 |
Однократно программируемые ПЗУ
|
|
|
|
ЭВМ и периферийные устройства
Лектор: доц. Осмоналиев А.Б.
Лекция 19. (2 часа)
Тема: Постоянные запоминающие устройства. Энергонезависимые оперативные запоминающие устройства
Постоянные запоминающие устройства
Слово «постоянные» в названии этого вида запоминающих устройств относится к их свойству хранить информацию при отсутствии питающего напряжения. Микросхемы ПЗУ также построены по принципу матричной структуры накопителя, где в узлах расположены перемычки в виде проводников, полупроводниковых диодов или транзисторов, одним концом подключенные к адресной линии, а другим — к разрядной линии считывания. В такой матрице наличие перемычки может означать 1, а ее отсутствие — 0. В некоторых типах ПЗУ элемент, расположенный на перемычке, исполняет роль конденсатора. Тогда заряженное состояние конденсатора означает. 1, а разряженное - 0.
Основным режимом работы ПЗУ является считывание информации, которое мало отличается от аналогичной операции в ОЗУ как по организации, так и по длительности. Именно это обстоятельство подчеркивает общепризнанное название постоянных ЗУ - ROM (Read-Only Memory - память только для чтения). В то же время запись в ПЗУ по сравнению с чтением обычно сложнее и связана с большими затратами времени и энергии. Занесение информации в ПЗУ называют программированием или «прошивкой». Последнее название напоминает о том, что первые ПЗУ выполнялись на базе магнитных сердечников, а данные в них заносились путем прошивки соответствующих сердечников проводниками считывания. Современные ПЗУ реализуются в виде полупроводниковых микросхем, которые по возможностям и способу программирования разделяют на:
|
|
|
• программируемые при изготовлении;
• однократно программируемые после изготовления;
• многократно программируемые.
ПЗУ, программируемые при изготовлении
Эту группу образуют так называемые масочные устройства и именно к ним принято применять аббревиатуру ПЗУ. В литературе более распространено обозначение различных вариантов постоянных ЗУ сокращениями от английских названий, поэтому в дальнейшем будем также использовать аналогичную систему. Для масочных ПЗУ таким обозначением является ROM, совпадающее с общим названием всех типов ПЗУ. Иногда такие микросхемы именуют MROM (Mask Programmable ROM — ПЗУ, программируемыес помощью маски).
Занесение информации в масочные ПЗУ составляет часть производственного процесса и заключается в подключении или не-подключении запоминающего элемента к разрядной линии считывания. В зависимости от этого из ЗЭ будет всегда извлекаться 1 или 0. В роли перемычки выступает транзистор, расположенный на пересечении адресной и разрядной линий. Какие именно ЗЭ должны быть подключены к выходной линии, определяет маска, «закрывающая» определенные участки кристалла. При создании масочных ПЗУ применяются разные технологии. В первом случае маска просто не допускает металлизации участка, соединяющего транзистор с разрядной линией считывания. Вторая технология связана с видом транзистора в узле. Маска определяет, какой полевой транзистор должен быть имплантирован в данный узел - работающий в обогащенном режиме или в режиме обеднения. В третьем варианте маска задает толщину оксидного слоя затвора транзистора. В зависимости от этого на кристалле формируется либо стандартный транзистор, либо транзистор с высоким порогом срабатывания.
В начальный период масочные микросхемы были дороги, однако сейчас это один из наиболее дешевых видов ПЗУ. Для ROM характерна высокая плотность упаковки ЗЭ на кристалле и высокие скорости считывания информации. Основной сферой применения являются устройства, требующие хранения фиксированной информации. Так, подобные ПЗУ часто используют для хранения шрифтов в лазерных принтерах.
|
|
|
Однократно программируемые ПЗУ
Создание масок для ROM оправдано при производстве большого числа копий. Если требуется относительно небольшое количество микросхем с данной информацией, разумной альтернативой являются однократно программируемые ПЗУ.
Микросхемы PROM. В ИМС типа PROM (Programmable ROM - программируемые ПЗУ) информация может быть записана только однократно. Первыми такими ПЗУ стали микросхемы памяти на базе плавких предохранителей. В исходной микросхеме во всех узлах адресные линии соединены с разрядными. Занесение информации в PROM производится электрически, путем пережигания отдельных перемычек, и может быть выполнено поставщиком или потребителем спустя какое-то время после изготовления микросхемы. Подобные ПЗУ выпускались в рамках серий К556 и К1556. Позже появились ИМС, где в перемычку входили два диода, соединенные навстречу. В процессе программирования удалить перемычку можно было с помощью электрического пробоя одного из этих диодов. В любом варианте для записи информации требуется специальное оборудование - программаторы. Основными недостатками данного вида ПЗУ были большой процент брака и необходимость специальной термической тренировки после программирования, без которой надежность хранения данных была невысокой.
Микросхемы ОTPEPRОM. Еще один вид однократно программируемого ПЗУ - это ОТР EPROM (One Time Programmable EPROM - EPROM с однократным программированием). В его основе лежит кристалл EEPRОM (см. ниже), но помещенный в дешевый непрозрачный пластиковый корпус без кварцевого окна, из-за чего он может быть запрограммирован лишь один раз.
|
|
|
