ROM که مخفف حافظه فقط خواندنی است، یک دستگاه حافظه یا رسانه ذخیره سازی است که اطلاعات را به طور دائم ذخیره می کند. همچنین این حافظه یک واحد حافظه اصلی در کامپیوتر است، که به همراه حافظه RAM کار می کند. حافظه ROM فقط حافظه خواندنی نامیده می شود، زیرا ما فقط می توانیم برنامه ها و داده های ذخیره شده روی آن را بخوانیم اما نمی توانیم روی آن چیزی بنویسیم. همچنین این حافظه محدود به خواندن کلماتی است که به طور دائمی در واحد آن ذخیره می شود.
سازنده ROM برنامه ها را در زمان ساخت این حافظه در آن پر می کند. پس از آن، دیگر محتوای رام را نمی توان تغییر داد، یعنی نمی توانید بعداً محتوای آن را دوباره برنامه ریزی، بازنویسی یا پاک کرد. با این حال، برخی از انواع رام وجود دارد که می توانید داده ها را تغییر دهید.
ROM از نظر ساختاری
ROM ها حاوی فیوز های الکترونیکی داخلی اند که می توانند برای یک الگوی اتصال خاص برنامه ریزی شوند. اطلاعات باینری ذخیره شده در این تراشه ها توسط طراح مشخص شده و سپس در زمان ساخت، در واحد پردازنده جاسازی می شود تا الگوی اتصال مورد نیاز مربوز به آن تراشه را تشکیل دهد.
این الگو ( یا اطلاعات) ایجاد شد، حتی زمانی که برق قطع می شود، در داخل واحد باقی می ماند. بنابراین، این یک حافظه غیر فرار است، زیرا اطلاعات را حتی زمانی که برق قطع است یا کامپیوتر خود را خاموش می کنید نیز در خود نگه می دارد.
یک مثال ساده از حافظه های ROM، کارتریج های مورد استفاده در کنسول های بازی ویدیویی است که به سیستم اجازه می دهد بازی های زیادی را اجرا کند. داده هایی که به طور دائم در رایانه های شخصی و سایر دستگاه های الکترونیکی مانند تلفن های هوشمند، تبلت ها، تلویزیون ها و غیره ذخیره می شود نیز نمونه ای از داده های ذخیره شده در ROM ها هستند.
به عنوان مثال، هنگامی که رایانه خود را روشن می کنید، صفحه نمایش فوراً ظاهر نمی شود. بلکه زمان زیادی طول می کشد تا چیزی روی صفحه سیستم شما ظاهر شود زیرا دستورالعمل های راه اندازی در رام ذخیره شده است که برای راه اندازی رایانه در طول فرآیند بوت شدن لازم است.
کار فرآیند بوت کردن، راه اندازی کامپیوتر است. بوت سیستم عامل را در حافظه اصلی (RAM) نصب شده روی رایانه شما بارگیری می کند. برنامه BIOS که در حافظه کامپیوتر (ROM) نیز وجود دارد توسط ریزپردازنده کامپیوتر برای راه اندازی کامپیوتر در طول فرآیند بوت استفاده می شود. این به شما امکان می دهد رایانه را باز کنید و رایانه را به سیستم عامل متصل می کند.
ساختار داخلی حافظه ROM:
ساختار داخلی حافظه های ROM شامل دو جزء اساسی است: رمزگشا (دیکدر) و گیت های OR. دیکدر مداری است که یک فرم رمزگذاری شده (مانند BCD) را به شکل اعشاری رمز گشایی می کند. بنابراین، ورودی به صورت باینری است و خروجی معادل اعشاری آن است. تمامی گیت های OR موجود در ROM خروجی های دیکدر را به عنوان خروجی خواهند داشت. اجازه دهید مثالی از یک حافظه ROM مدل 64 در 4 بیاوریم. ساختار در تصویر زیر نشان داده شده است.
این حافظه فقط خواندنی از 64 کلمه 4 بیتی تشکیل شده است. بنابراین، چهار خط خروجی وجود دارد، و یکی از 64 کلمه موجود در خطوط خروجی از شش خط ورودی تعیین می شود، بنابراین ما می توانیم 64 آدرس را مشخص کنیم.
انواع رام
در ادامه با انواع مختف ROM آشنا می شوید که از نظر ساختاری و کارایی تفاوت هایی با یکدیگر دارند.
1) حافظه فقط خواندنی و Mask شده(MROM):
این قدیمی ترین نوع حافظه (ROM) است که هم اکنون منسوخ شده است بنابراین در هیچ کجای دنیای امروز استفاده نمی شود. این حافظه یک نوع حافظه سخت افزاری است که برنامه ها و دستورالعمل ها در زمان ساخت توسط سازنده در آن ذخیره می شود. بنابراین در طول فرآیند تولید برنامه ریزی می شود و نمی توان آن را تغییر داد، دوباره برنامه ریزی کرد یا بعداً پاک کرد.
تراشه های MROM از مدارهای مجتمع ساخته شده اند. تراشه ها جریانی را از طریق یک مسیر ورودی-خروجی خاص که توسط محل فیوزها در بین ردیف ها و ستون ها روی تراشه تعیین می شود، ارسال می کنند. جریان باید از یک مسیر فعال فیوز عبور کند، بنابراین فقط از طریق خروجی ای که سازنده انتخاب می کند می تواند برگردد. به همین دلیل است که بازنویسی و هرگونه اصلاح دیگری در این حافظه غیرممکن نیست.
2) حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی (PROM):
PROM یک نسخه خالی از رام است. این حافظه به عنوان حافظه خالی تولید می شود و پس از ساخت برنامه ریزی می شود. می توان گفت که در زمان ساخت خالی نگه داشته می شود. می توانید با استفاده از ابزار خاصی به نام برنامه نویس یک بار آن را خریداری کرده و سپس برنامه ریزی کنید.
در تراشه، جریان از تمام مسیرهای ممکن عبور می کند. برنامه نویس می تواند با سوزاندن فیوزهای ناخواسته با ارسال ولتاژ بالا از طریق آنها، یک مسیر خاص را برای جریان انتخاب کند. کاربر این امکان را دارد که آن را برنامه ریزی کند یا بنا به نیاز خود داده ها و دستورالعمل ها را اضافه کند. به همین دلیل، به عنوان رام برنامه ریزی شده توسط کاربر شناخته می شود زیرا کاربر می تواند آن را برنامه ریزی کند.
برای نوشتن داده ها بر روی تراشه PROM؛ دستگاهی به نام PROM programmer یا PROM burner استفاده می شود. فرآیند یا برنامه نویسی یک PROM به عنوان رایت PROM شناخته می شود. پس از برنامه ریزی، داده ها نمی توانند بعداً تغییر داده شوند، بنابراین به عنوان دستگاه قابل برنامه ریزی یکبار مصرف نیز نامیده می شود.
موارد استفاده: در تلفن های همراه، کنسول های بازی ویدیویی، دستگاه های پزشکی، برچسب های RFID و موارد دیگر استفاده می شود.
3) حافظه فقط خواندنی قابل پاک کردن و برنامه ریزی (EPROM):
EPROM نوعی رام است که می توان آن را بارها برنامه ریزی و پاک کرد. روش پاک کردن داده ها بسیار متفاوت است. با یک پنجره کوارتز ارائه می شود که فرکانس خاصی از اشعه ماوراء بنفش به مدت حدود 40 دقیقه برای پاک کردن داده ها از آن عبور می کند. بنابراین تا زمانی که در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار نگیرد محتوای خود را حفظ می کند. برای برنامه ریزی مجدد EPROM به دستگاه خاصی به نام برنامه نویس PROM یا رایتر PROM نیاز دارید.
موارد استفاده: در برخی از میکروکنترلرها برای ذخیره برنامه استفاده می شود، به عنوان مثال، برخی از نسخه های Intel 8048 و Freescale 68HC11.
4) حافظه ROM فقط خواندنی (EEPROM) قابل پاک کردن و برنامه ریزی الکتریکی:
ROM نوعی حافظه فقط خواندنی است که می تواند به طور مکرر تا 10000 بار پاک شده و دوباره برنامه ریزی شود. همچنین به عنوان Flash EEPROM شناخته می شود زیرا شبیه به حافظه فلش است. بدون استفاده از اشعه ماوراء بنفش پاک شده و مجدداً برنامه ریزی می شود. زمان دسترسی به آن بین 45 تا 200 نانوثانیه است.
داده های این حافظه هر بار یک بایت نوشته یا پاک می شود. در حالی که در حافظه فلش، داده ها در بلوک ها نوشته و پاک می شوند، بنابراین سریع تر از EEPROM است. این نوع حافظه ROM برای ذخیره مقدار کمی داده در سیستم های کامپیوتری و الکترونیکی و دستگاه هایی مانند برد مدار استفاده می شود.
موارد استفاده: بایوس کامپیوتر در این حافظه ذخیره می شود.
5) حافظه فلش ROM:
این یک نسخه پیشرفته از EEPROM است. این حافظه اطلاعات را در آرایش یا آرایه ای از سلول های حافظه ساخته شده از ترانزیستور های دروازه شناور ذخیره می کند. مزیت استفاده از این حافظه این است که می توانید بلوک هایی از اطلاعات را در حدود 512 بایت در یک زمان خاص حذف یا بنویسید. در حالی که، در EEPROM، شما می توانید تنها 1 بایت داده را در هر زمان حذف یا بنویسید. بنابراین، این حافظه سریع تر از EEPROM است.
همچنین می توان آن را بدون حذف آن از رایانه دوباره برنامه ریزی کرد. زمان دسترسی آن بسیار زیاد است، حدود 45 تا 90 نانوثانیه. همچنین از دوام بالایی برخوردار است زیرا می تواند دمای بالا و فشار شدید را تحمل کند.
موارد استفاده: برای ذخیره و انتقال داده ها بین رایانه شخصی و دستگاه های دیجیتال استفاده می شود. در درایو های فلش USB، پخش کننده های MP3، دوربین های دیجیتال، مودم ها و درایو های حالت جامد (SSD) استفاده می شود. همچنین بایوس بسیاری از کامپیوتر های مدرن بر روی یک تراشه حافظه فلش به نام فلش بایوس ذخیره می شود.
منبع:
javatpoint.com
