ROM, אשר מייצג זיכרון לקריאה בלבד, הוא התקן זיכרון או אמצעי אחסון המאחסן מידע לצמיתות. זוהי גם יחידת הזיכרון העיקרית של מחשב יחד עם זיכרון הגישה האקראית (RAM). זה נקרא זיכרון לקריאה בלבד מכיוון שאנו יכולים לקרוא רק את התוכניות והנתונים המאוחסנים בו אך לא יכולים לכתוב בו. הוא מוגבל לקריאת מילים המאוחסנות באופן קבוע בתוך היחידה.
יצרן ה- ROM ממלא את התוכניות ב- ROM בזמן ייצור ה- ROM. לאחר מכן, לא ניתן לשנות את התוכן של ה-ROM, מה שאומר שלא ניתן לתכנת מחדש, לשכתב או למחוק את התוכן שלו מאוחר יותר. עם זאת, ישנם סוגים מסוימים של ROM שבהם אתה יכול לשנות את הנתונים.
ROM מכיל נתיכים אלקטרוניים פנימיים מיוחדים שניתן לתכנת עבור דפוס חיבור מסוים (מידע). המידע הבינארי המאוחסן בשבב מוגדר על ידי המעצב ואז מוטבע ביחידה בזמן הייצור כדי ליצור את דפוס החיבור הנדרש (מידע). ברגע שהתבנית (המידע) נוצרה, היא נשארת בתוך היחידה גם כשהחשמל כבוי. אז זהו זיכרון לא נדיף שכן הוא מחזיק את המידע גם כשהחשמל כבוי, או שאתה מכבה את המחשב שלך.
המידע מתווסף ל-RAM בצורה של סיביות על ידי תהליך המכונה תכנות ה-ROM שכן ביטים מאוחסנים בתצורת החומרה של המכשיר. אז, ROM הוא התקן לוגי לתכנות (PLD).
דוגמה פשוטה ל-ROM היא המחסנית המשמשת בקונסולות משחקי וידאו המאפשרת למערכת להריץ משחקים רבים. הנתונים המאוחסנים לצמיתות במחשבים אישיים ובמכשירים אלקטרוניים אחרים כמו סמארטפונים, טאבלטים, טלוויזיה, AC וכו' הם גם דוגמה ל-ROM.
לדוגמה, כאשר אתה מפעיל את המחשב, המסך אינו מופיע באופן מיידי. לוקח זמן להופיע שכן ישנן הוראות הפעלה המאוחסנות ב-ROM אשר נדרשות כדי להפעיל את המחשב במהלך תהליך האתחול. העבודה של תהליך האתחול היא להפעיל את המחשב. הוא טוען את מערכת ההפעלה לתוך הזיכרון הראשי (RAM) המותקן במחשב שלך. תוכנית ה-BIOS, הקיימת גם בזיכרון המחשב (ROM) משמשת את המיקרו-מעבד של המחשב כדי להפעיל את המחשב במהלך תהליך האתחול. הוא מאפשר לפתוח את המחשב ומחבר את המחשב למערכת ההפעלה.
ROM משמש גם לאחסון קושחה, שהיא תוכנה שנשארת מחוברת לחומרה או מתוכנתת בהתקן חומרה כמו מקלדת, כונן קשיח, כרטיסי מסך וכו'. היא מאוחסנת ב-Flash ROM של התקן חומרה. הוא מספק הוראות למכשיר לתקשורת ואינטראקציה עם מכשירים אחרים.
תרשים בלוקים של ROM:
לבלוק של ROM יש 'n' קווי קלט וקווי פלט 'm'. כל שילוב סיביות של משתני הקלט ידוע ככתובת. כל צירוף סיביות שיוצא דרך קווי פלט נקרא מילה. מספר הסיביות למילה שווה למספר קווי הפלט, m.
הכתובת של מספר בינארי מתייחסת לאחת הכתובות של n משתנים. אז, מספר הכתובות האפשריות עם משתני קלט 'n' הוא 2n. למילת פלט יש כתובת ייחודית, ומכיוון שיש 2n כתובות נפרדות ב-ROM, יש 2n מילים נפרדות ב-ROM. המילים על קווי הפלט בזמן נתון תלויות בערך הכתובת המוחל על קווי הקלט.
מבנה פנימי של ROM:
המבנה הפנימי מורכב משני מרכיבים בסיסיים: מפענח ושערי OR. מפענח הוא מעגל המפענח צורה מקודדת (כגון עשרוני מקודד בינארי, BCD) לצורה עשרונית. אז, הקלט הוא בצורה בינארית, והפלט הוא המקבילה העשרונית שלו. לכל שערי ה-OR הקיימים ב-ROM יהיו יציאות של המפענח כפלט. ניקח דוגמה של 64 x 4 ROM. המבנה מוצג בתמונה הבאה.
זיכרון קריאה בלבד זה מורכב מ-64 מילים של 4 ביטים כל אחת. אז יהיו ארבעה קווי פלט, ואחת מ-64 המילים הזמינות בקווי הפלט נקבעת מששת שורות הקלט מכיוון שיש לנו רק שש כניסות מכיוון שב-ROM הזה יש לנו 26 = 64, אז אנחנו יכולים לציין 64 כתובות או תנאי שימוש. עבור כל קלט כתובת, יש מילה ייחודית שנבחרה. לדוגמה, אם כתובת הקלט היא 000000, מילה מספר 0 תיבחר ותחול על קווי הפלט. אם כתובת הקלט היא 111111, מילה מספר 63 נבחרה ומוחלת על קווי הפלט.
תכונות של ROM:
ל-ROM (זיכרון לקריאה בלבד) יש כמה תכונות ברורות שהופכות אותו למתאים ליישומים שונים. בואו נחקור כמה תכונות מפתח של ROM בשפה פשוטה.
סוגי ROM:
1) זיכרון מסכה לקריאה בלבד (MROM):
זהו הסוג העתיק ביותר של זיכרון לקריאה בלבד (ROM). זה התיישן ולכן לא נעשה בו שימוש בשום מקום בעולם של היום. זהו התקן זיכרון חומרה שבו מאוחסנות תוכניות והוראות בזמן הייצור על ידי היצרן. אז זה מתוכנת במהלך תהליך הייצור ולא ניתן לשנות, לתכנת מחדש או למחוק מאוחר יותר.
שבבי ה-MROM עשויים ממעגלים משולבים. שבבים שולחים זרם דרך מסלול קלט-פלט מסוים שנקבע על ידי מיקום הנתיכים בין השורות והעמודות בשבב. הזרם צריך לעבור בנתיב המאפשר נתיך, כך שהוא יכול לחזור רק דרך הפלט שהיצרן בוחר. זו הסיבה שהשכתוב וכל שינוי אחר אינו בלתי אפשרי בזיכרון הזה.
2) זיכרון קריאה בלבד (PROM הניתן לתכנות):
PROM היא גרסה ריקה של ROM. הוא מיוצר כזיכרון ריק ומתוכנת לאחר הייצור. אנו יכולים לומר שהוא נשמר ריק בזמן הייצור. אתה יכול לרכוש ולאחר מכן לתכנת אותו פעם אחת באמצעות כלי מיוחד שנקרא מתכנת.
בשבב, הזרם עובר בכל המסלולים האפשריים. המתכנת יכול לבחור נתיב מסוים לזרם על ידי שריפת נתיכים לא רצויים על ידי שליחת מתח גבוה דרכם. למשתמש יש אפשרות לתכנת אותו או להוסיף נתונים והוראות לפי דרישתו. מסיבה זו, הוא ידוע גם בתור ה-ROM המתוכנת על ידי המשתמש מכיוון שמשתמש יכול לתכנת אותו.
תצוגות וטבלאות
כדי לכתוב נתונים על שבב PROM; נעשה שימוש במכשיר הנקרא PROM programmer או PROM צורב. התהליך או התכנות של PROM ידועים כצריבת PROM. ברגע שהוא מתוכנת, לא ניתן לשנות את הנתונים מאוחר יותר, ולכן הם נקראים גם כמכשיר שניתן לתכנות חד-פעמי.
שימושים: הוא משמש בטלפונים סלולריים, קונסולות משחקי וידאו, מכשירים רפואיים, תגי RFID ועוד.
3) זיכרון קריאה בלבד (EPROM הניתן למחיקה וניתן לתכנות):
EPROM הוא סוג של ROM שניתן לתכנת מחדש ולמחוק פעמים רבות. השיטה למחיקת הנתונים שונה מאוד; הוא מגיע עם חלון קוורץ שדרכו מועבר תדר מסוים של אור אולטרה סגול במשך כ-40 דקות כדי למחוק את הנתונים. אז, הוא שומר על התוכן שלו עד שהוא נחשף לאור האולטרה סגול. אתה צריך התקן מיוחד שנקרא PROM programmer או צורב PROM כדי לתכנת מחדש את ה-EPROM.
שימושים: הוא משמש בחלק מהמיקרו-בקרים לאחסון תוכניות, למשל, גרסאות מסוימות של Intel 8048 ו-Freescale 68HC11.
4) זיכרון קריאה בלבד (EEPROM הניתן למחיקה חשמלית וניתן לתכנות):
ROM הוא סוג של זיכרון לקריאה בלבד שניתן למחוק ולתכנת מחדש שוב ושוב, עד 10000 פעמים. זה ידוע גם בשם Flash EEPROM מכיוון שהוא דומה לזיכרון פלאש. הוא נמחק ומתוכנת מחדש באופן חשמלי ללא שימוש באור אולטרה סגול. זמן הגישה הוא בין 45 ל-200 ננו שניות.
הנתונים בזיכרון זה נכתבים או נמחקים בייט אחד בכל פעם; בייט לכל בייט, ואילו בזיכרון הבזק הנתונים נכתבים ונמחקים בלוקים. אז זה מהיר יותר מ-EEPROM. הוא משמש לאחסון כמות קטנה של נתונים במערכות מחשב ואלקטרוניקה והתקנים כגון מעגלים.
שימושים: ה-BIOS של מחשב מאוחסן בזיכרון זה.
5) פלאש רום:
זוהי גרסה מתקדמת של EEPROM. הוא מאחסן מידע בסידור או מערך של תאי זיכרון העשויים מטרנזיסטורים של שער צף. היתרון בשימוש בזיכרון זה הוא שאתה יכול למחוק או לכתוב בלוקים של נתונים בסביבות 512 בתים בזמן מסוים. בעוד שב-EEPROM, אתה יכול למחוק או לכתוב רק בת אחד של נתונים בכל פעם. אז הזיכרון הזה מהיר יותר מ-EEPROM.
ניתן לתכנת אותו מחדש מבלי להסיר אותו מהמחשב. זמן הגישה שלו גבוה מאוד, בסביבות 45 עד 90 ננו-שניות. זה גם עמיד מאוד מכיוון שהוא יכול לשאת טמפרטורה גבוהה ולחץ אינטנסיבי.
שימושים: הוא משמש לאחסון והעברת נתונים בין מחשב אישי להתקנים דיגיטליים. הוא משמש בכונני הבזק מסוג USB, נגני MP3, מצלמות דיגיטליות, מודמים וכונני מצב מוצק (SSD). ה-BIOS של מחשבים מודרניים רבים מאוחסן על שבב זיכרון פלאש, הנקרא Flash BIOS.
שימושים ב-ROM:
ROM (זיכרון לקריאה בלבד) משמש במכשירים אלקטרוניים שונים. בואו לחקור את אפליקציות ה-ROM הרבות שנמצאות במכשירים אלקטרוניים אלה.
מחשבים:
במערכות מחשב, ROM הוא חיוני. מערכת הקלט/פלט הבסיסית (BIOS) והוראות האתחול הראשונות מאוחסנות כחלק מהקושחה של המחשב. הקושחה הכלולה ב-ROM אחראית על אתחול רכיבי החומרה, הפעלת בדיקות עצמיות וטעינת מערכת ההפעלה לזיכרון בעת הפעלת המחשב.
משחקי וידאו:
ROM נמצא בשימוש נרחב במשחקי וידאו. נתוני המשחק אוחסנו בעבר על מחסניות ROM בקונסולות משחקים ובמכשירים ניידים קודמים. מחסניות אלו נשאו את הקוד, הגרפיקה, הסאונד ורכיבים אחרים של המשחק על שבבי ROM. קונסולת משחקים טוענת את המשחק כאשר אתה מכניס מחסנית משחק על ידי קריאת הנתונים משבב ה-ROM. שימוש ב- ROM במשחקי וידאו אפשר הפצה קלה והבטיח שנתוני המשחק נשארו שלמים ללא סיכון של שינויים מקריים.
סמארטפונים:
ROM חיוני בסמארטפונים לאחסון קושחה, כגון מערכת ההפעלה ויישומים מובנים. כדי לשמור על עקביות לאורך כל קיומו של המכשיר, היצרנים מתכנתים את הקושחה לתוך ה-ROM במהלך בניית המכשיר. גם טוען האתחול, שמתחיל את תהליך האתחול וטוען את מערכת ההפעלה, כלול ב-ROM. על ידי שימוש ב-ROM, סמארטפונים יכולים לספק ביצועים יציבים ואמינים ולהגן על הקושחה מפני שחיתות או שיבוש פוטנציאליים.
מדי מהירות דיגיטליים:
בתעשיית הרכב, נעשה שימוש ב-ROM במדדי מהירות או מדי מהירות דיגיטליים. שבב ה-ROM במכשירים אלו מאחסן את נתוני הכיול וטבלאות ההמרה הדרושים למדידה והצגת מהירות הרכב בצורה מדויקת. זה מבטיח כי מד המהירות פועל באופן עקבי ומספק קריאות מדויקות. האופי הלא נדיף של ה-ROM מבטיח שנתוני הכיול נשארים שלמים גם אם מנותקים את החשמל או שהרכב כבוי.
אלקטרוניקה ניתנת לתכנות:
ROM משמש בהתקנים אלקטרוניים הניתנים לתכנות, מיקרו-בקרים והתקני לוגיקה ניתנים לתכנות (PLDs). התקנים אלה משתמשים לעתים קרובות בזיכרון קריאה בלבד (נשף) או זיכרון ניתן לתכנות לקריאה בלבד (EPROM). משתמשים יכולים לתכנת שבבי ROM אלה כדי לשמר מידע או הוראות מסוימים שהמכשיר יכול לגשת אליהם ולבצע. גמישות זו מאפשרת התאמה אישית וגמישות ביישומים דיגיטליים שונים, לצד מערכות רובוטיקה, אוטומציה ובקרה.
היתרונות של ROM:
חסרונות של ROM:
שאלות נפוצות
במה שונה ROM מ-RAM?
א: ROM, או זיכרון לקריאה בלבד, מחזיק נתונים קבועים גם כשהחשמל כבוי. הוא משמש לאחסון הוראות ונתונים שנשארים זהים. לעומת זאת, זיכרון RAM, או Random Access Memory, הוא נדיף ומאחסן נתונים זמניים הנגישים במהירות על ידי המעבד של המחשב.
האם אוכל לאחסן את הנתונים שלי ב-ROM?
א: לא, ROM מתוכנת מראש במהלך הייצור ולא ניתן לשנות אותו בקלות על ידי משתמשים. הוא נועד לאחסן קושחה, הוראות מערכת ונתונים שחייבים להישאר ללא שינוי.
האם הנתונים ב-ROM מאובטחים?
א: כן, הנתונים המאוחסנים ב-ROM מאובטחים מפני שינויים לא מורשים. מכיוון ש-ROM הוא לקריאה בלבד, לא ניתן לשנות או לחבל בקלות בנתונים, מה שמספק אבטחה להוראות ונתונים קריטיים.
זה
כמה זמן ניתן לשמור נתונים ב-ROM?
א: נתונים המאוחסנים ב-ROM יכולים להישמר במשך שנים רבות, אולי אפילו עשרות שנים. הנתונים שנשמרו בשבב ROM נשמרים לאורך זמן כל עוד השלמות הפיזית של השבב נשמרת.
האם ניתן לתכנת מחדש את ה-ROM?
א: סוגי ROM מסוימים, כגון PROM (זיכרון לקריאה בלבד הניתן לתכנות), EPROM (זיכרון ניתן לתכנות לקריאה בלבד) ו-EEPROM (זיכרון לקריאה בלבד הניתן למחיקה חשמלית), עשויים להיות מתוכנתים מחדש באמצעות טכניקות וכלים מסוימים. עם זאת, בהשוואה לשינוי נתונים בזיכרון קריא כמו זיכרון RAM או זיכרון פלאש, תכנות מחדש של ROM קשה יותר ומצריך ציוד מיוחד.