ROM क्या है? ROM की योजना, अनुभाग और मात्रा। रीड-ओनली स्टोरेज डिवाइस ROM में क्या संग्रहित होता है

रीड-ओनली मेमोरी, या रीड-ओनली मेमोरी (ROM या ROM, अंग्रेजी) का उपयोग कंप्यूटर को बूट करने और उसके घटकों के परीक्षण के लिए प्रोग्राम संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। केवल पढ़ने के लिए उपयोग किया जाता है। यह गैर-वाष्पशील है, अर्थात इसमें दर्ज की गई जानकारी कंप्यूटर बंद होने के बाद नहीं बदलती है।

· पहुंच के प्रकार के अनुसार:

· समानांतर पहुंच (समानांतर मोड या रैंडम एक्सेस) के साथ: ऐसी ROM को सिस्टम में RAM एड्रेस स्पेस में एक्सेस किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, K573RF5;

· अनुक्रमिक पहुंच के साथ: ऐसे ROM का उपयोग अक्सर प्रोसेसर या FPGA में स्थिरांक या फर्मवेयर को एक बार लोड करने के लिए किया जाता है, टीवी चैनल सेटिंग्स आदि को स्टोर करने के लिए उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, 93C46, AT17LV512A।

· माइक्रो-सर्किट प्रोग्रामिंग की विधि के अनुसार (उनमें फर्मवेयर लिखना):

· गैर-प्रोग्रामयोग्य रोम;

· ROM को केवल एक विशेष उपकरण की मदद से प्रोग्राम किया जाता है - एक ROM प्रोग्रामर (दोनों एक बार और बार-बार फ़्लैश किया जाता है)। विशेष रूप से, विशेष टर्मिनलों पर गैर-मानक और अपेक्षाकृत उच्च वोल्टेज (+/- 27 वी तक) की आपूर्ति के लिए प्रोग्रामर का उपयोग आवश्यक है।

· इन-सर्किट (री) प्रोग्रामेबल रोम (आईएसपी, इन-सिस्टम प्रोग्रामिंग) - ऐसे माइक्रो-सर्किट में सभी आवश्यक उच्च वोल्टेज का एक जनरेटर होता है, और इसे प्रोग्रामर के बिना और यहां तक ​​कि डीसोल्डरिंग के बिना भी रीफ्लैश किया जा सकता है। मुद्रित सर्किट बोर्ड, प्रोग्रामेटिक रूप से।

नियंत्रण माइक्रोप्रोग्राम अक्सर स्थायी मेमोरी में संग्रहीत होता है तकनीकी उपकरण: टीवी, सेलफोन, विभिन्न नियंत्रक, या एक कंप्यूटर (SPARC मशीनों पर BIOS या OpenBoot)।

RAM का उद्देश्य एवं विशेषताएँ.

रैंडम एक्सेस मेमोरी, या रैंडम एक्सेस मेमोरी (RAM) या रैम, अंग्रेजी) वहप्रोसेसर के प्रसंस्करण कार्यों के दौरान परिवर्तित होने वाली जानकारी को संग्रहीत करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। जानकारी पढ़ने और लिखने दोनों के लिए उपयोग किया जाता है। यह अस्थिर है, अर्थात, कंप्यूटर चालू होने पर ही सभी जानकारी इस मेमोरी में संग्रहीत होती है।

भौतिक रूप से, रैम प्रकार के स्टोरेज डिवाइस को बनाने के लिए डायनेमिक और स्टैटिक मेमोरी चिप्स का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए थोड़ी सी जानकारी सहेजने का मतलब बचत करना है बिजली का आवेश(यह सभी रैम की अस्थिरता की व्याख्या करता है, अर्थात, कंप्यूटर बंद होने पर इसमें संग्रहीत सभी जानकारी का नुकसान)।

कंप्यूटर RAM भौतिक रूप से तत्वों पर क्रियान्वित होती है गतिशील रैम, और अपेक्षाकृत तेज़ माइक्रोप्रोसेसर के साथ अपेक्षाकृत धीमी डिवाइस (हमारे मामले में, गतिशील रैम) के संचालन को समन्वयित करने के लिए, वे कोशिकाओं से निर्मित कार्यात्मक रूप से डिज़ाइन की गई कैश मेमोरी का उपयोग करते हैं स्थिर रैम. इस प्रकार, कंप्यूटर में दोनों प्रकार की RAM एक साथ होती है। शारीरिक रूप से बाह्य कैश मैमोरीइसे बोर्डों पर माइक्रो-सर्किट के रूप में भी लागू किया जाता है जो मदरबोर्ड पर संबंधित स्लॉट में डाले जाते हैं।

पीसी के मूल तत्व.

संरचनात्मक रूप से, पीसी एक केंद्रीय सिस्टम इकाई के रूप में बनाए जाते हैं, जिससे वे कनेक्टर्स - जोड़ों के माध्यम से जुड़े होते हैं बाहरी उपकरण: अतिरिक्त मेमोरी इकाइयाँ, कीबोर्ड, डिस्प्ले, प्रिंटर, आदि।

सिस्टम इकाईआमतौर पर इसमें मदरबोर्ड, बिजली आपूर्ति, डिस्क ड्राइव, कनेक्टर शामिल होते हैं अतिरिक्त उपकरणऔर नियंत्रकों के साथ विस्तार बोर्ड - बाहरी उपकरणों के लिए एडाप्टर।

अक्सर, विभिन्न अनुप्रयोगों में, ऐसी जानकारी संग्रहीत करना आवश्यक होता है जो डिवाइस के संचालन के दौरान नहीं बदलती है। यह माइक्रोकंट्रोलर्स में प्रोग्राम, कंप्यूटर में बूट लोडर (BIOS), सिग्नल प्रोसेसर में डिजिटल फ़िल्टर गुणांक की तालिकाएँ, DDC और DUC, NCO और DDS में साइन और कोसाइन की तालिकाएँ जैसी जानकारी है। लगभग हमेशा इस जानकारी की एक ही समय में आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए स्थायी जानकारी (ROM) संग्रहीत करने के लिए सबसे सरल उपकरण मल्टीप्लेक्सर्स पर बनाए जा सकते हैं। कभी-कभी अनुवादित साहित्य में, स्थायी भंडारण उपकरणों को ROM (रीड ओनली मेमोरी - रीड-ओनली मेमोरी) कहा जाता है। ऐसे रीड-ओनली मेमोरी डिवाइस (ROM) का आरेख चित्र 3.1 में दिखाया गया है।

चित्र 3.1. मल्टीप्लेक्सर पर आधारित रीड-ओनली मेमोरी (ROM) सर्किट।

इस सर्किट में, आठ सिंगल-बिट सेल वाला एक रीड-ओनली मेमोरी डिवाइस बनाया गया है। एक विशिष्ट बिट को एकल-अंकीय सेल में संग्रहीत करना तार को पावर स्रोत में टांका लगाने (एक लिखना) या तार को केस में सील करने (शून्य लिखना) द्वारा किया जाता है। पर सर्किट आरेखऐसे उपकरण को चित्र 3.2 में दिखाए अनुसार निर्दिष्ट किया गया है।

चित्र 3.2. सर्किट आरेखों पर एक स्थायी भंडारण उपकरण का पदनाम।

ROM मेमोरी सेल की क्षमता बढ़ाने के लिए, इन माइक्रो-सर्किट को समानांतर में जोड़ा जा सकता है (आउटपुट और रिकॉर्ड की गई जानकारी स्वाभाविक रूप से स्वतंत्र रहती है)। योजना समानांतर कनेक्शनसिंगल-बिट ROM चित्र 3.3 में दिखाया गया है।

चित्र 3.3 मल्टी-बिट रीड-ओनली मेमोरी (ROM) का योजनाबद्ध।

वास्तविक ROM में, चिप उत्पादन के अंतिम ऑपरेशन - धातुकरण का उपयोग करके जानकारी दर्ज की जाती है। धातुकरण मास्क का उपयोग करके किया जाता है, इसलिए ऐसे ROM को मास्क ROM कहा जाता है। वास्तविक माइक्रो-सर्किट और ऊपर दिए गए सरलीकृत मॉडल के बीच एक और अंतर मल्टीप्लेक्सर के अलावा एक डीमल्टीप्लेक्सर का उपयोग है। यह समाधान एक-आयामी भंडारण संरचना को दो-आयामी में बदलना संभव बनाता है और इस प्रकार, ROM सर्किट के संचालन के लिए आवश्यक डिकोडर सर्किट की मात्रा को काफी कम कर देता है। इस स्थिति को निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया गया है:

चित्र 3.4. मास्क्ड रीड-ओनली मेमोरी (ROM) की सर्किटरी।

मास्क ROM को सर्किट आरेखों में दर्शाया गया है जैसा चित्र 3.5 में दिखाया गया है। इस चिप में मेमोरी सेल के पते पिन A0 ... A9 को दिए जाते हैं। चिप का चयन सीएस सिग्नल द्वारा किया जाता है। इस सिग्नल का उपयोग करके, आप ROM का वॉल्यूम बढ़ा सकते हैं (RAM की चर्चा में CS सिग्नल का उपयोग करने का एक उदाहरण दिया गया है)। माइक्रोसर्किट को आरडी सिग्नल का उपयोग करके पढ़ा जाता है।

चित्र 3.5. सर्किट आरेखों पर मास्क ROM (ROM) का प्रतीकात्मक ग्राफिक पदनाम।

मास्क ROM की प्रोग्रामिंग निर्माता के कारखाने में की जाती है, जो छोटे और मध्यम आकार के उत्पादन बैचों के लिए बहुत असुविधाजनक है, डिवाइस विकास चरण का उल्लेख नहीं करना। स्वाभाविक रूप से, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए, मास्क रोम सबसे सस्ते प्रकार के रोम हैं, और इसलिए वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। रेडियो उपकरणों की छोटी और मध्यम आकार की उत्पादन श्रृंखला के लिए, माइक्रो-सर्किट विकसित किए गए हैं जिन्हें विशेष उपकरणों - प्रोग्रामर में प्रोग्राम किया जा सकता है। इन ROMs में, मेमोरी मैट्रिक्स में कंडक्टरों के स्थायी कनेक्शन को पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने फ़्यूज़िबल लिंक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। ROM उत्पादन के दौरान, सभी जंपर्स बनाए जाते हैं, जो सभी ROM मेमोरी कोशिकाओं में तार्किक इकाइयाँ लिखने के बराबर है। ROM प्रोग्रामिंग प्रक्रिया के दौरान, माइक्रोसर्किट के पावर पिन और आउटपुट को बढ़ी हुई बिजली की आपूर्ति की जाती है। इस स्थिति में, यदि आपूर्ति वोल्टेज (लॉजिकल यूनिट) को ROM के आउटपुट पर आपूर्ति की जाती है, तो जम्पर के माध्यम से कोई करंट प्रवाहित नहीं होगा और जम्पर बरकरार रहेगा। यदि ROM के आउटपुट (केस से जुड़ा) पर कम वोल्टेज स्तर लागू किया जाता है, तो मेमोरी मैट्रिक्स के जम्पर के माध्यम से एक करंट प्रवाहित होगा, जो इसे वाष्पित कर देगा और जब बाद में इस ROM सेल से जानकारी पढ़ी जाएगी, तो a तार्किक शून्य पढ़ा जाएगा.

ऐसे माइक्रो सर्किट कहलाते हैं निर्देशयोग्य ROM (PROM) या PROM और सर्किट आरेखों पर दर्शाए गए हैं जैसा कि चित्र 3.6 में दिखाया गया है। PROM के उदाहरण के रूप में, हम माइक्रो सर्किट 155PE3, 556RT4, 556RT8 और अन्य का नाम दे सकते हैं।

चित्र 3.6. सर्किट आरेखों पर प्रोग्रामयोग्य रीड-ओनली मेमोरी (PROM) का ग्राफिक पदनाम।

प्रोग्रामयोग्य ROM छोटे और मध्यम स्तर के उत्पादन के लिए बहुत सुविधाजनक साबित हुए हैं। हालाँकि, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करते समय, ROM में रिकॉर्ड किए गए प्रोग्राम को बदलना अक्सर आवश्यक होता है। इस स्थिति में, EPROM का पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है, इसलिए एक बार ROM लिखने के बाद, यदि कोई त्रुटि या कोई मध्यवर्ती प्रोग्राम है, तो इसे फेंकना होगा, जो स्वाभाविक रूप से हार्डवेयर विकास की लागत को बढ़ाता है। इस कमी को दूर करने के लिए एक अन्य प्रकार की ROM विकसित की गई जिसे मिटाया और पुनः प्रोग्राम किया जा सकता था।

यूवी-इरेज़ेबल ROM मेमोरी कोशिकाओं पर निर्मित मेमोरी मैट्रिक्स के आधार पर बनाया गया है, जिसकी आंतरिक संरचना निम्नलिखित चित्र में दिखाई गई है:

चित्र 3.7. यूवी और इलेक्ट्रिकल इरेज़ेबल ROM मेमोरी सेल।

सेल एक MOS ट्रांजिस्टर है जिसमें गेट पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बना होता है। फिर, माइक्रोक्रिकिट की निर्माण प्रक्रिया के दौरान, इस गेट को ऑक्सीकृत किया जाता है और परिणामस्वरूप यह सिलिकॉन ऑक्साइड से घिरा होगा - उत्कृष्ट इन्सुलेट गुणों वाला एक ढांकता हुआ। वर्णित सेल में, ROM पूरी तरह से मिटा दिए जाने पर, फ्लोटिंग गेट में कोई चार्ज नहीं होता है, और इसलिए ट्रांजिस्टर करंट का संचालन नहीं करता है। ROM की प्रोग्रामिंग करते समय, फ्लोटिंग गेट के ऊपर स्थित दूसरा गेट सप्लाई किया जाता है उच्च वोल्टेजऔर सुरंग प्रभाव के कारण फ्लोटिंग गेट में आवेश प्रेरित होते हैं। प्रोग्रामिंग वोल्टेज हटा दिए जाने के बाद, प्रेरित चार्ज फ्लोटिंग गेट पर रहता है और इसलिए ट्रांजिस्टर संचालनशील रहता है। ऐसे सेल के फ्लोटिंग गेट पर चार्ज दशकों तक संग्रहीत किया जा सकता है।

ब्लॉक आरेखवर्णित रीड ओनली मेमोरी पहले वर्णित मास्क ROM से भिन्न नहीं है। अंतर केवल इतना है कि फ़्यूज़िबल जम्पर के स्थान पर ऊपर वर्णित सेल का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की ROM को रिप्रोग्रामेबल रीड ओनली मेमोरी (EPROM) या EPROM कहा जाता है। आरपीओएम में, पहले से दर्ज की गई जानकारी पराबैंगनी विकिरण का उपयोग करके मिटा दी जाती है। इस प्रकाश को सेमीकंडक्टर क्रिस्टल तक स्वतंत्र रूप से पारित करने के लिए, ROM चिप के आवास में एक क्वार्ट्ज ग्लास विंडो बनाई गई है।

जब एक EPROM चिप विकिरणित होती है, तो सिलिकॉन ऑक्साइड के इन्सुलेट गुण नष्ट हो जाते हैं, फ्लोटिंग गेट से संचित चार्ज अर्धचालक की मात्रा में प्रवाहित होता है, और मेमोरी सेल का ट्रांजिस्टर बंद अवस्था में चला जाता है। आरपीओएम चिप को मिटाने का समय 10 से 30 मिनट तक होता है।

EPROM चिप्स के लिखने-मिटाने के चक्रों की संख्या 10 से 100 गुना तक होती है, जिसके बाद EPROM चिप विफल हो जाती है। यह सिलिकॉन ऑक्साइड पर पराबैंगनी विकिरण के विनाशकारी प्रभाव के कारण है। EPROM माइक्रो-सर्किट के उदाहरण के रूप में, हम रूसी-निर्मित 573 श्रृंखला के माइक्रो-सर्किट और विदेशी निर्मित 27cXXX श्रृंखला के माइक्रो-सर्किट का नाम ले सकते हैं। आरपीओएम अक्सर यूनिवर्सल कंप्यूटर के BIOS प्रोग्राम को संग्रहीत करता है। आरपीओएम को सर्किट आरेखों पर दर्शाया गया है जैसा चित्र 3.8 में दिखाया गया है।

चित्र 3.8. सर्किट आरेखों पर EPROM का प्रतीकात्मक ग्राफिक पदनाम।

चूंकि क्वार्ट्ज विंडो वाले केस बहुत महंगे हैं, साथ ही लिखने और मिटाने के चक्रों की कम संख्या के कारण, उन्होंने ROM से विद्युत रूप से जानकारी मिटाने के तरीकों की खोज की है। इस रास्ते में कई कठिनाइयां आईं, जिनका अब व्यावहारिक रूप से समाधान हो गया है। आजकल, सूचना को विद्युत रूप से मिटाने वाले माइक्रो-सर्किट काफी व्यापक हैं। भंडारण सेल के रूप में, वे ROM के समान ही कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, लेकिन वे विद्युत क्षमता से मिट जाते हैं, इसलिए इन माइक्रोसर्किट के लिए लिखने-मिटाने के चक्रों की संख्या 1,000,000 गुना तक पहुंच जाती है। ऐसी ROM में मेमोरी सेल को मिटाने का समय 10 एमएस तक कम हो जाता है। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य प्रोग्रामयोग्य ROM के लिए नियंत्रण सर्किट जटिल हो गया, इसलिए इन माइक्रोसर्किट के विकास के लिए दो दिशाएँ सामने आईं:

1. EEPROM - विद्युत रूप से मिटाने योग्य प्रोग्रामयोग्य रीड-ओनली मेमोरी

विद्युत रूप से मिटाने योग्य EEPROM अधिक महंगे और आकार में छोटे होते हैं, लेकिन वे आपको प्रत्येक मेमोरी सेल को अलग से फिर से लिखने की अनुमति देते हैं। परिणामस्वरूप, ये चिप्स हैं अधिकतम संख्यालिखने-मिटाने का चक्र। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य ROM के अनुप्रयोग का क्षेत्र डेटा का भंडारण है जिसे बिजली बंद होने पर मिटाया नहीं जाना चाहिए। ऐसे माइक्रो-सर्किट में घरेलू माइक्रो-सर्किट 573РР3, 558РР3 और 28cXX श्रृंखला के विदेशी EEPROM माइक्रो-सर्किट शामिल हैं। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य ROM को सर्किट आरेखों पर निर्दिष्ट किया गया है जैसा कि चित्र 3.9 में दिखाया गया है।

चित्र 9. सर्किट आरेखों पर विद्युत रूप से मिटाने योग्य रीड-ओनली मेमोरी (ईईपीरोम) का ग्राफिक पदनाम।

हाल ही में, माइक्रो-सर्किट के बाहरी पिनों की संख्या को कम करके EEPROM के आकार को कम करने की प्रवृत्ति देखी गई है। ऐसा करने के लिए, पते और डेटा को एक सीरियल पोर्ट के माध्यम से चिप से स्थानांतरित किया जाता है। इस मामले में, दो प्रकार के सीरियल पोर्ट का उपयोग किया जाता है - SPI पोर्ट और I2C पोर्ट (माइक्रोसर्किट क्रमशः 93cXX और 24cXX श्रृंखला)। विदेशी 24cXX श्रृंखला माइक्रोसर्किट की घरेलू 558PPX श्रृंखला से मेल खाती है।

फ्लैश - रोम ईईपीरोम से इस मायने में भिन्न होते हैं कि मिटाना प्रत्येक सेल पर अलग से नहीं किया जाता है, बल्कि पूरे माइक्रोक्रिकिट पर या इस माइक्रोक्रिकिट के मेमोरी मैट्रिक्स के एक ब्लॉक पर किया जाता है, जैसा कि ईईपीरोम में किया गया था।

चित्र 3.10. सर्किट आरेखों पर फ्लैश मेमोरी का प्रतीकात्मक ग्राफिक पदनाम।

स्थायी स्टोरेज डिवाइस तक पहुंचने पर, आपको पहले एड्रेस बस पर मेमोरी सेल का पता सेट करना होगा, और फिर चिप से रीड ऑपरेशन करना होगा। यह समय आरेख चित्र 3.11 में दिखाया गया है।

चित्र 3.11. ROM से जानकारी पढ़ने के लिए संकेतों के समय आरेख।

चित्र 3.11 में, तीर उस क्रम को दर्शाते हैं जिसमें नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न होने चाहिए। इस चित्र में, आरडी रीड सिग्नल है, ए सेल एड्रेस चयन सिग्नल है (चूंकि एड्रेस बस में अलग-अलग बिट्स अलग-अलग मान ले सकते हैं, एक और शून्य दोनों स्थितियों में संक्रमण पथ दिखाए जाते हैं), डी आउटपुट जानकारी पढ़ी गई है चयनित ROM सेल से.

4. दिए गए शब्दों को बाइनरी फॉर्म में दर्शाते हुए, दो के पूरक कोड में अतिरिक्त ऑपरेशन करें:

1) + 45 2) - 45

- 20 + 20

समाधान:

1) x 1 = 45 = 0.101101 पीआर

x 2 = - 20 = 1.010100 पीआर = 1.101011 एआर = 1.101100 अतिरिक्त

+ 1,101100

उत्तर: 0.011001 पीआर = 25 10

2) x 1 = - 45 = 1.101101 पीआर

x 2 = 20 = 0.010100 पीआर

+ 0,010100

उत्तर: 1.100111 अतिरिक्त = 1.011000 एआर = 1.011001 पूर्व = - 25 10

प्रश्न संख्या 5.

निम्नलिखित कार्य पूर्ण करें:

1) एसएनडीएफ में तार्किक फ़ंक्शन लिखें;

2) कर्णघ मानचित्रों का उपयोग करके तार्किक फ़ंक्शन को कम करें;

जानना ज़रूरी है RAM और ROM के बीच अंतर. यदि आप इस अंतर को समझ लेंगे तो आप बेहतर ढंग से समझ पाएंगे कि कंप्यूटर कैसे काम करता है। RAM और ROM जैसे विभिन्न प्रकारभंडारण उपकरण, और वे दोनों कंप्यूटर में डेटा संग्रहीत करते हैं। इस लेख में हम आपको RAM और ROM इन दोनों मेमोरी के बीच मुख्य अंतर के बारे में बताएंगे।

रैंडम एक्सेस मेमोरी (रैम)

RAM एक प्रकार की मेमोरी है जो संग्रहीत डेटा को किसी भी क्रम में और मेमोरी में किसी भी भौतिक स्थान से एक्सेस करने की अनुमति देती है। RAM को नए डेटा के साथ पढ़ा और लिखा जा सकता है। रैम का मुख्य लाभ यह है कि किसी भी डेटा तक पहुंचने में लगभग समान समय लगता है, भले ही डेटा का स्थान कुछ भी हो। यह RAM को बहुत तेज़ मेमोरी बनाता है। कंप्यूटर मेमोरी से बहुत तेज़ी से पढ़ सकते हैं, और वे रैम में बहुत तेज़ी से नया डेटा भी लिख सकते हैं।

RAM कैसी दिखती है?

व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पारंपरिक मेमोरी चिप्स को आसानी से प्लग इन किया जा सकता है और आउटपुट में प्लग किया जा सकता है मदरबोर्डकंप्यूटर। निम्नलिखित चित्र मेमोरी चिप्स दिखाता है।

केवल पढ़ने योग्य मेमोरी (ROM)

जैसा कि नाम से पता चलता है, डेटा ROM पर केवल एक बार और हमेशा के लिए लिखा जाता है। इसके बाद डेटा केवल कंप्यूटर द्वारा ही पढ़ा जा सकता है। रीड-ओनली मेमोरी का उपयोग अक्सर कंप्यूटर में स्थायी निर्देश स्थापित करने के लिए किया जाता है। ये निर्देश कभी नहीं बदलेंगे. ROM चिप्स की दुकान बुनियादी इनपुट/आउटपुट प्रणाली(BIOS) कंप्यूटर का. निम्नलिखित चित्र व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ROM BIOS चिप को दर्शाता है।

RAM और ROM के बीच अंतर

निम्न तालिका इनके बीच मुख्य अंतरों को सूचीबद्ध करती है यादृच्छिक अभिगमऔर केवलके लिए पढ़ने की स्मृति.

RAM और ROM आधुनिक का एक अभिन्न अंग हैं कंप्यूटर प्रणाली. क्या आप जानना चाहते हैं कि डिस्क कब चल रही है और रैम कब चल रही है? ठीक है, जब आप अपना कंप्यूटर चालू करते हैं, तो आपको कुछ सफेद टेक्स्ट के साथ एक काली स्क्रीन दिखाई दे सकती है। यह टेक्स्ट ROM से है. ROM निर्देश आपके कंप्यूटर को चालू करने के पहले कुछ सेकंड तक नियंत्रित करते हैं। इस दौरान निर्देशानुसार " , साथ कैसे पढ़ें हार्ड ड्राइव", "स्क्रीन पर कैसे प्रिंट करें" ROM से लोड किया गया। एक बार जब कंप्यूटर इन बुनियादी कार्यों को करने में सक्षम हो जाता है, ऑपरेटिंग सिस्टम(विंडोज/लिनक्स/ओएसएक्स इत्यादि) को हार्ड ड्राइव से पढ़ा जाएगा और रैम में लोड किया जाएगा। निम्नलिखित वीडियो RAM बनाम ROM अवधारणा को और अधिक समझाता है।

जब आप माइक्रोसॉफ्ट वर्ड जैसा कोई प्रोग्राम खोलते हैं, तो प्रोग्राम आपके कंप्यूटर की हार्ड ड्राइव से रैम में लोड हो जाता है।

हमें उम्मीद है कि इस लेख से आपको RAM और ROM के बीच मुख्य अंतर को समझने में मदद मिली होगी। यदि आपके पास इस विषय से संबंधित कोई प्रश्न है, तो कृपया बेझिझक टिप्पणी अनुभाग में पूछें। हम आपकी मदद करने की कोशिश करेंगे. टेकवेल्किन का उपयोग करने के लिए धन्यवाद!

| केवल पढ़ने योग्य मेमोरी (ROM)

यूवी इरेज़ के साथ इंटेल 1702 ईपीरोम चिप
केवल पढ़ने योग्य मेमोरी (ROM)- गैर-वाष्पशील मेमोरी, अपरिवर्तनीय डेटा की एक श्रृंखला को संग्रहीत करने के लिए उपयोग की जाती है।

ROM के ऐतिहासिक प्रकार

इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी और कंप्यूटर के विकास के साथ, हाई-स्पीड ROM की आवश्यकता उत्पन्न हुई। वैक्यूम इलेक्ट्रॉनिक्स के युग में, पोटेंशियलस्कोप, मोनोस्कोप और बीम लैंप के आधार पर ROM का उपयोग किया जाता था। ट्रांजिस्टर पर आधारित कंप्यूटरों में, प्लग मैट्रिसेस का व्यापक रूप से छोटी क्षमता वाले ROM के रूप में उपयोग किया जाता था। यदि बड़ी मात्रा में डेटा संग्रहीत करना आवश्यक था (पहली पीढ़ी के कंप्यूटरों के लिए - कई दसियों किलोबाइट), तो फेराइट रिंगों पर आधारित रोम का उपयोग किया गया था (उन्हें समान प्रकार की रैम के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए)। यह इस प्रकार के ROM से है कि "फर्मवेयर" शब्द की उत्पत्ति हुई है - सेल की तार्किक स्थिति रिंग के चारों ओर तार को घुमाने की दिशा द्वारा निर्धारित की गई थी। चूँकि फेराइट रिंगों की एक श्रृंखला के माध्यम से एक पतली तार खींचनी होती थी, इस ऑपरेशन को करने के लिए सिलाई सुइयों के समान धातु की सुइयों का उपयोग किया जाता था। और ROM को जानकारी से भरने की प्रक्रिया स्वयं सिलाई प्रक्रिया की याद दिलाती थी।

ROM कैसे काम करता है? ROM के आधुनिक प्रकार

मल्टीप्लेक्सर पर आधारित रीड-ओनली मेमोरी सर्किट
इस सर्किट में, आठ सिंगल-बिट सेल वाला एक रीड-ओनली मेमोरी डिवाइस बनाया गया है। एक विशिष्ट बिट को एकल-अंकीय सेल में संग्रहीत करना तार को पावर स्रोत में टांका लगाने (एक लिखना) या तार को केस में सील करने (शून्य लिखना) द्वारा किया जाता है। सर्किट आरेखों पर ऐसे उपकरण को चित्र में दिखाए अनुसार निर्दिष्ट किया गया है

सर्किट आरेखों पर एक स्थायी भंडारण उपकरण का पदनाम
ROM मेमोरी सेल की क्षमता बढ़ाने के लिए, इन माइक्रो-सर्किट को समानांतर में जोड़ा जा सकता है (आउटपुट और रिकॉर्ड की गई जानकारी स्वाभाविक रूप से स्वतंत्र रहती है)। सिंगल-बिट ROM का समानांतर कनेक्शन आरेख निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है

मल्टी-बिट ROM सर्किट
वास्तविक ROM में, चिप उत्पादन के अंतिम ऑपरेशन - धातुकरण का उपयोग करके जानकारी दर्ज की जाती है। धातुकरण एक मास्क का उपयोग करके किया जाता है, यही कारण है कि ऐसे ROM को कहा जाता है मुखौटा रोम. वास्तविक माइक्रो-सर्किट और ऊपर दिए गए सरलीकृत मॉडल के बीच एक और अंतर मल्टीप्लेक्सर के अलावा एक डीमल्टीप्लेक्सर का उपयोग है। यह समाधान एक आयामी भंडारण संरचना को बहुआयामी में बदलना संभव बनाता है और, जिससे ROM सर्किट के संचालन के लिए आवश्यक डिकोडर सर्किट की मात्रा काफी कम हो जाती है। इस स्थिति को निम्नलिखित चित्र द्वारा दर्शाया गया है:

मास्क रीड-ओनली मेमोरी सर्किट
मास्क रोम को सर्किट आरेख में दर्शाया गया है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। इस चिप में मेमोरी सेल के पते पिन A0 ... A9 को दिए जाते हैं। चिप का चयन सीएस सिग्नल द्वारा किया जाता है। इस सिग्नल का उपयोग करके, आप ROM का वॉल्यूम बढ़ा सकते हैं (RAM की चर्चा में CS सिग्नल का उपयोग करने का एक उदाहरण दिया गया है)। माइक्रोसर्किट को आरडी सिग्नल का उपयोग करके पढ़ा जाता है।

मास्क ROM की प्रोग्रामिंग निर्माता के कारखाने में की जाती है, जो छोटे और मध्यम आकार के उत्पादन बैचों के लिए बहुत असुविधाजनक है, डिवाइस विकास चरण का उल्लेख नहीं करना। स्वाभाविक रूप से, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए, मास्क रोम सबसे सस्ते प्रकार के रोम हैं, और इसलिए वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। रेडियो उपकरणों की छोटी और मध्यम आकार की उत्पादन श्रृंखला के लिए, माइक्रो-सर्किट विकसित किए गए हैं जिन्हें विशेष उपकरणों - प्रोग्रामर में प्रोग्राम किया जा सकता है। इन चिप्स में मेमोरी मैट्रिक्स में कंडक्टरों के स्थायी कनेक्शन को पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बने फ़्यूज़िबल लिंक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। माइक्रोसर्किट के उत्पादन के दौरान, सभी जंपर्स बनाए जाते हैं, जो सभी मेमोरी कोशिकाओं में तार्किक इकाइयों को लिखने के बराबर है। प्रोग्रामिंग प्रक्रिया के दौरान, माइक्रोसर्किट के पावर पिन और आउटपुट को बढ़ी हुई बिजली की आपूर्ति की जाती है। इस मामले में, यदि आपूर्ति वोल्टेज (तार्किक इकाई) को माइक्रोक्रिकिट के आउटपुट पर आपूर्ति की जाती है, तो जम्पर के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होगी और जम्पर बरकरार रहेगा। यदि माइक्रोक्रिकिट (केस से जुड़ा) के आउटपुट पर कम वोल्टेज स्तर लागू किया जाता है, तो जम्पर के माध्यम से एक करंट प्रवाहित होगा, जो इस जम्पर को वाष्पित कर देगा और जब बाद में इस सेल से जानकारी पढ़ी जाएगी, तो एक तार्किक शून्य होगा पढ़ना।

ऐसे माइक्रो सर्किट कहलाते हैं निर्देशयोग्य ROM (PROM) और सर्किट आरेखों पर दर्शाया गया है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। उदाहरण के तौर पर, हम माइक्रो सर्किट 155PE3, 556PT4, 556PT8 और अन्य का नाम ले सकते हैं।

सर्किट आरेखों पर प्रोग्रामयोग्य रीड-ओनली मेमोरी का पदनाम
प्रोग्रामयोग्य ROM छोटे और मध्यम स्तर के उत्पादन के लिए बहुत सुविधाजनक साबित हुए हैं। हालाँकि, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को विकसित करते समय, ROM में रिकॉर्ड किए गए प्रोग्राम को बदलना अक्सर आवश्यक होता है। इस स्थिति में, EPROM का पुन: उपयोग नहीं किया जा सकता है, इसलिए एक बार ROM लिखने के बाद, यदि कोई त्रुटि या कोई मध्यवर्ती प्रोग्राम है, तो इसे फेंकना होगा, जो स्वाभाविक रूप से हार्डवेयर विकास की लागत को बढ़ाता है। इस कमी को दूर करने के लिए एक अन्य प्रकार की ROM विकसित की गई जिसे मिटाया और पुनः प्रोग्राम किया जा सकता था।

यूवी मिटाने योग्य रोममेमोरी कोशिकाओं पर निर्मित स्टोरेज मैट्रिक्स के आधार पर बनाया गया है, जिसकी आंतरिक संरचना निम्नलिखित चित्र में दिखाई गई है:

यूवी- और विद्युत रूप से मिटाने योग्य ROM मेमोरी सेल
सेल एक MOS ट्रांजिस्टर है जिसमें गेट पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन से बना होता है। फिर, माइक्रोक्रिकिट की निर्माण प्रक्रिया के दौरान, इस गेट को ऑक्सीकृत किया जाता है और परिणामस्वरूप यह सिलिकॉन ऑक्साइड से घिरा होगा - उत्कृष्ट इन्सुलेट गुणों वाला एक ढांकता हुआ। वर्णित सेल में, ROM पूरी तरह से मिटा दिए जाने पर, फ्लोटिंग गेट में कोई चार्ज नहीं होता है, और इसलिए ट्रांजिस्टर करंट का संचालन नहीं करता है। माइक्रोसर्किट की प्रोग्रामिंग करते समय, फ्लोटिंग गेट के ऊपर स्थित दूसरे गेट पर एक उच्च वोल्टेज लागू किया जाता है और सुरंग प्रभाव के कारण फ्लोटिंग गेट में चार्ज प्रेरित होते हैं। फ्लोटिंग गेट पर प्रोग्रामिंग वोल्टेज हटा दिए जाने के बाद, प्रेरित चार्ज बना रहता है और इसलिए, ट्रांजिस्टर एक संचालन स्थिति में रहता है। फ्लोटिंग गेट पर चार्ज दशकों तक संग्रहीत किया जा सकता है।

रीड-ओनली मेमोरी डिवाइस का संरचनात्मक आरेख पहले वर्णित मास्क ROM से भिन्न नहीं है। जंपर के स्थान पर उपयोग की जाने वाली एकमात्र चीज़ ऊपर वर्णित सेल है। रिप्रोग्रामेबल ROM में, पहले से रिकॉर्ड की गई जानकारी पराबैंगनी विकिरण का उपयोग करके मिटा दी जाती है। इस प्रकाश को अर्धचालक क्रिस्टल तक स्वतंत्र रूप से पारित करने के लिए, चिप बॉडी में एक क्वार्ट्ज ग्लास खिड़की बनाई गई है।

जब माइक्रोसर्किट विकिरणित होता है, तो सिलिकॉन ऑक्साइड के इन्सुलेट गुण नष्ट हो जाते हैं और फ्लोटिंग गेट से संचित चार्ज अर्धचालक की मात्रा में प्रवाहित होता है और मेमोरी सेल का ट्रांजिस्टर बंद अवस्था में चला जाता है। माइक्रो सर्किट को मिटाने का समय 10 से 30 मिनट तक होता है।

माइक्रो-सर्किट के लिखने-मिटाने के चक्रों की संख्या 10 से 100 गुना तक होती है, जिसके बाद माइक्रो-सर्किट विफल हो जाता है। यह पराबैंगनी विकिरण के हानिकारक प्रभावों के कारण है। ऐसे माइक्रो-सर्किट के उदाहरण के रूप में, हम रूसी उत्पादन की 573 श्रृंखला के माइक्रो-सर्किट, विदेशी उत्पादन की 27cXXX श्रृंखला के माइक्रो-सर्किट का नाम ले सकते हैं। ये चिप्स अक्सर सामान्य प्रयोजन के कंप्यूटरों के लिए BIOS प्रोग्राम संग्रहीत करते हैं। रिप्रोग्रामेबल ROM को सर्किट आरेख में दर्शाया गया है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है

सर्किट आरेखों पर रिप्रोग्रामेबल रीड-ओनली मेमोरी डिवाइस का पदनाम
इसलिए, क्वार्ट्ज विंडो वाले मामले बहुत महंगे हैं, साथ ही लिखने-मिटाने के चक्रों की कम संख्या है, जिसके कारण ईपीरोम से विद्युत रूप से जानकारी मिटाने के तरीकों की खोज की गई। इस रास्ते में कई कठिनाइयां आईं, जिनका अब व्यावहारिक रूप से समाधान हो गया है। आजकल, सूचना को विद्युत रूप से मिटाने वाले माइक्रो-सर्किट काफी व्यापक हैं। भंडारण सेल के रूप में, वे ROM के समान ही कोशिकाओं का उपयोग करते हैं, लेकिन वे विद्युत क्षमता से मिट जाते हैं, इसलिए इन माइक्रोसर्किट के लिए लिखने-मिटाने के चक्रों की संख्या 1,000,000 गुना तक पहुंच जाती है। ऐसे माइक्रो-सर्किट में मेमोरी सेल को मिटाने का समय 10 एमएस तक कम हो जाता है। ऐसे माइक्रो-सर्किट का नियंत्रण सर्किट जटिल निकला, इसलिए इन माइक्रो-सर्किट के विकास की दो दिशाएँ सामने आईं:

1. ->ईईपीरोम
2. -> फ़्लैश - ROM

विद्युत रूप से मिटाने योग्य PROM अधिक महंगे और आकार में छोटे होते हैं, लेकिन वे आपको प्रत्येक मेमोरी सेल को अलग से फिर से लिखने की अनुमति देते हैं। परिणामस्वरूप, इन माइक्रो-सर्किट में लिखने-मिटाने के चक्रों की अधिकतम संख्या होती है। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य ROM के अनुप्रयोग का क्षेत्र डेटा का भंडारण है जिसे बिजली बंद होने पर मिटाया नहीं जाना चाहिए। ऐसे माइक्रो-सर्किट में घरेलू माइक्रो-सर्किट 573РР3, 558РР और 28cXX श्रृंखला के विदेशी माइक्रो-सर्किट शामिल हैं। विद्युतीय रूप से मिटाने योग्य ROM को चित्र में दर्शाए अनुसार दर्शाया गया है।

सर्किट आरेखों पर विद्युत रूप से मिटाने योग्य रीड-ओनली मेमोरी का पदनाम
हाल ही में, माइक्रो-सर्किट के बाहरी पैरों की संख्या को कम करके EEPROM के आकार को कम करने की प्रवृत्ति रही है। ऐसा करने के लिए, पते और डेटा को एक सीरियल पोर्ट के माध्यम से चिप से स्थानांतरित किया जाता है। इस मामले में, दो प्रकार के सीरियल पोर्ट का उपयोग किया जाता है - SPI पोर्ट और I2C पोर्ट (माइक्रोसर्किट क्रमशः 93cXX और 24cXX श्रृंखला)। विदेशी 24cXX श्रृंखला माइक्रोसर्किट की घरेलू 558PPX श्रृंखला से मेल खाती है।

फ्लैश - रोम ईईपीरोम से इस मायने में भिन्न होते हैं कि मिटाना प्रत्येक सेल पर अलग से नहीं किया जाता है, बल्कि पूरे माइक्रोक्रिकिट पर या इस माइक्रोक्रिकिट के मेमोरी मैट्रिक्स के एक ब्लॉक पर किया जाता है, जैसा कि ईईपीरोम में किया गया था।

स्थायी स्टोरेज डिवाइस तक पहुंचने पर, आपको पहले एड्रेस बस पर मेमोरी सेल का पता सेट करना होगा, और फिर चिप से रीड ऑपरेशन करना होगा। यह समय आरेख चित्र में दिखाया गया है

सर्किट आरेखों पर फ्लैश मेमोरी का पदनाम
चित्र में तीर उस क्रम को दर्शाते हैं जिसमें नियंत्रण सिग्नल उत्पन्न होने चाहिए। इस चित्र में, आरडी रीड सिग्नल है, ए सेल एड्रेस चयन सिग्नल है (चूंकि एड्रेस बस में अलग-अलग बिट्स अलग-अलग मान ले सकते हैं, एक और शून्य दोनों स्थितियों में संक्रमण पथ दिखाए जाते हैं), डी आउटपुट जानकारी पढ़ी गई है चयनित ROM सेल से.

सभी रीड ओनली मेमोरी डिवाइस (ROM) को निम्नलिखित समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

● निर्माण के समय प्रोग्रामयोग्य (ROM या ROM के रूप में निर्दिष्ट);

● एक बार की प्रोग्रामिंग के साथ, उपयोगकर्ता को मेमोरी मैट्रिक्स की स्थिति को एक बार विद्युत रूप से बदलने की अनुमति मिलती है दिया गया कार्यक्रम(प्रोम या PROM के रूप में नामित);

● पुन: प्रोग्राम करने योग्य (पुन: प्रोग्राम करने योग्य), एकाधिक विद्युत पुन: प्रोग्रामिंग की संभावना के साथ, सूचना के विद्युत या पराबैंगनी विलोपन के साथ (जिसे RPROM या RPROM कहा जाता है)।

मेमोरी का विस्तार करते समय आउटपुट को संयोजित करने की क्षमता प्रदान करने के लिए, सभी ROM में त्रि-राज्य आउटपुट या ओपन कलेक्टर आउटपुट होते हैं।

(xtypo_quote) EEPROM में, ड्राइव को नाइक्रोम या अन्य दुर्दम्य सामग्री से बने फ़्यूज़िबल लिंक के साथ स्टोरेज सेल पर बनाया जाता है। रिकॉर्डिंग प्रक्रिया में फ़्यूज़िबल लिंक को चुनिंदा रूप से जलाना शामिल है। (/xtypo_quote)
ROM में, स्टोरेज सेल MOS प्रौद्योगिकियों के आधार पर बनाए जाते हैं। दो अलग-अलग ढांकता हुआ मीडिया या एक संचालन और ढांकता हुआ माध्यम के बीच की सीमा पर चार्ज भंडारण की विभिन्न भौतिक घटनाओं का उपयोग किया जाता है।

पहले मामले में, एमओएस ट्रांजिस्टर के गेट के नीचे ढांकता हुआ दो परतों से बना है: सिलिकॉन नाइट्राइड और सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiN 4 - SiO 2)। यह पता चला कि जटिल SiN 4 - SiO 2 संरचना में, जब विद्युत वोल्टेज बदलता है, तो दो परतों के बीच इंटरफेस पर चार्ज हिस्टैरिसीस होता है, जिससे मेमोरी सेल बनाना संभव हो जाता है।

दूसरे मामले में, मेमोरी सेल का आधार एक फ्लोटिंग गेट (AFL MOS) के साथ एक हिमस्खलन इंजेक्शन MOSFET ट्रांजिस्टर है। ऐसे ट्रांजिस्टर की सरलीकृत संरचना चित्र में दिखाई गई है। 3.77.
एक फ्लोटिंग गेट वाले हिमस्खलन इंजेक्शन ट्रांजिस्टर में, पर्याप्त उच्च नाली वोल्टेज पर, ढांकता हुआ का एक प्रतिवर्ती हिमस्खलन टूटना होता है, और चार्ज वाहक को फ्लोटिंग गेट क्षेत्र में इंजेक्ट किया जाता है। चूँकि फ्लोटिंग गेट ढांकता हुआ से घिरा हुआ है, रिसाव धारा छोटी है और सूचना भंडारण लंबी अवधि (दसियों वर्ष) के लिए सुनिश्चित किया जाता है। जब वोल्टेज को मुख्य द्वार पर लागू किया जाता है, तो सुरंग प्रभाव के कारण चार्ज विघटित हो जाता है, अर्थात। जानकारी मिटाना.

यहां ROM की कुछ विशेषताएं दी गई हैं (तालिका 3.1)।

उद्योग बड़ी संख्या में ROM चिप्स का उत्पादन करता है। आइए उदाहरण के तौर पर दो ROM चिप्स लें (चित्र 3.78)।

आरेखों में निम्नलिखित पदनामों का उपयोग किया जाता है: ए आई - पता इनपुट; डी आई - सूचना आउटपुट; सीएस-चिप चयन; सीई - बाहर निकलने की अनुमति।

K573RF5 चिप पराबैंगनी विलोपन के साथ एक रिप्रोग्रामेबल ROM (RPM) है, जिसकी संरचना 2Kx8 है। इनपुट और आउटपुट के संदर्भ में, यह माइक्रोक्रिकिट टीटीएल संरचनाओं के साथ संगत है। K556RT5 चिप एक बार प्रोग्राम करने योग्य ROM है, जो TTLSH संरचनाओं, TTL संरचनाओं के साथ संगत इनपुट और आउटपुट के आधार पर बनाई गई है, जिसमें 512-बिट x8 संरचना है।