan, oleh itu, transistor kekal dalam keadaan pengalir. Caj pada pintu terapung boleh disimpan selama beberapa dekad.

Bilangan kitaran padam tulis litar mikro berjulat dari 10 hingga 100 kali, selepas itu litar mikro gagal. Ini disebabkan oleh kesan merosakkan sinaran ultraungu. Sebagai contoh litar mikro sedemikian, kita boleh menamakan litar mikro siri 573 pengeluaran Rusia, litar mikro siri 27cXXX pengeluaran asing. Cip ini paling kerap menyimpan program BIOS untuk komputer tujuan umum. ROM boleh diprogram semula digambarkan dalam rajah litar seperti yang ditunjukkan dalam rajah

Penetapan peranti ingatan baca sahaja yang boleh diprogram semula pada rajah litar
Jadi, kes dengan tetingkap kuarza adalah sangat mahal, serta bilangan kecil kitaran padam-tulis, yang membawa kepada pencarian cara untuk memadam maklumat daripada EPROM secara elektrik. Terdapat banyak kesulitan yang dihadapi di sepanjang jalan ini, yang kini telah diselesaikan secara praktikal. Pada masa kini, litar mikro dengan pemadaman elektrik maklumat agak meluas. Sebagai sel penyimpanan, mereka menggunakan sel yang sama seperti dalam ROM, tetapi ia dipadamkan oleh potensi elektrik, jadi bilangan kitaran padam-tulis untuk litar mikro ini mencapai 1,000,000 kali. Masa untuk memadamkan sel memori dalam litar mikro tersebut dikurangkan kepada 10 ms. Litar kawalan untuk litar mikro tersebut ternyata rumit, jadi dua arah untuk pembangunan litar mikro ini telah muncul:

1. -> EEPROM
2. -> FLASH – ROM

Penetapan memori baca sahaja yang boleh dipadam secara elektrik pada gambar rajah litar
Baru-baru ini, terdapat kecenderungan untuk mengurangkan saiz EEPROM dengan mengurangkan bilangan kaki luar litar mikro. Untuk melakukan ini, alamat dan data dipindahkan ke dan dari cip melalui port bersiri. Dalam kes ini, dua jenis port bersiri digunakan - port SPI dan port I2C (siri mikro 93cXX dan 24cXX, masing-masing). Siri asing 24cXX sepadan dengan siri domestik litar mikro 558PPX.

Apabila mengakses peranti storan kekal, anda perlu menetapkan alamat sel memori pada bas alamat, dan kemudian melakukan operasi baca daripada cip. Rajah masa ini ditunjukkan dalam rajah

Penetapan memori FLASH pada gambar rajah litar
Anak panah dalam rajah menunjukkan urutan di mana isyarat kawalan harus dijana. Dalam rajah ini, RD ialah isyarat baca, A ialah isyarat pemilihan alamat sel (memandangkan bit individu dalam bas alamat boleh mengambil nilai yang berbeza, laluan peralihan kepada kedua-dua keadaan satu dan sifar ditunjukkan), D ialah maklumat output dibaca daripada sel ROM yang dipilih.