Skrivskyddat minne

diskret komponent ROMEdit

IBM används kondensator skrivskyddad Lagring (CROS) och transformator skrivskyddad Lagring (TROS) för att lagra mikrokod för mindre System/360 modeller, 360/85, och de första två System/370 modeller (370/155 och 370/165). På vissa modeller fanns också en skrivbar kontrollbutik (WCS) för ytterligare diagnostik och emulering stöd. Apollo-styrdatorn använde core rope-minne, programmerat av trådtrådar genom magnetkärnor.,

Solid-state ROMEdit

den enklaste typen av solid state ROM är lika gammal som halvledartekniken själv. Kombinationslogikportar kan sammanfogas manuellt för att kartlägga n-bitars adressinmatning på godtyckliga värden för M-bitars datautmatning (en uppslagstabell). Med uppfinningen av den integrerade kretsen kom mask ROM., Mask ROM består av ett rutnät av ordlinjer (adressinmatningen) och bitlinjer (datautmatningen), som selektivt förenas med transistorbrytare och kan representera en godtycklig uppslagstabell med en vanlig fysisk layout och förutsägbar förökning fördröjning.

i mask ROM är data fysiskt kodad i kretsen, så det kan bara programmeras under tillverkning. Detta leder till ett antal allvarliga nackdelar:

1. Det är bara ekonomiskt att köpa mask ROM i stora mängder, eftersom användarna måste ingå avtal med ett gjuteri för att producera en anpassad design.,
2. vändningstiden mellan att slutföra designen för en mask ROM och ta emot den färdiga produkten är lång, av samma anledning.
3. Mask ROM är opraktiskt för R&d arbete eftersom designers ofta behöver ändra innehållet i minnet när de förfina en design.
4. om en produkt levereras med felaktig mask ROM, det enda sättet att åtgärda det är att återkalla produkten och fysiskt ersätta ROM i varje enhet levereras.

senare utveckling har åtgärdat dessa brister., Programmerbart skrivskyddat minne (PROM), uppfunnet av wen Tsing Chow 1956, gjorde det möjligt för användare att programmera innehållet exakt en gång genom att fysiskt ändra sin struktur med tillämpning av högspänningspulser. Detta tog upp problem 1 och 2 ovan, eftersom ett företag helt enkelt kan beställa ett stort parti färska PROM chips och programmera dem med önskat innehåll på sina designers” bekvämlighet.,

tillkomsten av metalloxid-halvledarfälteffektstransistorn (MOSFET), som uppfanns vid Bell Labs 1959, möjliggjorde praktisk användning av metalloxid–halvledartransistorer (MOS) som minne celllagringselement i halvledarminnet, en funktion som tidigare betjänades av magnetkärnor i datorminne. 1967 föreslog Dawon Kahng och Simon Sze från Bell Labs att den flytande porten till en MOS-halvledaranordning skulle kunna användas för cellen i en omprogrammerbar ROM, vilket ledde till att Dov Frohman av Intel uppfann raderbart programmerbart skrivskyddat minne (EPROM) 1971., 1971-uppfinningen av EPROM löste väsentligen problem 3, eftersom EPROM (till skillnad från PROM) upprepade gånger kan återställas till sitt oprogrammerade tillstånd genom exponering för starkt ultraviolett ljus.

elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne (EEPROM), utvecklat av Yasuo Tarui, Yutaka Hayashi och Kiyoko Naga vid det elektrotekniska laboratoriet 1972, gick långt för att lösa problem 4, eftersom en EEPROM kan programmeras på plats om den innehållande enheten ger ett sätt att ta emot programinnehållet från en extern källa (till exempel en persondator via en seriell kabel)., Flashminne, uppfanns av Fujio Masuoka på Toshiba i början av 1980-talet och kommersialiseras i slutet av 1980-talet, är en form av EEPROM som gör mycket effektiv användning av chip område och kan raderas och omprogrammeras tusentals gånger utan skador. Det tillåter radering och programmering av endast en viss del av enheten, istället för hela enheten. Detta kan göras med hög hastighet, därav namnet ”flash”.

alla dessa tekniker förbättrade flexibiliteten hos ROM, men till en betydande kostnad per chip, så att mask ROM i stora mängder skulle förbli ett ekonomiskt val i många år., (Minskade kostnader för omprogrammerbara enheter hade nästan eliminerat marknaden för mask ROM år 2000.) Rewriteable technologies var tänkt som ersättare för mask ROM.

den senaste utvecklingen är NAND flash, även uppfunnad på Toshiba. Dess designers bröt uttryckligen från tidigare praxis och hävdade tydligt att ”syftet med NAND flash är att ersätta hårddiskar”, snarare än den traditionella användningen av ROM som en form av icke-flyktig primär lagring., Från och med 2007 har NAND delvis uppnått detta mål genom att erbjuda genomströmning jämförbar med hårddiskar, högre tolerans för fysisk chock, extrem miniatyrisering (i form av USB-flash-enheter och små microSD-minneskort, till exempel) och mycket lägre strömförbrukning.,

använd för att lagra programsEdit

varje lagrad programdator kan använda en form av icke-flyktig lagring (det vill säga lagring som behåller sina data när strömmen tas bort) för att lagra det ursprungliga programmet som körs när datorn är påslagen eller på annat sätt börjar körning (en process som kallas bootstrapping, ofta förkortat till ”uppstart” eller ”uppstart”). På samma sätt behöver varje icke-trivial dator någon form av muterbart minne för att spela in förändringar i sitt tillstånd som det utför.,

former av skrivskyddat minne användes som icke-flyktig lagring för program i de flesta tidiga lagrade programdatorer, såsom Eniac efter 1948. (Fram till dess var det inte en lagrad programdator eftersom varje program måste kopplas manuellt in i maskinen, vilket kan ta dagar till veckor.) Skrivskyddat minne var enklare att implementera eftersom det bara behövde en mekanism för att läsa lagrade värden och inte ändra dem på plats och därmed kunde implementeras med mycket råa elektromekaniska enheter (se historiska exempel nedan)., Med tillkomsten av integrerade kretsar på 1960-talet, både ROM och dess muterbara motsvarighet statisk RAM implementerades som matriser av transistorer i kiselflis; emellertid, en ROM-minne cell kunde implementeras med användning av färre transistorer än en SRAM-minne cell, eftersom den senare behöver en spärr (innefattande 5-20 transistorer) för att behålla dess innehåll, medan en ROM-cell kan bestå av frånvaro (logisk 0) eller närvaro (logisk 1) av en transistor som förbinder en bitlinje till en ordlinje. Följaktligen kan ROM implementeras till en lägre kostnad per bit än RAM i många år.,

de flesta hemdatorer från 1980-talet lagrade en grundläggande tolk eller operativsystem i ROM, eftersom andra former av icke-flyktig lagring som magnetiska hårddiskar var för dyra. Commodore 64 inkluderade till exempel 64 KB RAM och 20 KB ROM innehöll en grundläggande tolk och ”KERNAL” i operativsystemet., Senare hem-eller kontorsdatorer som IBM PC XT inkluderade ofta magnetiska hårddiskar och större mängder RAM, så att de kan ladda sina operativsystem från disk till RAM, med endast en minimal hårdvaruinitiering kärna och bootloader kvar i ROM (känd som BIOS i IBM-kompatibla datorer). Detta arrangemang möjliggjorde ett mer komplext och enkelt uppgraderingsbart operativsystem.,

i moderna datorer används ”ROM” för att lagra den grundläggande bootstrapping-firmware för processorn, liksom de olika firmware som behövs för att internt styra fristående enheter som grafikkort, hårddiskar, solid state-enheter, optiska skivenheter, TFT-skärmar etc., i systemet. Idag ersätts många av dessa ”skrivskyddade” minnen-särskilt BIOS/UEFI – ofta med EEPROM eller flashminne (se nedan), för att möjliggöra omprogrammering på plats om behovet av en firmwareuppgradering uppstår., Men enkla och mogna delsystem (t.ex. tangentbordet eller vissa kommunikationsstyrenheter i de integrerade kretsarna på moderkortet) kan använda mask ROM eller OTP (engångsprogrammerbar).

ROM och efterföljande teknik som flash är vanliga i inbyggda system. Dessa finns i allt från industrirobotar till hushållsapparater och konsumentelektronik (MP3-spelare, set-top-boxar etc.) som alla är utformade för specifika funktioner, men är baserade på allmänna mikroprocessorer., Med programvara vanligtvis tätt kopplad till hårdvara behövs programändringar sällan i sådana enheter (som vanligtvis saknar hårddiskar på grund av kostnad, storlek eller strömförbrukning). Från och med 2008 använder de flesta produkter Flash snarare än mask ROM, och många ger några sätt att ansluta till en dator för firmwareuppdateringar.till exempel kan en digital ljudspelare uppdateras för att stödja ett nytt filformat., Vissa hobbyister har utnyttjat denna flexibilitet för att omprogrammera konsumentprodukter för nya ändamål. exempelvis har iPodLinux-och OpenWrt-projekten gjort det möjligt för användare att köra fullfjädrade Linux-distributioner på sina MP3-spelare respektive trådlösa routrar.

ROM är också användbart för binär lagring av kryptografiska data, eftersom det gör dem svåra att ersätta, vilket kan vara önskvärt för att förbättra informationssäkerheten.,

användning för lagring av dataEdit

eftersom ROM (åtminstone i hård trådbunden Maskform) inte kan ändras, är den endast lämplig för lagring av data som inte förväntas behöva ändras för enhetens livslängd. För detta ändamål har ROM använts i många datorer för att lagra uppslagstabeller för utvärdering av matematiska och logiska funktioner (till exempel kan en flyttalsenhet tabulate sinus-funktionen för att underlätta snabbare beräkning). Detta var särskilt effektivt när processorer var långsamma och ROM var billigt jämfört med RAM.,

särskilt, bildskärmskort av tidiga persondatorer lagrade tabeller med bitmappade tecken i ROM. Detta innebar vanligtvis att textdisplayteckensnittet inte kunde ändras interaktivt. Detta var fallet för både CGA och MDA-adaptrar med IBM PC XT.

användningen av ROM för att lagra sådana små mängder data har försvunnit nästan helt i moderna allmänna datorer. NAND Flash har dock tagit över en ny roll som ett medium för masslagring eller sekundär lagring av filer.

---