Vad är ROM? Hur Skrivskyddat Minne Fungerar i PC

I en värld av datorer och elektronik finns det många termer som kan vara förbryllande. En sådan term som ofta dyker upp är ”ROM”. Men vad är ROM, och hur fungerar det inom ramen för datorsystem? Låt oss packa upp detta datalagringskoncept.

Vad är ROM?

ROM är en akronym för Read-Only Memory. Det hänvisar till en typ av datorminne som lagrar data permanent.

Ett ROM-minne innehåller fasta instruktioner som du inte kan ändra. Den är också icke-flyktig, vilket innebär att den behåller sitt innehåll även om enheten tappar ström. Denna egenskap gör ROM idealisk för att lagra kritiska systeminställningar, firmware och andra viktiga ROM-data som inte bör gå förlorade.

RAM kontra ROM

Står för Random Access Memory, RAM är flyktigt, vilket innebär att RAM-minne raderas när datorn tappar ström. ROM-chips, å andra sidan, är icke-flyktiga, vilket innebär att de behåller sina data även när du stängs av.

ROM kontra Hårddisk

Hårddiskar lagrar data magnetiskt och du kan skriva över dem flera gånger. Till skillnad från en hårddisk lagrar ROM data permanent, och du kan inte skriva om ROM-innehållet utan speciell utrustning eller procedurer.

Relaterade inlägg:/// Hur RAM Fungerar | Hur Datorminne Fungerar

Hur ROM Fungerar

I likhet med RAM fungerar ett ROM-chip genom att lagra data i minnesceller organiserade i en array. Varje minnescell innehåller ett fast arrangemang av transistorer som representerar binära data, typiskt 0:or och 1:or.

Under tillverkningsprocessen säkerställer metoder som fotolitografi eller elektrisk programmering att data permanent fysiskt kodas in i dessa minnesceller.

Läser ROM-minne

Det finns två grundläggande komponenter involverade i adressering och läsning av minnesceller i ROM.

Minnesceller

ROM består av minnesceller, som är de grundläggande enheterna för att lagra data. Dessa celler är organiserade i en array och kan innehålla en enda bit information, vanligtvis i form av 0 eller 1.

Ordlinjer och bitlinjer

Adressering och läsning av minnesceller i ROM-matrisen involverar ordlinjer och bitlinjer.

För att komma åt ett specifikt minne aktiveras motsvarande ordrad, varvid en speciell rad med minnesceller väljs. Under läsoperationen överför de valda minnescellerna på den aktiverade ordraden sina lagrade data till motsvarande bitlinjer för vidare bearbetning eller utmatning.

6 Olika Typer av ROM

Det finns flera olika typer av ROM, var och en med sina egna unika egenskaper och applikationer. De vanligaste inkluderar:

• Read-Only Memory (ROM): Detta är standard-ROM som innehåller permanent lagrad data. Det används vanligtvis för kritiska systemfunktioner och kan inte skrivas om.
• Programmerbart skrivskyddat minne (PROM): PROM tillåter användare att skriva data till minneschippet med hjälp av specialutrustning. När de har programmerats är data fast och kan inte ändras.
• Raderbart programmerbart läsminne (EPROM): EPROM-chips kan raderas och omprogrammeras flera gånger med hög spänning eller exponering för ultraviolett (UV) ljus.
• Elektriskt raderbart programmerbart läsminne (EEPROM): EEPROM-chips kan skrivas om elektriskt utan behov av UV-ljus, vilket gör dem mer bekväma för omprogrammering.
• Flashminne: Denna typ av EEPROM använder in-circuit ledningar för radering genom att applicera ett elektriskt fält. Flash-minne fungerar snabbare än traditionella EEPROM eftersom det skriver data 512 byte åt gången istället för bara en byte åt gången.
• Mask ROM: Även känd som ”hard-wired ROM”, Mask ROM programmeras under tillverkningsprocessen (som för att lagra firmware och systemkod) och du kan inte ändra det efteråt.

Exempel på tillämpningar av ROM

ROM hittar applikationer i olika hårdvarukomponenter, inklusive datorsystem, spelkonsoler och inbäddade enheter. Här är några vanliga användningsområden.

• Operativsystem: ROM lagrar ofta viktiga komponenter i operativsystemet (OS), vilket säkerställer att de förblir intakta även efter att strömmen slås av och på igen.
• Firmware: Enheter som BIOS (Basic Input/Output System) använder ROM för att lagra firmware, som initierar hårdvarukomponenter under uppstartsprocessen.
• Systeminställningar: Kritiska systeminställningar och konfigurationer lagras ofta i ROM.
• Spelkonsoler: Spelkassetter använder ROM-chips för att lagra speldata permanent.

Hur PROM fungerar

PROM-chips (Figur 2) har ett rutnät av kolumner och rader precis som vanliga ROM-skivor. Skillnaden är att varje skärning av en kolumn och rad i ett PROM-chip har en säkring som förbinder dem.

PROM fungerar genom att tillåta användare att skriva data till minneschippet efter tillverkning, vanligtvis med hjälp av specialiserad programmeringsutrustning.

Programmering av PROM-chips

PROM-celler innehåller smältbara länkar som initialt är intakta, vilket representerar ett standardtillstånd (vanligtvis alla 1:or). Under programmering appliceras elektriska pulser eller strömmar till specifika platser på chipet, vilket gör att de smältbara länkarna selektivt blåser.

Detta ändrar tillståndet för motsvarande minnesceller till 0s. När de har programmerats blir data fixerade och användaren kan inte ändra dem.

PROM För- och nackdelar

Tomma PROMs är billiga och är utmärkta för att prototypa data för ett ROM innan man förbinder sig till den kostsamma ROM-tillverkningsprocessen. Men PROM är ömtåligare än ROM. Ett skak av statisk elektricitet kan lätt göra att säkringar i PROM brinner ut, vilket ändrar viktiga bitar från 1 till 0.

Hur EPROM Fungerar

EPROM fungerar genom en process av selektiv radering och omprogrammering. EPROM-celler består av transistorer med flytande grind som kan fånga eller frigöra elektroner, vilket representerar binära data som antingen ett laddat eller urladdat tillstånd.

Programmering av EPROM-chips

Under programmering appliceras höga spänningar på specifika minnesceller, vilket injicerar elektroner i den flytande grinden och förändrar transistorns ledningsförmåga, vilket lagrar data.

För att radera data utsätts EPROM-chippet för ultraviolett (UV) ljus, vilket rensar laddningen från de flytande grindarna och återställer cellerna till deras standardtillstånd. När chippet har raderats kan nya data programmeras in i EPROM-cellerna med samma högspänningsprogrammeringsprocess.

EPROM Lämplighet

EPROM:s förmåga att raderas och omprogrammeras flera gånger gör den lämplig för applikationer som kräver enstaka uppdateringar eller revisioner, som lagring av firmware och BIOS i elektroniska enheter.

Hur EEPROM och flashminne fungerar

EEPROM och flashminne fungerar enligt liknande principer och använder transistorer med flytande grind för att lagra data.

Både EEPROM och flashminne erbjuder icke-flyktiga lagringslösningar, vilket gör dem lämpliga för applikationer som kräver frekventa datauppdateringar eller modifieringar, såsom lagring av systeminställningar, firmware och användardata i olika elektroniska enheter.

Programmering av EEPROM-chips

I EEPROM lagras data genom att ladda eller ladda ur de flytande grindarna hos individuella minnesceller genom elektrisk programmering.

Till skillnad från EPROM kräver EEPROM inte exponering för UV-ljus för radering; istället appliceras en högspänningssignal för att selektivt ta bort den lagrade laddningen från de flytande grindarna, vilket möjliggör flera skriv-raderingscykler.

Programmering av flashminne

På liknande sätt lagrar flashminne data genom att fånga eller släppa ut elektroner i flytande grindar, men det fungerar i större skala och organiserar minnesceller i block och sektorer.

Flashminnet använder en mekanism som kallas tunnling för att flytta elektroner in och ut ur de flytande grindarna under programmering respektive radering. Flash-minne är utformat för att utföra blockradering och programmering, vilket gör det mer effektivt för massdatalagring och hämtning

FAQs

Resources :// Howstuffworks