읽기 전용 메모리 ( ROM )는 컴퓨터 및 기타 전자 장치에 사용되는 비 휘발성 메모리 유형입니다 .
ROM에 저장된 데이터는 어려움 천천히 수정할 수, 또는 전혀 때문에 주로 저장하는 데 사용됩니다 수있는 펌웨어 ( 소프트웨어 밀접하게 특정에 묶여 하드웨어 , 빈번한 업데이트가 필요하지 않을) 또는 응용 프로그램 소프트웨어 에서 플러그인 카트리지 .
엄밀히 말하자면, 읽기 전용 메모리 는 제조 후 변경 될 수없는 다이오드 매트릭스 및 후속 마스크 ROM (MROM) 과 같이 하드 와이어 된 메모리를 의미합니다 .
이산 회로는 원칙적으로 변경 될 수 있지만 데이터가 좋지 않거나 업데이트가 필요한 경우 집적 회로 (IC)는 사용할 수 없으며 쓸모가 없습니다.
버그와 보안 문제를 해결할 수 없으며 새로운 기능을 추가 할 수 없기 때문에 그러한 메모리를 결코 변경할 수 없다는 것이 많은 애플리케이션에서 단점입니다 .
최근에는 ROM 이 정상 작동시 읽기 전용 인 메모리를 포함하게되었지만 어떤 방식 으로든 다시 프로그래밍 할 수 있습니다.
소거 가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리 (EPROM) 및 전기적 소거 가능 프로그램 가능 판독 전용 메모리 (EEPROM)는 소거 및 재 프로그램 될 수 있지만,
통상 비교적 느린 속도로만 수행 될 수 있고, 달성하기 위해서는 특별한 장비가 필요할 수 있으며, 통상적으로 오직 특정 횟수 만 가능합니다.
|
|
|
| 35NVM028 Block diagram & PIN Arrangement | 8 x 3 ROM |
모든 저장된 프로그램 컴퓨터 는 컴퓨터의 전원이 켜지거나 실행이 시작될 때 실행되는 초기 프로그램을 저장하기 위해 비 휘발성 저장소 형태
(즉, 전원이 제거되면 데이터를 보유하는 저장소)를 사용할 수 있습니다. bootstrapping , 종종 " booting "또는 "booting up"으로 약칭 함 ).
마찬가지로, 모든 사소한 컴퓨터는 실행되는 상태의 변화를 기록하기 위해 어떤 형태의 변경 가능한 메모리가 필요합니다 .
읽기 전용 메모리의 형태는 1948 년 이후의 ENIAC 와 같은 대부분의 초기 저장 프로그램 컴퓨터의 프로그램을위한 비 휘발성 저장 장치로 사용되었습니다 .
(그때까지는 모든 프로그램을 컴퓨터에 수동으로 연결해야하므로 수 일에서 수주가 소요되는 저장 프로그램 컴퓨터가 아니 었습니다.)
읽기 전용 메모리는 저장된 값을 읽는 메커니즘 만 필요했기 때문에 구현하기가 더 간단했습니다.
그 자리에서 변경하지 않으므로 매우 조잡한 전기 기계 장치로 구현할 수 있습니다
(아래의 역사적인 예 참조).
1960 년대 에 집적 회로 가 출현함에 따라 ROM과 가변형 정적 RAM 은 모두 트랜지스터 배열로 구현되었습니다.
실리콘 칩; 그러나, ROM 메모리 셀은 SRAM 메모리 셀보다 적은 수의 트랜지스터를 사용하여 구현 될 수 있는데, 그 이유 는 ROM 셀이 그 내용을 보유하기 위해 래치 (5-20 트랜지스터를 포함 함)를 필요로하기 때문이며, ROM 셀은 부재 (논리 0) 또는 비트 라인과 워드 라인을 연결하는 하나의 트랜지스터의 존재 (논리 1).
따라서, ROM은 하부 당 비용으로 구현 될 수있는 비트 수년간 RAM보다.
1980 년대의 대부분의 가정용 컴퓨터 는 자기 디스크 드라이브 와 같은 다른 형태의 비 휘발성 저장 장치 가 너무 비싸서 ROM에 기본 인터프리터 나 운영 체제 를 저장했습니다 .
예를 들어 Commodore 64 에는 64KB 의 RAM과 20KB의 ROM이 포함되어 있으며 BASIC 인터프리터와 운영 체제 의 " KERNAL "이 포함되어 있습니다. 나중에 IBM PC XT 와 같은 가정용 또는 사무용 컴퓨터 에는 자기 디스크 드라이브 및 대용량 RAM이 포함되어있어 운영 체제를 디스크에서 RAM으로로드 할 수 있으며 최소한의 하드웨어 초기화 코어와 ROM에 남아있는 부트 로더 ( 그만큼 BIOS 에서 IBM 호환 컴퓨터).
이렇게하면 더 복잡하고 쉽게 업그레이드 할 수있는 운영 체제를 사용할 수있게되었습니다.
최신 PC에서 "ROM"(또는 플래시)은 메인 프로세서 용 기본 부트 스트래핑 펌웨어 뿐만 아니라 그래픽 카드 , 하드 디스크 , DVD 드라이브 , TFT 와 같은 자체 내장 장치를 내부적으로 제어하는 데 필요한 다양한 펌웨어 를 저장하는 데 사용됩니다
화면 등을 표시 합니다. 오늘날, 이러한 "읽기 전용"메모리, 특히 BIOS는 펌웨어 업그레이드의 필요성이 발생할 경우 적절한 장소에서 다시 프로그래밍 할 수 있도록 플래시 메모리 (아래 참조)로 대체됩니다.
그러나, 간단하고 성숙한 서브 시스템 (예를 들어, 메인 보드상의 집적 회로 내의 키보드 또는 일부 통신 제어기와 같은)은 마스크 ROM 또는 OTP를 채용 할 수있다 (1 회 프로그램 가능).
ROM 및 후속 기술 ( 예 : 플래시)은 임베디드 시스템 에서 널리 사용 됩니다 . 이들은 산업용 로봇 에서부터 가전 제품 및 가전 제품 ( MP3 플레이어 , 셋톱 박스 등) 에 이르기까지 모두 특정 기능을 위해 설계되었지만 범용 마이크로 프로세서를 기반으로 합니다.
소프트웨어가 일반적으로 하드웨어와 밀접하게 결합되면, 그러한 장치 (일반적으로 비용, 크기 또는 전력 소비의 이유로 하드 디스크가 부족한)에서 프로그램 변경이 거의 필요하지 않습니다.
2008 년 현재 대부분의 제품은 마스크 ROM이 아닌 플래시를 사용하며 대부분은 펌웨어 를 위해 PC에 연결하기위한 수단을 제공합니다업데이트; 예를 들어, 디지털 오디오 플레이어가 새로운 파일 형식 을 지원하도록 업데이트 될 수 있습니다 .
일부 애호가들은 소비자 제품을 새로운 목적으로 재 프로그램 할 수있는 이러한 유연성을 이용합니다. 예를 들어, iPodLinux 및 OpenWrt 프로젝트를 통해 사용자 는 MP3 플레이어 및 무선 라우터에서 모든 기능을 갖춘 Linux 배포판 을 실행할 수있었습니다 .
ROM은 암호 데이터 의 이진 저장에도 유용 합니다. 대체하기가 어렵 기 때문에 정보 보안 을 향상시키는 데 바람직 할 수 있습니다 .
클래식 마스크 프로그래밍 된 ROM 칩은 저장 될 데이터를 물리적으로 인 코드하는 집적 회로이므로 제조 후 내용을 변경할 수 없습니다.
다른 유형의 비 휘발성 고체 메모리는 어느 정도 수정이 가능합니다.
프로그램 가능 읽기 전용 메모리 (PROM) 또는일회용 프로그램 가능 ROM (OTP)은 PROM 프로그래머 라는 특수 장치를 통해쓰거나 프로그래밍 할 수 있습니다.
일반적으로이 소자는 고전압을 사용하여 칩내부의 내부 링크 ( 퓨즈 또는 안티 퓨즈 )를 영구적으로 파괴하거나 생성합니다. 따라서 PROM은 한 번만 프로그래밍 할 수 있습니다.
지우기가 가능한 프로그램 가능 읽기 전용 메모리 (EPROM)는 강한 자외선 에 노출(일반적으로 10 분 이상)되어 지울 수 있으며다시 적용되는 일반적인 전압보다 높은 프로세스로 다시 작성됩니다.
UV 광에 반복적으로 노출되면 결국 EPROM이 마모되지만대부분의 EPROM 칩의 내구성 은 1000 사이클의 지우기 및 재 프로그래밍을 초과합니다.
EPROM 칩 패키지는 종종자외선이 들어오는 것을 허용하는 눈에 잘 띄는 석영 "창"으로 식별 할 수 있습니다.
프로그래밍 후 우발적 인 지우기를 방지하기 위해 일반적으로 창이 덮여 있습니다.
일부 EPROM 칩은 패키징되기 전에 공장에서 지워지고 창을 포함하지 않습니다. 이들은 효과적으로 PROM입니다.
전기적으로 지울 수있는 프로그램 가능한 읽기 전용 메모리 (EEPROM)는 EPROM과 유사한 반도체 구조를 기반으로하지만, 전체 내용 (또는 선택한 뱅크 )을 전기적으로 지우고 전기적으로 다시 쓸 수 있으므로 컴퓨터에서 제거 할 필요가 없습니다
범용 또는 카메라, MP3 플레이어 등의 임베디드 컴퓨터).
EEPROM을쓰거나 깜박 거리는 것은 ROM에서 읽거나 RAM에 쓰기 (두 경우 모두 나노초)보다 훨씬 느립니다 (비트 당 밀리 초).
전기적으로 변경 가능한 읽기 전용 메모리 (EAROM)는 한 번에 한 비트 씩수정할 수있는 EEPROM 유형입니다.
쓰기는 매우 느린 프로세스이며 다시읽기 액세스에 사용되는 것보다높은 전압 (일반적으로 약 12V )이 필요합니다.
EAROM은 가끔씩 부분적으로 다시 작성해야하는 응용 프로그램을 대상으로합니다.
EAROM은중요한 시스템 설치 정보를위한 비 휘발성 저장 장치로 사용될 수 있습니다.
많은 어플리케이션에서 EAROM은 주 전원으로 공급되고 리튬 배터리로 백업된 CMOS RAM 으로 대체되었습니다.
플래시 메모리 (또는 단순히 플래시 )는 1984 년에 개발 된 EEPROM의 최신 유형입니다.
플래시 메모리는 일반 EEPROM보다 빠르게 지우고 다시 쓸 수 있으며 새로운 디자인은 매우 높은 내구성 (1,000,000 회 초과)을 특징으로합니다.
최신 NAND 플래시 는 실리콘 칩 영역을 효율적으로 사용하여 2007 년 현재 32GB 의 용량을 가진 개별 IC를 생성합니다.
내구성 및 물리적 내구성과 함께이 기능은 NAND 플래시가일부 애플리케이션 (예 : USB 플래시 드라이브 )에서 자기 를 대체 할 수있게해줍니다.
플래시 메모리는 플래시 ROM 또는 플래시 EEPROM 이라고도합니다.
구형 ROM 유형을 대체하는 것으로 사용되지만 신속하고 빈번하게 수정 될 수있는 기능을 이용하는 애플리케이션에서는 사용되지 않습니다.
쓰기 방지 기능 을 적용 하면 재 프로그래밍 가능한 일부 ROM 유형이 일시적으로 읽기 전용 메모리가 될 수 있습니다.
EEPROM는 전기적으로 소거 및 프로그램이 가능한 읽기 전용 메모리 와의 일종입니다 비 휘발성 메모리 에 통합 된 컴퓨터에 사용되는 마이크로 컨트롤러 를
위한 스마트 카드 및 원격 키리스 시스템 의 상대적으로 적은 양의 저장, 및 기타 전자 장치 데이터를 지우지 만 개별 바이트는 지우고 다시 프로그래밍 할 수 있습니다.
EEPROM은 플로팅 게이트 트랜지스터 어레이로 구성됩니다 .
EEPROM은 특별한 프로그래밍 신호를 적용하여 회로 내에서 프로그래밍 및 지울 수 있습니다.
원래 EEPROM은 싱글 바이트 연산으로 제한되어 속도가 느려졌지만 최신 EEPROM은 멀티 바이트 페이지 연산을 허용합니다. 또한 현재 EEPROM에서 백만 번 작업에 도달하는
지우기 및 재 프로그래밍을위한 수명이 제한적입니다. 컴퓨터가 사용되는 동안 자주 재 프로그램되는 EEPROM에서 EEPROM의 수명은 중요한 설계 고려 사항입니다.
플래시 메모리 는 대용량 소거 블록 (일반적으로 512 바이트 이상)과 제한된 수의 쓰기 사이클 (종종 10,000 개)을 희생시키면서 고속 및 고밀도 용으로 설계된 EEPROM 유형입니다.
두 가지를 구분하는 명확한 경계는 없지만 일반적으로 "EEPROM"이라는 용어는 작은 소거 블록 (1 바이트로 작음)과 긴 수명 (일반적으로 1,000,000 사이클)이있는 비 휘발성 메모리를 설명하는 데 사용됩니다.
많은 마이크로 컨트롤러 에는 펌웨어 용 플래시 메모리 와 매개 변수 및 내역 용 소형 EEPROM이 모두 포함됩니다 .
일반적인 직렬 인터페이스는 SPI , I²C , Microwire , UNI / O 및 1-Wire 이다.
이것들은 1 ~ 4 개의 장치 핀을 사용하며 장치가 8 핀 이하의 패키지를 사용할 수 있도록합니다.
일반적인 EEPROM 직렬 프로토콜은 OP- 코드 위상 , 어드레스 위상 및 데이터 위상 의 세 단계로 구성됩니다 .
OP-Code는 일반적으로 EEPROM 장치의 직렬 입력 핀에 대한 첫 번째 8 비트 입력입니다 (또는 대부분의 I²C 장치가 암시 적 임).
이어서 장치의 깊이에 따라 8 ~ 24 비트의 주소 지정을 수행 한 다음 읽기 또는 쓰기 데이터를 읽습니다.
각 EEPROM 장치는 일반적으로 서로 다른 기능에 매핑 된 OP 코드 명령어 집합을 가지고 있습니다.
SPI EEPROM 장치의 일반적인 작동 은 다음과 같습니다.