Giới thiệu
ROM, là viết tắt của bộ nhớ chỉ đọc, là một thiết bị nhớ hoặc phương tiện lưu trữ lưu trữ thông tin vĩnh viễn. Nó cũng là đơn vị bộ nhớ chính của máy tính cùng với bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM). Nó được gọi là bộ nhớ chỉ đọc vì chúng ta chỉ có thể đọc các chương trình và dữ liệu được lưu trữ trên đó nhưng không thể ghi trên đó. Nó bị hạn chế để đọc các từ được lưu trữ vĩnh viễn trong đơn vị.
Nhà sản xuất ROM điền các chương trình vào ROM tại thời điểm sản xuất ROM. Sau đó, nội dung của ROM không thể thay đổi, có nghĩa là không thể lập trình lại, viết lại hoặc xóa nội dung của nó sau này. Tuy nhiên, có một số loại ROM mà có thể sửa đổi dữ liệu.
ROM chứa các cầu chì điện tử bên trong đặc biệt có thể được lập trình cho một kiểu kết nối cụ thể (thông tin). Thông tin nhị phân được lưu trữ trong chip được nhà thiết kế chỉ định và sau đó được nhúng vào thiết bị tại thời điểm sản xuất để tạo thành mẫu kết nối (thông tin) được yêu cầu. Khi mẫu (thông tin) được thiết lập, nó vẫn ở trong thiết bị ngay cả khi tắt nguồn. Vì vậy, nó là một bộ nhớ không thay đổi vì nó lưu giữ thông tin ngay cả khi tắt nguồn hoặc bạn tắt máy tính của mình.
Thông tin được thêm vào ROM dưới dạng các bit bởi một quá trình được gọi là lập trình ROM vì các bit được lưu trữ trong cấu hình phần cứng của thiết bị. Vì vậy, ROM là một thiết bị logic có thể lập trình (PLD).
Một ví dụ đơn giản về ROM là hộp mực được sử dụng trong bảng điều khiển trò chơi điện tử cho phép hệ thống chạy nhiều trò chơi. Dữ liệu được lưu trữ vĩnh viễn trên máy tính cá nhân và các thiết bị điện tử khác như điện thoại thông minh, máy tính bảng, TV, AC, v.v. cũng là một ví dụ của ROM.
Ví dụ, khi khởi động máy tính, màn hình không xuất hiện ngay lập tức. Cần có thời gian để xuất hiện vì có các hướng dẫn khởi động được lưu trữ trong ROM được yêu cầu để khởi động máy tính trong quá trình khởi động. Công việc của quá trình khởi động là khởi động máy tính. Nó tải hệ điều hành vào bộ nhớ chính (RAM) được cài đặt trên máy tính của bạn. Chương trình BIOS, cũng có trong bộ nhớ máy tính (ROM), được bộ vi xử lý của máy tính sử dụng để khởi động máy tính trong quá trình khởi động. Nó cho phép bạn mở máy tính và kết nối máy tính với hệ điều hành.
ROM cũng được sử dụng để lưu trữ Firmware, là một chương trình phần mềm được gắn vào phần cứng hoặc được lập trình trên thiết bị phần cứng như bàn phím, ổ cứng, card màn hình, v.v. Nó được lưu trữ trong ROM flash của thiết bị phần cứng. Nó cung cấp các hướng dẫn để thiết bị giao tiếp và tương tác với các thiết bị khác.
Đặc điểm ROM
Bộ nhớ chỉ đọc ROM cũng được chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. Bộ nhớ mà các phần tử nhớ của nó có trạng thái cố định, thông tin lưu giữ trong ROM cũng cố định và thậm chí không bị mất ngay cả khi mất điện. Chương trình trong ROM được viết vào lúc chế tạo nó. ROM là bộ nhớ không khả biến.
Lưu trữ các thông tin sau:
- Thư viện các chương trình con
- Các chương trình điều khiển hệ thống (BIOS)
- Các bảng chức năng
- Vi chương trình
Các loại ROM
- ROM mặt nạ: thông tin được ghi khi sản xuất, rất đắt.
- PROM (Programmable ROM): Cần thiết bị chuyên dụng để ghi bằng chương trình chỉ ghi được một lần.
- EPROM (Erasable PROM): Cần thiết bị chuyên dụng để ghi bằng chương trình ghi được nhiều lần. Trước khi ghi lại, xóa bằng tia cực tím.
- EEPROM (Electrically Erasable PROM): Có thể ghi theo từng byte, xóa bằng điện.
- Flashmemory (Bộ nhớ cực nhanh): Ghi theo khối, xóa bằng điện.
Cấu trúc bên trong ROM
Sơ đồ khối của ROM
Khối ROM có dòng đầu vào ‘n’ và dòng đầu ra ‘m’. Mỗi tổ hợp bit của các biến đầu vào được gọi là một địa chỉ. Mỗi tổ hợp bit đi ra thông qua các dòng đầu ra được gọi là một từ. Số bit trên mỗi từ bằng số dòng đầu ra m. Hình H.1
Địa chỉ của một số nhị phân đề cập đến một trong các địa chỉ của n biến. Vì vậy, số địa chỉ có thể có với biến đầu vào ‘n’ là 2n. Một từ đầu ra có một địa chỉ duy nhất và vì có 2n địa chỉ riêng biệt trong ROM, nên có 2n từ riêng biệt trong ROM. Các từ trên các dòng đầu ra tại một thời điểm nhất định phụ thuộc vào giá trị địa chỉ được áp dụng cho các dòng đầu vào.
Cấu trúc bên trong của ROM:
Cấu trúc bên trong bao gồm hai thành phần cơ bản: bộ giải mã và cổng OR. Bộ giải mã là một mạch giải mã một dạng được mã hóa (chẳng hạn như hệ thập phân được mã hóa nhị phân, BCD) sang dạng thập phân. Vì vậy, đầu vào ở dạng nhị phân và đầu ra là tương đương thập phân của nó. Tất cả các cổng OR có trong ROM sẽ có đầu ra của bộ giải mã là đầu ra của chúng. Hãy để chúng tôi lấy một ví dụ về ROM 64 x 4. Cấu trúc được hiển thị trong hình H.2
Bộ nhớ Chỉ Đọc này bao gồm 64 từ, mỗi từ 4 bit. Vì vậy, sẽ có bốn dòng đầu ra và một trong số 64 từ có sẵn trên các dòng đầu ra được xác định từ sáu dòng đầu vào vì chúng ta chỉ có sáu đầu vào vì trong ROM này chúng ta có 26 = 64, vì vậy chúng ta có thể chỉ định 64 địa chỉ hoặc minterms. Đối với mỗi đầu vào địa chỉ, có một từ được chọn duy nhất. Ví dụ, nếu địa chỉ đầu vào là 000000, từ số 0 sẽ được chọn và áp dụng cho các dòng đầu ra. Nếu địa chỉ đầu vào là 111111, từ số 63 được chọn và áp dụng cho các dòng đầu ra.
Hình H.3. Mô tả ROM hoạt động giống như một mảng. Chip ROM chứa một lưới các hàng và cột để BẬT hoặc TẮT. Nó sử dụng một diode để kết nối các đường dây nếu giá trị là 1. Nếu giá trị là 0, thì các đường dây này hoàn toàn không được kết nối. Mỗi phần tử của mảng tương ứng với một phần tử lưu trữ trong chip nhớ.
Đầu vào địa chỉ cho chip được sử dụng để chọn một vị trí bộ nhớ cụ thể (tương ứng với chỉ số mảng). Giá trị được đọc từ chip nhớ tương ứng với nội dung của phần tử được chọn của mảng.