Ранее я кратко рассказал о принципах работы ОЗУ. Сегодня решил пройтись по истории развития ПЗУ - Постоянного Запоминающего Устройства (или ROM).
ПЗУ, в отличие от ОЗУ, предназначено для длительного хранения данных и продолжает хранить их после отключения питания. То есть для хранения данных в ПЗУ не требуется электропитание.
При изготовлении микросхем ПЗУ применяются другие технологии (не такие как для ОЗУ). Главная сложность здесь заключается в том, чтобы данные не потерялись не только при отключенном питании, но и при воздействии на микросхему каких-либо помех, например, электромагнитных.
Хотя раньше ходили байки, что для сброса памяти надо положить устройство в морозилку, и через некоторое время все настройки сбросятся. Лично я этот эксперимент не проводил, но сомневаюсь, что это сработает. Потому что в морозилке бытового холодильника температура обычно не бывает ниже -20 градусов по Цельсию, а этого явно недостаточно для того, чтобы как-то повлиять на данные в микросхеме памяти.
На заре микропроцессорной техники микросхемы ПЗУ содержали в себе множество микроперемычек. При записи данных в микросхему эти перемычки прожигались, и таким образом можно было отличить 0 от 1 (ну например, если перемычка прожжена/разорвана, ток через неё не проходил и это мог быть 0). Недостатком такого способа была одноразовость - записать данные в такую микросхему можно было только один раз. Если надо было изменить данные, микросхему просто выбрасывали, а затем прожигали и устанавливали новую.
На смену однократно программируемым ПЗУ пришли ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием. Такие микросхемы допускали многократное использование. В них точно также для записи прожигались перемычки, но они получили возможность восстановления. Перед повторным использованием микросхему нужно было “стереть”. То есть восстановить все перемычки. Для этого кристалл микросхем подвергался облучению световым потоком ультрафиолетового диапазона, для чего микросхемы снабжались специальным окошечком в верхней части корпуса. После записи данных окошко заклеивалось, чтобы данные случайно не стёрлись при попадании света на микросхему.
Мне с такими ПЗУ работать не приходилось, но я их много раз видел в разных устройствах. Ранние версии таких микросхем обычно имели керамический корпус и позолоченные выводы, как правило, содержали довольно много драгметаллов и ценились у скупщиков радиодеталей на лом. На фото ниже уже более современный и более дешёвый вариант микросхемы ПЗУ:
Количество циклов записи-стирания для таких микросхем было ограничено. Микросхемы с ультрафиолетовым стиранием просуществовали достаточно долго. Они и сейчас работают во множестве микропроцессорных устройств, изготовленных на рубеже прошлого и нынешнего веков.
Современные же микросхемы ПЗУ строятся по так называемой флэш-технологии (Flash). Такие микросхемы также основаны на применении специальных пережигаемых перемычек с возможностью восстановления. Но стирание информации в данном случае происходит электрическим путем. Поэтому такие микросхемы еще называют ЭСПЗУ - Электрически Стираемые ПЗУ.
Весь процесс стирания осуществляется внутри микросхемы. Для запуска процесса стирания достаточно подать определенную комбинацию сигналов на ее входы.
Будучи включенными в состав микропроцессорной системы, микросхемы ОЗУ и микросхемы ПЗУ работают как единая память программ и данных (данные хранятся в ПЗУ, программы - в ОЗУ). Хотя процессор и работает с обоими видами памяти одинаково, но из ПЗУ он может только читать информацию. Запись информации в ПЗУ невозможна (в область хранения программы). Если микропроцессор все же попытается произвести запись, то ничего страшного не произойдет. Просто в ячейке останется то, что там было до попытки записи.
ПЗУ встроена в микроконтроллеры. Программа записывается именно в ПЗУ. А в ОЗУ она загружается только перед выполнением. В некоторых микроконтроллерах ПЗУ есть не только для программ, но и для данных. Такую ПЗУ можно записывать и читать, однако это более трудоёмко по сравнению с записью в ОЗУ.
На этом пока всё. Подписывайтесь на канал, чтобы ничего не пропустить…