Mémoire en lecture seule

ROMEdit à Composants discrets

IBM a utilisé le stockage en lecture seule à condensateur (CROS) et le stockage en lecture seule à transformateur (tros) pour stocker le microcode pour les modèles System/360 plus petits, le 360/85 et les deux modèles System/370 initiaux (370/155 et 370/165). Sur certains modèles, il y avait aussi un magasin de contrôle inscriptible (WCS) pour les diagnostics supplémentaires et la prise en charge de l’émulation. L’ordinateur de guidage Apollo utilisait une mémoire de corde centrale, programmée en enfilant des fils à travers des noyaux magnétiques.,

l’état Solide ROMEdit

le type le plus simple de ROM à semi-conducteurs est aussi vieux que la technologie des semi-conducteurs elle-même. Les portes logiques combinatoires peuvent être jointes manuellement pour mapper l’entrée d’adresse n-bit sur les valeurs arbitraires de la sortie de données m-bit (une table de recherche). Avec l’invention du circuit intégré est venu masque ROM., Mask ROM se compose d’une grille de lignes de mots (l’entrée d’adresse) et de lignes de bits (la sortie de données), jointes sélectivement avec des commutateurs à transistors, et peut représenter une table de recherche arbitraire avec une disposition physique régulière et un retard de propagation prévisible.

dans mask ROM, les données sont codées physiquement dans le circuit, elles ne peuvent donc être programmées que pendant la fabrication. Cela conduit à un certain nombre d’inconvénients graves:

1. Il est seulement économique d’acheter mask ROM en grande quantité, car les utilisateurs doivent contracter avec une fonderie pour produire un design personnalisé.,
2. Le délai d’exécution entre l’achèvement de la conception d’une ROM de masque et la réception du produit fini est long, pour la même raison.
3. Mask ROM n’est pas pratique pour le travail R&D car les concepteurs ont souvent besoin de modifier le contenu de la mémoire lorsqu’ils affinent un design.
4. si un produit est livré avec une ROM de masque défectueuse, la seule façon de le réparer est de rappeler le produit et de remplacer physiquement la ROM dans chaque unité expédiée.

Les développements ultérieurs ont remédié à ces lacunes., La mémoire Programmable en lecture seule (PROM), inventée par Wen Tsing Chow en 1956, permettait aux utilisateurs de programmer son contenu exactement une fois en modifiant physiquement sa structure avec l’application d’impulsions haute tension. Cela a résolu les problèmes 1 et 2 ci-dessus, car une entreprise peut simplement commander un grand lot de puces PROM fraîches et les programmer avec le contenu souhaité à la convenance de ses concepteurs.,

l’avènement du transistor à effet de champ métal–oxyde–semi-conducteur (MOSFET), inventé aux Bell Labs en 1959, a permis l’utilisation pratique des transistors métal–oxyde–semi-conducteur (MOS) comme éléments de stockage de cellules de mémoire dans la mémoire semi-conductrice, une fonction précédemment servie par les noyaux magnétiques dans la mémoire informatique. En 1967, Dawon Kahng et Simon Sze de Bell Labs ont proposé que la porte flottante d’un dispositif semi-conducteur MOS puisse être utilisée pour la cellule d’une ROM reprogrammable, ce qui a conduit Dov Frohman D’Intel à inventer une mémoire en lecture seule programmable effaçable (EPROM) en 1971., L’invention de 1971 de L’EPROM a essentiellement résolu le problème 3, car L’EPROM (contrairement à la PROM) peut être réinitialisée à plusieurs reprises à son état non programmé par exposition à une forte lumière ultraviolette.

la mémoire en lecture seule programmable effaçable électriquement (EEPROM), développée par Yasuo Tarui, Yutaka Hayashi et Kiyoko Naga au laboratoire électrotechnique en 1972, a largement contribué à résoudre le problème 4, car une EEPROM peut être programmée sur place si le dispositif contenant fournit un moyen de recevoir le contenu du programme d’une source externe (par exemple, un ordinateur personnel via un câble série)., La mémoire Flash, inventée par Fujio Masuoka chez Toshiba Au début des années 1980 et commercialisée à la fin des années 1980, est une forme D’EEPROM qui utilise très efficacement la zone de la puce et peut être effacée et reprogrammée des milliers de fois sans dommage. Il permet l’effacement et la programmation d’une partie spécifique de l’appareil, au lieu de l’ensemble de l’appareil. Cela peut être fait à grande vitesse, d’où le nom « flash ».

toutes ces technologies ont amélioré la flexibilité de la ROM, mais à un coût par puce important, de sorte qu’en grande quantité, mask ROM resterait un choix économique pendant de nombreuses années., (La diminution du coût des dispositifs reprogrammables avait presque éliminé le marché de la ROM de masque en l’an 2000.) Des technologies réinscriptibles ont été envisagées pour remplacer mask ROM.

le développement le plus récent est NAND flash, également inventé chez Toshiba. Ses concepteurs ont explicitement rompu avec la pratique passée, déclarant clairement que « le but de NAND flash est de remplacer les disques durs », plutôt que l’utilisation traditionnelle de la ROM comme une forme de stockage primaire non volatile., À partir de 2007, NAND a partiellement atteint cet objectif en offrant un débit comparable aux disques durs, une tolérance plus élevée aux chocs physiques, une miniaturisation extrême (sous la forme de clés USB et de minuscules cartes mémoire microSD, par exemple) et une consommation d’énergie beaucoup plus faible.,

utilisation pour stocker programsEdit

chaque ordinateur de programme stocké peut utiliser une forme de stockage non volatile (c’est-à-dire un stockage qui conserve ses données lorsque l’alimentation est coupée) pour stocker le programme initial qui s’exécute lorsque l’ordinateur est sous tension ou commence son exécution (un processus appelé bootstrapping, souvent abrégé De même, chaque ordinateur non trivial a besoin d’une certaine forme de mémoire mutable pour enregistrer les changements dans son état au fur et à mesure de son exécution.,

des formes de mémoire en lecture seule ont été utilisées comme stockage non volatil pour les programmes dans la plupart des premiers ordinateurs à programme stocké, tels que L’ENIAC après 1948. (Jusque-là, ce n’était pas un ordinateur à programme stocké car chaque programme devait être câblé manuellement dans la machine, ce qui pouvait prendre des jours à des semaines.) La mémoire en lecture seule était plus simple à mettre en œuvre car elle n’avait besoin que d’un mécanisme pour lire les valeurs stockées, et non pour les modifier sur place, et pouvait donc être implémentée avec des dispositifs électromécaniques très bruts (voir les exemples historiques ci-dessous)., Avec l’avènement des circuits intégrés dans les années 1960, la ROM et son homologue mutable la RAM statique ont été mises en œuvre sous forme de réseaux de transistors dans des puces en silicium; cependant, une cellule de mémoire ROM pourrait être mise en œuvre en utilisant moins de transistors qu’une cellule de mémoire SRAM, car cette dernière a besoin d’un verrou (comprenant 5-20 transistors) pour conserver son contenu, tandis qu’une cellule ROM pourrait consister en l’absence (logique 0) ou la présence (logique 1) d’un transistor reliant une ligne de bits à une ligne de mots. Par conséquent, la ROM pourrait être implémentée à un coût par bit inférieur à la RAM pendant de nombreuses années.,

la plupart des ordinateurs personnels des années 1980 stockaient un interpréteur de base ou un système d’exploitation dans la ROM car d’autres formes de stockage non volatile telles que les disques magnétiques étaient trop coûteuses. Par exemple, le Commodore 64 comprenait 64 Ko de RAM et 20 Ko de ROM contenait un interpréteur de base et le « KERNAL » de son système d’exploitation., Les ordinateurs domestiques ou de bureau ultérieurs tels que L’IBM PC included comprenaient souvent des lecteurs de disque magnétique et de plus grandes quantités de RAM, leur permettant de charger leurs systèmes d’exploitation à partir du disque dans la RAM, avec seulement un noyau d’initialisation matérielle minimal et un chargeur de démarrage restant dans la ROM (connu sous le nom de BIOS Cette disposition a permis un système d’exploitation plus complexe et facilement évolutif.,

dans les PC modernes, « ROM » est utilisé pour stocker le micrologiciel d’amorçage de base pour le processeur, ainsi que les différents micrologiciels nécessaires pour contrôler en interne les périphériques autonomes tels que les cartes graphiques, les disques durs, les disques SSD, les disques optiques, les écrans TFT, etc. dans le système. Aujourd’hui, beaucoup de ces mémoires « en lecture seule »-en particulier le BIOS/UEFI – sont souvent remplacées par une mémoire EEPROM ou Flash (voir ci – dessous), pour permettre une reprogrammation sur place en cas de besoin d’une mise à niveau du micrologiciel., Cependant, des sous-systèmes simples et matures (tels que le clavier ou certains contrôleurs de communication dans les circuits intégrés de la carte principale, par exemple) peuvent utiliser mask ROM ou OTP (programmable à usage unique).

la ROM et les technologies ultérieures telles que le flash sont répandues dans les systèmes embarqués. Ceux-ci sont dans tout, des robots industriels aux appareils ménagers et à l’électronique grand public (Lecteurs MP3, décodeurs, etc.) qui sont tous conçus pour des fonctions spécifiques, mais sont basés sur des microprocesseurs à usage général., Les logiciels étant généralement étroitement couplés au matériel, les modifications de programme sont rarement nécessaires dans de tels périphériques (qui manquent généralement de disques durs pour des raisons de coût, de taille ou de consommation d’énergie). À partir de 2008, la plupart des produits utilisent Flash plutôt que mask ROM, et beaucoup fournissent des moyens pour se connecter à un PC pour les mises à jour du micrologiciel; par exemple, un lecteur audio numérique peut être mis à jour pour prendre en charge un nouveau format de fichier., Certains amateurs ont profité de cette flexibilité pour reprogrammer des produits grand public à de nouvelles fins; par exemple, les projets iPodLinux et OpenWrt ont permis aux utilisateurs d’exécuter des distributions Linux complètes sur leurs lecteurs MP3 et leurs routeurs sans fil, respectivement.

la ROM est également utile pour le stockage binaire de données cryptographiques, car elle les rend difficiles à remplacer, ce qui peut être souhaitable afin d’améliorer la sécurité de l’information.,

utiliser pour stocker dataEdit

comme la ROM (au moins sous forme de masque câblé) ne peut pas être modifiée, elle ne convient que pour stocker des données qui ne devraient pas avoir besoin de modification pendant la durée de vie de l’appareil. À cette fin, ROM a été utilisé dans de nombreux ordinateurs pour stocker des tables de recherche pour l’évaluation des fonctions mathématiques et logiques (par exemple, une unité à virgule flottante peut tabuler la fonction sinus afin de faciliter un calcul plus rapide). Cela était particulièrement efficace lorsque les processeurs étaient lents et que la ROM était bon marché par rapport à la RAM.,

notamment, les adaptateurs d’affichage des premiers ordinateurs personnels stockaient des tables de caractères de police bitmap dans la ROM. Cela signifiait généralement que la police d’affichage du texte ne pouvait pas être modifiée de manière interactive. Ce fut le cas pour les adaptateurs CGA et MDA disponibles avec L’IBM PC XT.

l’utilisation de la ROM pour stocker de si petites quantités de données a presque complètement disparu dans les ordinateurs modernes à usage général. Cependant, Nand Flash a pris un nouveau rôle en tant que support pour le stockage de masse ou le stockage secondaire de fichiers.

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