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

ROM- γρήγορη, μη πτητική μνήμη, η οποία είναι 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, η παρουσία των οποίων χρειάζεται συνεχώς στον υπολογιστή. Το σύνολο των προγραμμάτων που βρίσκονται στη ROM σχηματίζει το βασικό σύστημα εισόδου/εξόδου BIOS (Basic Input Output System). BIOS (Basic Input Output System - βασικό σύστημα εισόδου-εξόδου) - 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 μπλοκ του κάθε φορά που ενεργοποιείται ο υπολογιστής.

Προγράμματα για τη διαχείριση των κύριων 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 μνήμης μόνο για ανάγνωση χρησιμοποιούνται μόνο όταν πρόκειται για μαζική παραγωγή, επειδή η κατασκευή μασκών για ολοκληρωμένα κυκλώματα για ιδιωτική χρήση είναι πολύ ακριβή.

ΧΩΡΟΣ ΚΟΛΛΕΓΙΟΥ(προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση).

Ο προγραμματισμός ROM είναι μια εφάπαξ λειτουργία, δηλ. Οι πληροφορίες που έχουν αποθηκευτεί στο EPROM δεν μπορούν να αλλάξουν αργότερα.

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

EEPROM(Ηλεκτρικά μεταβλητή μνήμη μόνο για ανάγνωση). Προγραμματίζεται και τροποποιείται με ηλεκτρικά μέσα. Σε αντίθεση με το EPROM, δεν απαιτούνται ειδικές εξωτερικές συσκευές για τη διαγραφή πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες στο EEPROM.

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

Η CPU, όταν εργάζεται με RAM, πρέπει να καθορίσει 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 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, 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 ταχύτερη 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 υπερταχεία ή προσωρινή μνήμη μέσα στον επεξεργαστή. Όταν ο επεξεργαστής χρειάζεται δεδομένα, αποκτά πρώτα πρόσβαση στην κρυφή μνήμη και μόνο όταν λείπουν τα απαραίτητα δεδομένα, έχει πρόσβαση στην κύρια μνήμη. Όσο μεγαλύτερη είναι η κρυφή μνήμη, τόσο πιο πιθανό είναι να υπάρχουν τα δεδομένα που χρειάζεστε. Επομένως, οι επεξεργαστές υψηλής απόδοσης έχουν αυξημένη μνήμη cache.

Διάκριση μεταξύ κρυφής μνήμης πρώτου επιπέδου(τρέχει στο ίδιο τσιπ με τον επεξεργαστή και έχει όγκο της τάξης πολλών δεκάδων KB), δεύτερο επίπεδο (εκτελείται σε ξεχωριστό τσιπ, αλλά εντός των ορίων του επεξεργαστή, με όγκο εκατό ή περισσότερο KB) και το τρίτο επίπεδο (εκτελείται σε ξεχωριστά μικροκυκλώματα υψηλής ταχύτητας που βρίσκονται στη μητρική πλακέτα και έχει όγκο ενός ή περισσότερων MB ).

Κατά τη λειτουργία, ο επεξεργαστής επεξεργάζεται τα δεδομένα στα μητρώα του, τη μνήμη RAM και τις εξωτερικές θύρες του επεξεργαστή. Μέρος των δεδομένων ερμηνεύεται ως πραγματικά δεδομένα, μέρος των δεδομένων ερμηνεύεται ως δεδομένα διεύθυνσης και μέρος ερμηνεύεται ως εντολές. Το σύνολο των διαφόρων εντολών που μπορεί να εκτελέσει ένας επεξεργαστής σε δεδομένα σχηματίζει ένα σύστημα εντολών του επεξεργαστή. Όσο μεγαλύτερο είναι το σύνολο εντολών του επεξεργαστή, τόσο πιο περίπλοκη είναι η αρχιτεκτονική του, τόσο μεγαλύτερη είναι η εγγραφή εντολών σε byte και τόσο μεγαλύτερη είναι η μέση διάρκεια εκτέλεσης εντολών.

Συσκευές μνήμης μόνο για ανάγνωση (ROM) δυναμικού τύπου

Σύμφωνα με τη μέθοδο προγραμματισμού, δηλαδή την εισαγωγή πληροφοριών σε αυτά, τα μικροκυκλώματα ROM χωρίζονται σε τρεις ομάδες ROM, προγραμματισμένες από τον κατασκευαστή μία φορά σύμφωνα με τη μέθοδο μιας προσαρμοσμένης φωτομάσκας (μάσκα), ROM μάσκας (ROM, ROM), ROM, προγραμματισμένο μία φορά από το χρήστη σύμφωνα με τη μέθοδο καύσης εύτηκτων βραχυκυκλωτικών σε κρύσταλλο (PROM, PROM), ROM, επαναλαμβανόμενα προγραμματιζόμενη από το χρήστη, επαναπρογραμματιζόμενη ROM (RPZU, EPROM).

Εικόνα 15. Η συσκευή του chip ROM μάσκας σε διπολικές δομές.

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

Ένα κοινό χαρακτηριστικό 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 στον τρόπο προγραμματισμού, στους τρόπους ανάγνωσης και στον χειρισμό τους κατά την εφαρμογή. Ως εκ τούτου, συνιστάται να εξετάζετε κάθε ομάδα τσιπ ROM ξεχωριστά.

Τα μικροκυκλώματα PZUM κατασκευάζονται με χρήση διπολικής τεχνολογίας TTL, τεχνολογίας TTLS, n-channel, p-channel και CMDP. Η αρχή κατασκευής για τα περισσότερα μικροκυκλώματα 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), ενισχυτές ανάγνωσης Ο πίνακας αποτελείται από έναν πίνακα EP, καθένας από τους οποίους βρίσκεται στην τομή μιας γραμμής και μιας στήλης. Το στοιχείο μνήμης ROM είναι ένας βραχυκυκλωτήρας αντίστασης ή ημιαγωγών (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 ROM διαφορετικών σειρών (Πίνακας 1), πολλά έχουν τυπικό υλικολογισμικό. Για παράδειγμα, οι κωδικοί γραμμάτων των ρωσικών αλφαβήτων PE21, λατινικών PE22, αριθμητικών πινακίδων και αριθμών PE23, πρόσθετων χαρακτήρων PE24 καταγράφονται στα μικροκυκλώματα PZUM K155RE21 - K.155RE24, αντίστοιχα. Μαζί, αυτά τα τσιπ σχηματίζουν μια γεννήτρια χαρακτήρων για 96 χαρακτήρες σε μορφή 7Χ5.

Ένα από τα μικροκυκλώματα της σειράς KR555RE4 περιέχει ένα υλικολογισμικό 160 χαρακτήρων που αντιστοιχεί σε έναν κωδικό ανταλλαγής πληροφοριών 8-bit KOI 2--8 με μορφή χαρακτήρων 7X11. Το υλικολογισμικό για αλφαριθμητικούς κωδικούς χαρακτήρων περιέχει ένα μικροκύκλωμα KMSh56RE2.

Μια σημαντική λίστα τροποποιήσεων με τυπικό υλικολογισμικό έχει το τσιπ K505RES.

Δύο από κοινού χρησιμοποιούμενα μικροκυκλώματα K505REZ-002, K.505REZ-003 περιέχουν κωδικούς γραμμάτων του ρωσικού και λατινικού αλφαβήτου, αριθμούς, αριθμητική και πρόσθετους χαρακτήρες και χρησιμοποιούνται ως γεννήτρια 96 χαρακτήρων της μορφής 7X9 με οριζόντια σάρωση χαρακτήρων.

Πίνακας 1. Μάσκα IC ROM

Οι τροποποιήσεις 0059, 0060 έχουν τον ίδιο σκοπό, αλλά δημιουργούν χαρακτήρες 5Χ7. Οι τροποποιήσεις 0040--0049 περιέχουν υλικολογισμικό για τους συντελεστές για τον γρήγορο μετασχηματισμό Fourier. Ένας αριθμός τροποποιήσεων περιέχει το υλικολογισμικό της ημιτονοειδής συνάρτησης 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 το υλικολογισμικό της συνάρτησης Y = X" στο X = 1 ... 128.

Οι τροποποιήσεις του τσιπ KR568PE2 περιέχουν τυπικό υλικολογισμικό για τα σύμβολα του διεθνούς τηλεγραφικού κωδικού Νο. 2 στις μορφές 5X7 και 7X9 (0001), σύμβολα του ρωσικού και λατινικού αλφαβήτου, πίνακες κωδικών, αριθμούς και αριθμητικά σημάδια (0003, 0Q11), ημιτονοειδείς λειτουργίες από 0 έως 90 ° (0309), assembler (0303--0306), πρόγραμμα επεξεργασίας κειμένου (0301, 0302).

Το τσιπ KR568RE2-0001 διαθέτει υλικολογισμικό για διεθνείς τηλεγραφικούς κωδικούς 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 ονομαζόμενα μικροκυκλώματα ROM με τυπικό υλικολογισμικό θα πρέπει να θεωρηθούν ως παραδείγματα, ο αριθμός τέτοιων μικροκυκλωμάτων και οι τροποποιήσεις τους συνεχώς αυξάνονται.

Για να προγραμματίσετε τα μικροτσίπ ROM με παραγγελία του χρήστη, οι τεχνικές προδιαγραφές παρέχουν μια φόρμα παραγγελίας.

Τα μικροκυκλώματα ROM λειτουργούν στις ακόλουθες λειτουργίες: αποθήκευση (χωρίς δειγματοληψία) και ανάγνωση. Για να διαβάσετε τις πληροφορίες, είναι απαραίτητο να υποβάλετε τον κωδικό διεύθυνσης και να ενεργοποιήσετε τα σήματα ελέγχου. 17

Τα σήματα ελέγχου μπορούν να δοθούν από το 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), που συνήθως συνδέονται με έναν συγκεκριμένο λογικό τελεστή. Σε τέτοια μικροκυκλώματα, είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί ένας ορισμένος 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 ROM είναι ο χρόνος ανάκτησης διεύθυνσης. Εάν είναι απαραίτητο να πυλώνετε τα σήματα εξόδου, οι είσοδοι ελέγχου του CS θα πρέπει να παλμοποιούνται μετά την άφιξη του κωδικού διεύθυνσης. Σε αυτήν την περίπτωση, ο υπολογισμός του χρόνου ανάγνωσης θα πρέπει να παίρνει το χρόνο δημιουργίας του σήματος CS σε σχέση με τη διεύθυνση και τον χρόνο επιλογής. Το τσιπ KR1610PE1 έχει ένα πρόσθετο σήμα OE για τον έλεγχο της εξόδου.

Τα σήματα εξόδου όλων των τσιπ ROM έχουν επίπεδα TTL. Οι έξοδοι κατασκευάζονται κυρίως σε ένα σχήμα τριών καταστάσεων.

Εικόνα 17. Μάσκα τσιπ ROM

Για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, ορισμένα μικροκυκλώματα, για παράδειγμα, το K.596PE1, επιτρέπουν τη χρήση μιας λειτουργίας παλμικής τροφοδοσίας, στην οποία παρέχεται ισχύς στο μικροκύκλωμα μόνο όταν διαβάζονται πληροφορίες.

Μια σταθερή τάση προς τη λειτουργική επιπλοκή της μνήμης LSI εκδηλώνεται επίσης στα μικροκυκλώματα ROM: κόμβοι διασύνδεσης είναι ενσωματωμένοι στη δομή τους για διασύνδεση με μια τυπική ραχοκοκαλιά και για συνδυασμό μικροκυκλωμάτων σε μια μονάδα ROM χωρίς πρόσθετους αποκωδικοποιητές K1801RE1. K1809RE1, συσκευές αυτοελέγχου και διόρθωσης σφαλμάτων KA596RE2, K563RE2.

Τα τσιπ K1801 PE 1 και K1809PE1 έχουν πολλά κοινά ως προς τον σκοπό, τη συσκευή και τους τρόπους λειτουργίας. Ο σκοπός των ακίδων των μικροκυκλωμάτων φαίνεται στο Σχ. 17, και. Και τα δύο μικροκυκλώματα έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν ως μέρος εξοπλισμού με έναν τυπικό δίαυλο συστήματος για μικροϋπολογιστές: μια συσκευή ελέγχου (ελεγκτής) ενσωματωμένη στη δομή τους σας επιτρέπει να συνδέσετε τα μικροκυκλώματα απευθείας στο δίαυλο. Ως μικροκυκλώματα PZUM περιέχουν μια μήτρα χωρητικότητας 65384 EP, καταχωρητές και αποκωδικοποιητές του κωδικού διεύθυνσης, επιλογείς, έχουν οργάνωση 4KX16 bit. Οι πληροφορίες εισάγονται σύμφωνα με τις κάρτες παραγγελίας από τον κατασκευαστή.

Η δομή περιλαμβάνει επίσης έναν καταχωρητή 3-bit με έναν "ενσύρματο" κωδικό διεύθυνσης chip και ένα κύκλωμα σύγκρισης για την επιλογή ενός τσιπ στον κορμό. Η παρουσία μιας ενσωματωμένης συσκευής διευθυνσιοδότησης σάς επιτρέπει να συμπεριλάβετε έως και οκτώ μικροκυκλώματα 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. Οι διαμορφωτές εξόδου κατασκευάζονται σύμφωνα με το σχήμα τριών καταστάσεων. Τα τρία πιο σημαντικά ψηφία του κωδικού διεύθυνσης Ац--A13 προορίζονται για την επιλογή ενός μικροκυκλώματος, τα υπόλοιπα ψηφία Ats-- At για την επιλογή της αναγνωσμένης λέξης. Η άδεια λήψης της κύριας διεύθυνσης δημιουργείται από το κύκλωμα σύγκρισης με βάση το αποτέλεσμα της αντιστοίχισης των λαμβανόμενων και "ενσύρματων" διευθύνσεων του μικροκυκλώματος. Η ληφθείσα διεύθυνση είναι σταθερή στον καταχωρητή διευθύνσεων και οι είσοδοι-έξοδοι μεταβαίνουν στην τρίτη κατάσταση.

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

ανταλλαγή (αλλιώς CE -- άδεια- πρόσβαση), CS -- επιλογή chip, RPLY -- σήμα εξόδου ετοιμότητας δεδομένων

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

Η λειτουργία αποθήκευσης παρέχεται από τα σήματα SYNC = 1 ή CS = 1. Στη λειτουργία ανάγνωσης, ο χρόνος πρόσβασης στο μικροκύκλωμα καθορίζει το σήμα SYNC = 0. Επιπλέον, τα σήματα του κωδικού διεύθυνσης αποστέλλονται στις εξόδους ADOi--ADO15 και CS =0. Εάν η διεύθυνση ADO15 - ADO13 ταιριάζει με τη διεύθυνση του μικροκυκλώματος, η διεύθυνση της λέξης που διαβάζεται εισάγεται στον καταχωρητή εισόδου και οι έξοδοι ADO, - ADO15 μεταβαίνουν στην τρίτη κατάσταση. Γράφεται η λέξη read από τον πίνακα στον καταχωρητή δεδομένων εξόδου και εμφανίζεται στις εξόδους PO0 με το σήμα DIN = 0 --RO)