什么是ROM？

本文概述

• ROM的框图
• ROM的内部结构
• ROM类型

ROM代表只读存储器, 是永久存储信息的存储设备或存储介质。它也是计算机的主要存储单元以及随机存取存储器（RAM）。之所以称为只读存储器, 是因为我们只能读取存储在其上的程序和数据, 而不能写入它。它仅限于阅读永久存储在设备中的单词。

ROM的制造商在制造ROM时将程序填充到ROM中。此后, ROM的内容将无法更改, 这意味着你以后无法重新编程, 重写或擦除其内容。但是, 可以在某些类型的ROM中修改数据。

ROM包含特殊的内部电子保险丝, 可以针对特定的互连模式（信息）进行编程。芯片中存储的二进制信息由设计人员指定, 然后在制造时嵌入到单元中, 以形成所需的互连模式（信息）。一旦建立了模式（信息）, 即使关闭电源, 它也会保留在设备内。因此, 它是非易失性存储器, 因为即使关闭电源或关闭计算机也可以保存信息。

由于位存储在设备的硬件配置中, 因此通过称为ROM编程的过程将信息以位的形式添加到RAM中。因此, ROM是可编程逻辑设备（PLD）。

ROM的一个简单示例是视频游戏机中使用的盒带, 该盒带允许系统运行许多游戏。永久存储在个人计算机和其他电子设备（如智能手机, 平板电脑, 电视, AC等）上的数据也是ROM的示例。

例如, 当你启动计算机时, 屏幕不会立即出现。由于在ROM中存储了一些启动指令, 因此在启动过程中需要花费一些时间才能启动计算机。引导过程的工作是启动计算机。它将操作系统加载到计算机上安装的主内存（RAM）中。 BIOS程序（也存在于计算机内存（ROM）中）被计算机的微处理器用来在引导过程中启动计算机。它允许你打开计算机, 并将计算机与操作系统连接。

ROM还用于存储固件, 它是一种软件程序, 它始终与硬件保持连接, 或者在诸如键盘, 硬盘驱动器, 视频卡等硬件设备上进行编程。它存储在硬件设备的ROM中。它向设备提供指令以与其他设备通信和交互。

ROM的框图

ROM块具有“ n”条输入线和“ m”条输出线。输入变量的每个位组合称为一个地址。通过输出线出现的每个位组合称为一个字。每个字的位数等于输出线的数量m。

二进制数的地址是指n个变量的地址之一。因此, 输入变量为’n’的可能地址数为2n。输出字具有唯一的地址, 并且由于ROM中有2n个不同的地址, 因此ROM中有2n个独立的字。给定时间输出线上的字取决于施加到输入线上的地址值。

ROM的内部结构

内部结构包括两个基本组件：解码器和“或”门。解码器是一种将编码形式（例如二进制编码的十进制, BCD）解码为十进制形式的电路。因此, 输入为二进制形式, 而输出为其等效的十进制数。 ROM中存在的所有“或”门会将解码器的输出作为其输出。让我们以64 x 4 ROM为例。下图显示了该结构。

该只读存储器包含64个字, 每个字4位。因此, 将有4条输出行, 并且由于只有6个输入, 因此从6条输入行中确定了输出行上可用的64个字之一, 因为在此ROM中, 我们有26 = 64, 因此我们可以指定64个地址或最小项对于每个地址输入, 都有一个唯一的选定单词。例如, 如果输入地址为000000, 则将选择字号0并将其应用于输出行。如果输入地址为111111, 则选择字号63并将其应用于输出线。

ROM类型

1）屏蔽的只读存储器（MROM）：

它是最早的只读存储器（ROM）类型。它已经过时, 因此在当今世界的任何地方都没有使用。它是一种硬件存储设备, 制造商在制造时会将程序和指令存储在其中。因此, 它是在制造过程中编程的, 以后不能修改, 重新编程或删除。

MROM芯片由集成电路制成。芯片通过特定的输入输出路径发送电流, 该路径由芯片上行和列之间的保险丝位置决定。电流必须通过启用保险丝的路径, 因此只能通过制造商选择的输出返回。这就是在该存储器中不可能进行重写和任何其他修改的原因。

2）可编程只读存储器（PROM）：

PROM是ROM的空白版本。它被制造为空白存储器, 并在制造后进行编程。可以说在制造时它保持空白。你可以使用称为编程器的特殊工具进行购买并编程一次。

在芯片中, 电流流经所有可能的路径。程序员可以通过向熔丝发送高压来燃烧多余的熔丝, 从而为电流选择一条特定的路径。用户可以根据自己的要求对其进行编程或添加数据和指令。由于这个原因, 由于用户可以对其进行编程, 因此也称为用户编程的ROM。

将数据写入PROM芯片；使用称为PROM编程器或PROM刻录机的设备。对PROM进行处理或编程称为刻录PROM。一旦被编程, 数据将无法在以后修改, 因此也被称为一次性可编程设备。

用途：它用于手机, 视频游戏机, 医疗设备, RFID标签等。

3）可擦可编程只读存储器（EPROM）：

EPROM是一种可以重新编程和擦除多次的ROM。擦除数据的方法非常不同。它带有一个石英窗口, 特定频率的紫外线通过该窗口大约40分钟, 以擦除数据。因此, 它保持其含量, 直到其暴露于紫外线下。你需要一个称为PROM编程器或PROM刻录机的特殊设备来对EPROM进行重新编程。

用途：在某些微控制器中用于存储程序, 例如某些版本的Intel 8048和Freescale 68HC11。

4）电可擦可编程只读存储器（EEPROM）：

ROM是一种只读存储器, 可以重复擦除和重新编程, 最多10000次。它也称为闪存EEPROM, 因为它类似于闪存。无需使用紫外线即可对其进行电擦除和重新编程。访问时间在45到200纳秒之间。

一次写入或擦除该存储器中的数据一个字节；每字节一个字节, 而在闪存中, 数据是按块写入和擦除的。因此, 它比EEPROM快。它用于在计算机和电子系统及设备（例如电路板）中存储少量数据。

用途：计算机的BIOS存储在此内存中。

5）闪存：

它是EEPROM的高级版本。它将信息存储在由浮栅晶体管制成的存储单元的排列或阵列中。使用此内存的优点是, 你可以在特定时间删除或写入512字节左右的数据块。而在EEPROM中, 一次只能删除或写入1个字节的数据。因此, 该存储器比EEPROM快。

可以重新编程它而无需将其从计算机中删除。它的访问时间非常长, 大约45到90纳秒。它也可以承受高温和高压, 因此非常耐用。

用途：它用于在个人计算机和数字设备之间存储和传输数据。它用于USB闪存驱动器, MP3播放器, 数码相机, 调制解调器和固态驱动器（SSD）。许多现代计算机的BIOS都存储在称为Flash BIOS的闪存芯片中。