В микроконтроллерах и микропроцессорах используется три основных типа памяти: оперативная память (ОЗУ или RAM в английской аббревиатуре) для хранения информации в процессе выполнения кода контроллером в текущий момент времени; регистровая память (для хранения регистров всех составляющих компьютерной системы) и память для хранения программ (ПЗУ).
ПЗУ (ROM) расшифровывается как постоянное запоминающее устройство (Read-only memory). Под ним подразумевается энергонезависимая память (которая не стирается при отключении питания от контроллера), в которую записывается машинный код, либо переменные и константы, значениях которых должны храниться всегда. Среди разновидностей ПЗУ можно выделить следующие типы: ROM, PROM, EPROM, EEPROM, последовательность которых показывает эволюцию развития электроники в отдельно взятой области.
Память ROM хранит данные на постоянное основе, прошивка загружается в процессе заводской сборки, и изменить ее нельзя. Кстати, слово прошивка действительно связано с шитьем: когда существовали ЭВМ на основе вакуумных ламп, то запись данных осуществляли при помощи металлических игл, которыми протягивали тонкие провода через ферритовые кольца. Память PROM имеет дополнение: программу может загрузить непосредственно пользователь, но тоже только один раз.
EPROM и EEPROM основаны на наиболее совершенных технологиях записи данных: в них впервые начали использоваться транзисторы с плавающим затвором, что позволило вытеснить PROM память. В обоих случаях данные в памяти можно перезаписывать множество раз. Они появились в 1972 году, практически в один год (1971 г.) с выпуском компанией Intel первого микропроцессора с целью коммерческой продажи. Однако первоначально большее распространение получила EPROM память из-за более низкой стоимости технологии.
Принцип стирания данных в EPROM основан на действии ультрафиолетового излучения. На иллюстрации к данному тексту не просто так представлены две интегральные схемы. У них есть одно очень заметное различие во внешнем виде. В микросхемах с EPROM памятью в корпусе имеется специальное окно, закрытое кварцевым стеклом. Через него проходит ультрафиолетовый свет для стирания. Очевидным недостатком такого типа памяти является влияние на конечные размеры микросхемы и возможность случайного повреждения хранящихся данных под влиянием солнечного света (поэтому кварцевое окно обычно закрывают специальной пленкой).
Появление памяти EEPROM позволило перезаписывать данные бесконечное количество раз с использованием программных инструментов. Все то, что мы сейчас наблюдаем в современных контроллерах и компьютерах. Кстати, более совершенная в плане технологии записи разновидность EEPROM — Flash-память (NOR-память). Она идеально подходит для записи данных большого объема с высокой скоростью (правда, в ущерб количества циклов записи). Их применение стало настолько широким, что FLASH стало нарицательным словом (карты памяти прозвали «флэшками») и в технической документации упоминается отдельно от EEPROM, хотя и является ее разновидностью. Объяснить это можно следующим: в микроконтроллерах и микропроцессорах используются ячейки с Flash-памятью и отдельные ячейки с EEPROM памятью. Первая предназначена для записи программного кода: это большие данные, а значит им нужна большая скорость. А вот для работы с небольшими по объему данными (отдельно взятые переменные) отлично подходит EEPROM: у нее существенно большее количество циклов записи и она быстрее справляется с записью малых объемов данных.