Ταξινόμηση. ROM. Αρχές κατασκευής και. Ποιος είναι ο σκοπός του ROM ROM σκοπός της αρχής κατασκευής ποικιλίας

ROM- γρήγορη, μη πτητική μνήμη, η οποία προορίζεται μόνο για ανάγνωση. Οι πληροφορίες εισάγονται σε αυτό μία φορά (συνήθως στο εργοστάσιο) και αποθηκεύονται μόνιμα (όταν ο υπολογιστής είναι ενεργοποιημένος και απενεργοποιημένος). Η ROM αποθηκεύει πληροφορίες που χρειάζονται συνεχώς στον υπολογιστή. Ένα σύνολο προγραμμάτων που βρίσκονται στη ROM σχηματίζει το βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου BIOS (Basic Input Output System). Το BIOS (Basic Input Output System) είναι ένα σύνολο προγραμμάτων που έχουν σχεδιαστεί για να δοκιμάζουν αυτόματα συσκευές μετά την ενεργοποίηση του υπολογιστή και τη φόρτωση του λειτουργικού συστήματος στη μνήμη RAM.

Η ROM περιέχει:

Δοκιμή προγραμμάτων που ελέγχουν τη σωστή λειτουργία των μονάδων του κάθε φορά που ανοίγετε τον υπολογιστή.

Προγράμματα για τον έλεγχο βασικών περιφερειακών συσκευών - μονάδα δίσκου, οθόνη, πληκτρολόγιο.

Πληροφορίες σχετικά με το πού βρίσκεται το λειτουργικό σύστημα στο δίσκο.

Τύποι ROM:

ROMμε τον προγραμματισμό μάσκας, είναι μια μνήμη στην οποία γράφονται πληροφορίες μια για πάντα κατά τη διαδικασία κατασκευής των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ημιαγωγών. Οι συσκευές αποθήκευσης μόνο για ανάγνωση χρησιμοποιούνται μόνο σε περιπτώσεις όπου εμπλέκεται μαζική παραγωγή, επειδή Η κατασκευή μασκών για ολοκληρωμένα κυκλώματα για ιδιωτική χρήση είναι αρκετά ακριβή.

ΧΩΡΟΣ ΚΟΛΛΕΓΙΟΥ(προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση).

Ο προγραμματισμός ROM είναι μια εφάπαξ λειτουργία, δηλ. Οι πληροφορίες που έχουν καταγραφεί στο PROM δεν μπορούν να αλλάξουν στη συνέχεια.

EPROM(διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση). Όταν εργάζεστε με αυτό, ο χρήστης μπορεί να το προγραμματίσει και στη συνέχεια να διαγράψει τις καταγεγραμμένες πληροφορίες.

EIPZU(ηλεκτρικά μεταβλητή μνήμη μόνο για ανάγνωση). Ο προγραμματισμός και η τροποποίησή του γίνονται με ηλεκτρικά μέσα. Σε αντίθεση με το EPROM, δεν απαιτούνται ειδικές εξωτερικές συσκευές για τη διαγραφή πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες στο EPROM.

Οπτικά, η RAM και η ROM μπορούν να φανταστούν ως μια συστοιχία κελιών στα οποία εγγράφονται μεμονωμένα byte πληροφοριών. Κάθε κελί έχει τον δικό του αριθμό και η αρίθμηση ξεκινά από το μηδέν. Ο αριθμός κελιού είναι η διεύθυνση byte.

Ο κεντρικός επεξεργαστής, όταν εργάζεται με RAM, πρέπει να υποδεικνύει τη διεύθυνση του byte που θέλει να διαβάσει από τη μνήμη ή να γράψει στη μνήμη. Φυσικά, μπορείτε να διαβάσετε δεδομένα μόνο από τη ROM. Ο επεξεργαστής εγγράφει δεδομένα που διαβάζονται από τη μνήμη RAM ή ROM στην εσωτερική του μνήμη, η οποία είναι δομημένη παρόμοια με τη μνήμη RAM, αλλά λειτουργεί πολύ πιο γρήγορα και έχει χωρητικότητα όχι μεγαλύτερη από δεκάδες byte.

Ο επεξεργαστής μπορεί να επεξεργαστεί μόνο δεδομένα που βρίσκονται στην εσωτερική του μνήμη, RAM ή ROM. Όλοι αυτοί οι τύποι συσκευών μνήμης ονομάζονται συσκευές εσωτερικής μνήμης και συνήθως βρίσκονται απευθείας στη μητρική πλακέτα του υπολογιστή (η εσωτερική μνήμη του επεξεργαστή βρίσκεται στον ίδιο τον επεξεργαστή).

Προσωρινή μνήμη.Η ανταλλαγή δεδομένων εντός του επεξεργαστή είναι πολύ πιο γρήγορη από την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και της μνήμης RAM. Επομένως, για να μειωθεί ο αριθμός των προσβάσεων στη μνήμη RAM, δημιουργείται η λεγόμενη super-RAM ή μνήμη cache μέσα στον επεξεργαστή. Όταν ο επεξεργαστής χρειάζεται δεδομένα, αποκτά πρώτα πρόσβαση στη μνήμη cache και μόνο όταν δεν υπάρχουν απαραίτητα δεδομένα, έχει πρόσβαση στη μνήμη RAM. Όσο μεγαλύτερη είναι η κρυφή μνήμη, τόσο πιο πιθανό είναι να υπάρχουν τα απαιτούμενα δεδομένα. Επομένως, οι επεξεργαστές υψηλής απόδοσης έχουν μεγαλύτερα μεγέθη κρυφής μνήμης.

Υπάρχουν κρυφές μνήμες L1(τρέχει στο ίδιο τσιπ με τον επεξεργαστή και έχει όγκο της τάξης πολλών δεκάδων kilobyte) δεύτερο επίπεδο (εκτελείται σε ξεχωριστό τσιπ, αλλά εντός των ορίων του επεξεργαστή, με όγκο εκατό ή περισσότερα KB) και το τρίτο επίπεδο (εκτελείται σε ξεχωριστά τσιπ υψηλής ταχύτητας που βρίσκονται στη μητρική πλακέτα και με όγκο ενός ή περισσότερων MB ).

Κατά τη λειτουργία, ο επεξεργαστής επεξεργάζεται δεδομένα που βρίσκονται στους καταχωρητές, στη μνήμη RAM και στις εξωτερικές θύρες επεξεργαστή. Ορισμένα από τα δεδομένα ερμηνεύονται ως δεδομένα, μερικά από τα δεδομένα ερμηνεύονται ως δεδομένα διεύθυνσης και μερικά ερμηνεύονται ως εντολές. Το σύνολο των διαφόρων εντολών που μπορεί να εκτελέσει ένας επεξεργαστής σε δεδομένα σχηματίζει το σύστημα εντολών του επεξεργαστή. Όσο μεγαλύτερο είναι το σύνολο εντολών του επεξεργαστή, τόσο πιο περίπλοκη είναι η αρχιτεκτονική του, τόσο περισσότερο οι εντολές γράφονται σε byte και τόσο μεγαλύτερος είναι ο μέσος χρόνος εκτέλεσης των εντολών.

Συσκευές μνήμης δυναμικού τύπου μόνο για ανάγνωση (ROM)

Τα μικροκυκλώματα ROM σύμφωνα με τη μέθοδο προγραμματισμού, δηλαδή την εισαγωγή πληροφοριών σε αυτά, χωρίζονται σε τρεις ομάδες ROM, που μπορούν να προγραμματιστούν εφάπαξ από τον κατασκευαστή χρησιμοποιώντας τη μέθοδο προσαρμοσμένης φωτομάσκας (μάσκα), ROM μάσκας (ROM, ROM), ROM, εφάπαξ προγραμματιζόμενες από τον χρήστη με τη μέθοδο καύσης εύτηκτων jumpers σε τσιπ (PROM, PROM), ROM, επαναλαμβανόμενα προγραμματιζόμενες από τον χρήστη, επαναπρογραμματιζόμενη ROM (RPM, EPROM).

Εικόνα 15. Σχεδιασμός τσιπ ROM μάσκας σε διπολικές δομές.

Εικόνα 16. Στοιχεία μνήμης ROM σε τρανζίστορ MOS με προγραμματιζόμενη οριακή τάση

Οι κοινές ιδιότητες όλων των τσιπ ROM είναι η οργάνωση πολλών bit (λεξικό), η λειτουργία ανάγνωσης ως κύριος τρόπος λειτουργίας και η μη μεταβλητότητα. Ταυτόχρονα, έχουν επίσης σημαντικές διαφορές στη μέθοδο προγραμματισμού, τους τρόπους ανάγνωσης και τον χειρισμό κατά τη χρήση. Ως εκ τούτου, συνιστάται να εξετάζετε κάθε ομάδα τσιπ ROM ξεχωριστά.

Τα μικροκυκλώματα PZUM κατασκευάζονται με χρήση διπολικών τεχνολογιών TTL, TTLSh, n-channel, p-channel και KMDP. Η αρχή κατασκευής των περισσότερων μικροκυκλωμάτων της ομάδας PZUM είναι η ίδια και μπορεί να αναπαρασταθεί από τη δομή των μικροκυκλωμάτων K155PE21--KI55PE24 (Εικ. 15) Τα κύρια στοιχεία του δομικού διαγράμματος είναι: μια μήτρα στοιχείων μνήμης, αποκωδικοποιητές σειρών DCX και στήλες DCY, επιλογείς (πλήκτρα επιλογής στήλης), πρόγραμμα οδήγησης διεύθυνσης, ενισχυτές αίσθησης Ο πίνακας αποτελείται από μια σειρά ηλεκτρονικών σημάτων, καθένα από τα οποία βρίσκεται στη διασταύρωση μιας γραμμής και μιας στήλης. Το στοιχείο μνήμης PZUM είναι ένας βραχυκυκλωτήρας με αντίσταση ή ημιαγωγός (δίοδος, τρανζίστορ) μεταξύ μιας γραμμής και μιας στήλης. Πληροφορίες εισάγονται στη μήτρα κατά τη διαδικασία κατασκευής του μικροκυκλώματος και αυτή η λειτουργία πραγματοποιείται κυρίως με δύο διαφορετικές τεχνολογικές μεθόδους.

Μεταξύ των μικροκυκλωμάτων PZUM διαφορετικών σειρών (Πίνακας 1), πολλά έχουν τυπικό υλικολογισμικό. Για παράδειγμα, στα μικροκυκλώματα PZUM K155PE21 - K.155PE24, αναγράφονται οι κωδικοί των γραμμάτων των ρωσικών αλφαβήτων PE21, λατινικών PE22, αριθμητικών σημάτων και αριθμών PE23 και πρόσθετων χαρακτήρων PE24 αντίστοιχα. Μαζί, αυτά τα τσιπ σχηματίζουν μια γεννήτρια χαρακτήρων για 96 χαρακτήρες σε μορφή 7Χ5.

Ένα από τα μικροκυκλώματα της σειράς KR555PE4 περιέχει υλικολογισμικό για 160 χαρακτήρες που αντιστοιχούν στον κωδικό ανταλλαγής πληροφοριών 8-bit KOI 2--8 με μορφή χαρακτήρων 7X11 Το μικροκύκλωμα KMSh56RE2 περιέχει υλικολογισμικό για αλφαριθμητικούς κωδικούς χαρακτήρων.

Το μικροκύκλωμα K505REZ έχει μια σημαντική λίστα τροποποιήσεων με τυπικό υλικολογισμικό.

Δύο από κοινού χρησιμοποιούμενα μικροκυκλώματα K505REZ-002, K.505REZ-003 περιέχουν κωδικούς για γράμματα του ρωσικού και λατινικού αλφαβήτου, αριθμούς, αριθμητικές και πρόσθετους χαρακτήρες και χρησιμοποιούνται ως γεννήτρια 96 χαρακτήρων σε μορφή 7X9 με οριζόντια σάρωση χαρακτήρων.

Πίνακας 1. Μάσκα τσιπ ROM

Οι τροποποιήσεις 0059, 0060 έχουν τον ίδιο σκοπό, αλλά δημιουργούν χαρακτήρες μορφής 5X7. Οι τροποποιήσεις 0040--0049 περιέχουν συντελεστές υλικολογισμικού για τον γρήγορο μετασχηματισμό Fourier. Ένας αριθμός τροποποιήσεων περιέχει υλικολογισμικό για τη λειτουργία ημιτονίου από 0 έως 90° με ανάλυση 10" (0051, 0052), από 0 έως 45° (0068, 0069) και από 45 έως 90° (0070,. 0071) με ανάλυση 5". Οι τροποποιήσεις 0080, 0081 περιέχουν υλικολογισμικό για τη συνάρτηση Y = X" στο X = 1 ... 128.

Οι τροποποιήσεις του μικροκυκλώματος KR568PE2 περιέχουν τυπικό υλικολογισμικό για διεθνή σύμβολα κωδικών τηλεγράφου Νο. 2 μορφές 5Χ7 και 7Χ9 (0001), σύμβολα του ρωσικού και λατινικού αλφαβήτου, πίνακες κωδικών, αριθμούς και αριθμητικά σημάδια (0003, 0Q11), συναρτήσεις ημιτονοειδούς από 0 έως 90° (0309), assembler (0303--0306), πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου (0301, 0302).

Το μικροκύκλωμα KR568RE2--0001 έχει το υλικολογισμικό των διεθνών τηλεγραφικών κωδικών Νο. 2 και 5 και το KR568REZ-0002 διαθέτει πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου για assembler.

Οι τροποποιήσεις του μικροκυκλώματος KR1610PE1 -0100 - KR1610PE1 -0107 περιέχουν υλικολογισμικό για το λογισμικό μικροϋπολογιστή Iskra.

Τα αναφερόμενα μικροκυκλώματα PZUM με τυπικό υλικολογισμικό θα πρέπει να θεωρηθούν ως παραδείγματα ο αριθμός τέτοιων μικροκυκλωμάτων και οι τροποποιήσεις τους συνεχώς αυξάνονται.

Για τον προγραμματισμό μικροκυκλωμάτων PZUM κατόπιν αιτήματος του χρήστη, οι τεχνικές προδιαγραφές παρέχουν μια φόρμα παραγγελίας.

Τα τσιπ ROM λειτουργούν στις ακόλουθες λειτουργίες: αποθήκευση (χωρίς δειγματοληψία) και ανάγνωση. Για να διαβάσετε πληροφορίες, είναι απαραίτητο να υποβάλετε έναν κωδικό διεύθυνσης και να ενεργοποιήσετε τα σήματα ελέγχου Η αντιστοίχιση των ακροδεκτών μικροκυκλώματος PZUM φαίνεται στο Σχ. 17

Τα σήματα ελέγχου μπορούν να παρέχονται στο επίπεδο 1 εάν η είσοδος CS είναι άμεση (Εικ. 17, b) ή 0^ εάν η είσοδος είναι αντίστροφη (Εικ. 17, d)

Πολλά μικροκυκλώματα έχουν πολλές εισόδους ελέγχου (Εικ. 17, α), συνήθως συνδεδεμένες από έναν συγκεκριμένο λογικό χειριστή. Σε τέτοια μικροκυκλώματα, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί ένας συγκεκριμένος συνδυασμός σημάτων στις εισόδους ελέγχου, για παράδειγμα 00 (Εικ. 17, α) ή 110 (Εικ. 17, γ), προκειμένου να σχηματιστεί μια συνθήκη άδειας ανάγνωσης

Η κύρια δυναμική παράμετρος των τσιπ RAM είναι ο χρόνος δειγματοληψίας διευθύνσεων. Εάν είναι απαραίτητο να πυλώνετε τα σήματα εξόδου, θα πρέπει να αποστέλλονται παλμοί στις εισόδους ελέγχου CS μετά τη λήψη του κωδικού διεύθυνσης. Σε αυτήν την περίπτωση, κατά τον υπολογισμό του χρόνου ανάγνωσης, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ο χρόνος δημιουργίας του σήματος CS σε σχέση με τη διεύθυνση και τον χρόνο επιλογής. Το μικροκύκλωμα KR1610PE1 διαθέτει ένα πρόσθετο σήμα OE για τον έλεγχο της εξόδου.

Τα σήματα εξόδου όλων των τσιπ PZUM έχουν επίπεδα TTL. Οι έξοδοι κατασκευάζονται κυρίως σύμφωνα με ένα κύκλωμα τριών καταστάσεων.

Εικόνα 17. Μάσκα τσιπ ROM

Για να μειωθεί η κατανάλωση ρεύματος, ορισμένα μικροκυκλώματα, για παράδειγμα το K.596PE1, επιτρέπουν τη χρήση μιας λειτουργίας παλμικής τροφοδοσίας, στην οποία παρέχεται ισχύς στο μικροκύκλωμα μόνο κατά την ανάγνωση πληροφοριών.

Στα τσιπ ROM είναι επίσης εμφανής μια σταθερή τάση προς λειτουργική επιπλοκή της μνήμης LSI: οι μονάδες διασύνδεσης είναι ενσωματωμένες στη δομή τους για διασύνδεση με έναν τυπικό δίαυλο και για συνδυασμό τσιπ σε μια μονάδα ROM χωρίς πρόσθετους αποκωδικοποιητές K1801PE1. K1809RE1, συσκευές αυτοελέγχου και διόρθωσης σφαλμάτων KA596RE2, K563RE2.

Τα μικροκυκλώματα K1801 PE 1 και K1809 PE1 έχουν πολλά κοινά ως προς τον σκοπό, το σχεδιασμό και τους τρόπους λειτουργίας τους. Η αντιστοίχιση των ακίδων μικροκυκλώματος φαίνεται στο Σχ. 17, i. Και τα δύο μικροκυκλώματα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν ως μέρος εξοπλισμού με μια τυπική βάση συστήματος για έναν μικροϋπολογιστή: μια συσκευή ελέγχου (ελεγκτής) ενσωματωμένη στη δομή τους σας επιτρέπει να συνδέσετε τα μικροκυκλώματα απευθείας στη ραχοκοκαλιά. Ως τσιπ ROM, περιέχουν μια μήτρα χωρητικότητας 65384 EP, καταχωρητές και αποκωδικοποιητές κωδικών διευθύνσεων, επιλογείς και έχουν οργάνωση 4KX16-bit.

Η δομή περιλαμβάνει επίσης έναν καταχωρητή 3-bit με έναν ενσύρματο κωδικό διεύθυνσης μικροκυκλώματος και ένα κύκλωμα σύγκρισης για την επιλογή ενός μικροκυκλώματος στο δίαυλο. Η παρουσία μιας ενσωματωμένης συσκευής διευθυνσιοδότησης επιτρέπει τη σύνδεση έως και οκτώ μικροκυκλωμάτων στον κορμό ταυτόχρονα χωρίς πρόσθετες συσκευές διεπαφής

Ένα χαρακτηριστικό των μικροκυκλωμάτων, λόγω του σκοπού τους, είναι ο συνδυασμός των εισόδων διεύθυνσης Al--A15 και των εξόδων δεδομένων DOo--DO15. Τα προγράμματα οδήγησης εξόδου κατασκευάζονται σύμφωνα με ένα κύκλωμα τριών καταστάσεων. Τα τρία πιο σημαντικά bit του κωδικού διεύθυνσης Ats--A13 προορίζονται για την επιλογή του μικροκυκλώματος, τα υπόλοιπα bit Ats--At προορίζονται για την επιλογή της αναγνωσμένης λέξης. Η άδεια λήψης της κύριας διεύθυνσης δημιουργείται από ένα κύκλωμα σύγκρισης που βασίζεται στο αποτέλεσμα της σύγκρισης των ληφθέντων και «ενσύρματων» διευθύνσεων του μικροκυκλώματος. Η ληφθείσα διεύθυνση είναι σταθερή στον καταχωρητή διευθύνσεων και οι είσοδοι και έξοδοι μεταβαίνουν στην τρίτη κατάσταση.

Το σύστημα σήματος ελέγχου περιλαμβάνει: DIN - άδεια ανάγνωσης δεδομένων από RAM (διαφορετικά RD). SYNC -- συγχρονισμός

ανταλλαγή (διαφορετικά CE -- ανάλυση πρόσβασης), CS -- επιλογή chip, RPLY -- σήμα εξόδου ετοιμότητας δεδομένων

συνοδεύει τις πληροφορίες DOo-- DO15 που διαβάζονται στον αυτοκινητόδρομο.

Η λειτουργία αποθήκευσης παρέχεται από τα σήματα SYNC = 1 ή CS = 1 Στη λειτουργία ανάγνωσης, ο χρόνος πρόσβασης στο τσιπ καθορίζεται από το σήμα SYNC = 0. Επιπλέον, αποστέλλονται σήματα κωδικού διεύθυνσης στις ακίδες ADOi--ADO15 και CS =0. Εάν η διεύθυνση ADO15--ADO13 συμπίπτει με τη διεύθυνση του μικροκυκλώματος, η διεύθυνση της αναγνωσμένης λέξης λαμβάνεται στον καταχωρητή εισόδου και οι ακίδες ADO,--ADO15 μεταβαίνουν στην τρίτη κατάσταση Η λέξη ανάγνωσης από τον πίνακα είναι ​​εγγράφεται στον καταχωρητή δεδομένων εξόδου και, όταν το σήμα DIN = 0, εμφανίζεται στις εξόδους PO0 --RO)