唯讀存儲器

唯讀存儲器

唯讀存儲器(英語:Read-Only Memory,簡稱:ROM)。ROM所存數據,一般是裝入整機前事先寫好的,整機工作過程中只能讀出,而不像隨機存儲器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數據穩定 ,斷電後所存數據也不會改變;其結構較簡單,讀出較方便,因而常用於存儲各種固定程式和數據。

除少數品種的唯讀存儲器(如字元發生器)可以通用之外,不同用戶所需唯讀存儲器的內容不同。為便於使用和大批量生產,進一步發展了可程式唯讀存儲器(PROM)、可擦可程式序唯讀存儲器(EPROM)和帶電可擦可程式唯讀存儲器(EEPROM)。例如早期的個人電腦如Apple II或IBM PC XT/AT的開機程式(作業系統)或是其他各種微電腦系統中的軔體(Firmware)。

基本介紹

  • 中文名:唯讀存儲器
  • 外文名:Read-Only Memory
  • 簡稱:ROM
特點,種類,使用範圍,工作原理,

特點

唯讀存儲器的特點是只能讀出不能隨意寫入信息,在主機板上的ROM裡面固化了一個基本輸入/輸出系統,稱為BIOS(基本輸入輸出系統)。其主要作用是完成對系統的加電自檢、系統中各功能模組的初始化、系統的基本輸入/輸出的驅動程式及引導作業系統。

種類

ROM
唯讀記憶體(Read-Only Memory)是一種只能讀取資料的記憶體。在製造過程中,將資料以一特製光罩(mask)燒錄於線路中,其資料內容在寫入後就不能更改,所以有時又稱為“光罩式唯讀記憶體”(mask ROM)。此記憶體的製造成本較低,常用於電腦中的開機啟動。
CDROMCDROM
可程式唯讀存儲器
可程式唯讀存儲器(英文:Programmable ROM,簡稱:PROM)一般可程式一次。PROM存儲器出廠時各個存儲單元皆為1,或皆為0。用戶使用時,再使用編程的方法使PROM存儲所需要的數據。
PROM需要用電和光照的方法來編寫與存放的程式和信息。但僅僅只能編寫一次,第一次寫入的信息就被永久性地保存起來。例如,雙極性PROM有兩種結構:一種是熔絲燒斷型,一種是PN結擊穿型。它們只能進行一次性改寫,一旦編程完畢,其內容便是永久性的。由於可靠性差,又是一次性編程,目前較少使用。
可程式可擦除唯讀存儲器
可程式可擦除唯讀存儲器(英文:Erasable Programmable Read Only Memory,簡稱:EPROM)可多次編程。這是一種便於用戶根據需要來寫入,並能把已寫入的內容擦去後再改寫,即是一種多次改寫的ROM。由於能夠改寫,因此能對寫入的信息進行校正,在修改錯誤後再重新寫入。
擦除遠存儲內容的方法可以採用以下方法:電的方法(稱電可改寫ROM)或用紫外線照射的方法(稱光可改寫ROM)。光可改寫ROM可利用高電壓將資料編程寫入,抹除時將線路曝光於紫外線下,則資料可被清空,並且可重複使用。通常在封裝外殼上會預留一個石英透明窗以方便曝光。
一次編程唯讀記憶體
一次編程唯讀記憶體(One Time Programmable Read Only Memory,OPTROM)之寫入原理同EPROM,但是為了節省成本,編程寫入之後就不再抹除,因此不設定透明窗。
電子可擦除可程式唯讀存儲器
電子可擦除可程式唯讀存儲器(英文:Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,簡稱:EPROM)之運作原理類似EPROM,但是抹除的方式是使用高電場來完成,因此不需要透明窗。
閃速存儲器
閃速存儲器(英文:Flash memory)是英特爾公司90年代中期發明的一種高密度、非易失性的讀/寫半導體存儲器它既有EEPROM的特點,又有RAM的特點,因而是一種全新的存儲結構。

使用範圍

RAM-RandomAccessMemory易揮發性隨機存取存儲器,高速存取,讀寫時間相等,且與地址無關,如計算機記憶體等。
ROM-Read Only Memory唯讀存儲器。斷電後信息不丟失,如計算機啟動用的BIOS晶片。存取速度很低,(較RAM而言)且不能改寫。由於不能改寫信息,不能升級,現已很少使用。
EPROM,EEPROM,Flash ROM(NOR Flash 和 NADN Flash),性能同ROM,但可改寫,一般讀比寫快,寫需要比讀高的電壓,(讀5V寫12V)但Flash可以在相同電壓下讀寫,且容量大成本低,如隨身碟MP3中使用廣泛。在計算機系統里,RAM一般用作記憶體,ROM用來存放一些硬體的驅動程式,也就是固件

工作原理

地址解碼器根據輸入地址選擇某條輸出(稱字線),由它再去驅動該字線的各位線,以便讀出字線上各存儲單元所儲存的代碼。下圖a是以熔絲為存儲元件的8×4ROM(通常以“字線×位線”來表示存儲器的存儲容量)的原理圖。它以保留熔絲表示存入的是“0”,以熔斷熔絲表示存入的是“1”。例如,存入字1的是“1011”。在ROM中,一般都設定片選端 (也有寫作 的)。當 =0時ROM工作;當 =1,ROM被禁止,其輸出為“1”電平或呈高阻態。 用來擴展ROM的字數。
ROM的地址解碼器是與的組合,它的輸出是全部地址輸入的最小項。可以把解碼器表示成圖b所示的與陣列,圖中與陣列水平線和垂直線交叉處標的“點”表示有“與”的聯繫。存儲單元體實際上是或門的組合,ROM的輸出數即或門的個數。解碼器的每個最小項都可能是或門的輸入,但是,某個最小項能否成為或門的輸入取決於存儲信息,因此存儲單元體可看成是一個或陣列。由上分析,可以從另一角度來看ROM的結構:它由兩個陣列組成——“與”門陣列和“或”門陣列,其中“或”的內容是由用戶設定的,因而它是可程式的,而與陣列是用來形成全部最小項的,因而是不可程式的。
ROM的形式也有多種。一種是熔絲型ROM,ROM製造廠提供的產品保留了或陣列的全部熔絲,由使用者寫入信息,隨後存儲內容就不能更改了,這類ROM稱為可程式序唯讀存儲器,簡稱PROM。另一類ROM是信息寫入後,可用紫外線照射或用電方法擦除,然後再允許寫入新的內容,稱前一種ROM為可改寫ROM,簡稱EPROM,稱後者為電可改寫ROM,簡稱EEPROM。還有一類ROM的存儲信息是在製造過程中形成的,積體電路製造廠根據用戶事先提供的存儲內容來設計光刻掩模板,用製造或不製造存儲元件的方法來存儲信息,這類ROM稱為“掩模型唯讀存儲器”,簡稱MROM

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