Read-only Memory (ROM)

ROM(Read-only Memory) – Daimi yaddaş, enerjidən asılı olmayan daxili və ya əsas yaddaşın bir hissəsi olaraq bilinir, həmçinin firmware olaraq da bilinir. İstehsal zamanı xüsusi məlumatlarla dövri proqramlaşdırılmış olaraq inteqrasiya olunur. ROM çipləri sadəcə kompüterlərdə deyil, digər elektron cihazlarda da istifadə olunur. Bu məqalədə siz, ROM-un müxtəlif növləri və hər növün necə, hansı prinsiplər əsasında işlədiyini öyrənəcəksiniz.

Gəlin ROM-ların növləri ilə tanış olaq.

ROM-ların aşağıdakı növləri vardır:

• ROM
• PROM
• EPROM
• EEPROM
• Flash Yaddaş

Hər növün özünəməxsus xarakteristikaları vardır, və siz xarakteristikalar haqqında məlumatları bu məqalədə oxuya bilərsiniz. Ümumiyyətlə, bütün növ ROM-lara məxsus olan 2 anlayış vardır:

• Məlumat bu çiplərdə qeyri-sabit (nonvolatile) olaraq yadda saxlanır-belə ki, enerji kəsildiyi zaman məlumat itmir,
• Məlumat bu çiplərdə dəyişməz(unchangeable) olaraq qalır və ya məlumatları dəyişmək üçün xüsusi proseduralar tələb olunur.

Yəni bu anlayışlar təsdiq edir ki, ROM enerjidən asılı deyil və oradakı məlumatlar elektrik enerjisinin kəsilməsi zamanı silinmir və ya itmir.

RAM ilə oxşar olaraq ROM da sətir və sütunlardan təşkil olunan tordan ibarətdir. Lakin sətir və sütunların kəsişdiyi yerdə ROM və RAM çipləri bir-birindən tamamilə fərqlənir.  RAM hər bir keçiddə kondensatora girişi yandırıb/söndürmək üçün (turn on/off) tranzistorlardan istifadə edir, lakin ROM- dəyərin “1”-ə bərabər olduğu qiymətində xətləri(lines) diodlardan istifadə edərək əlaqələndirir.  Dəyər “0”-a bərabər olduğu halda xətlər(lines) arasında əlaqə yaranmır.

PROM

ROM çiplərini hazırlamaq həm çox zaman, həm də məbləğ  tələb edir. Buna görə də bir çox developerlər PROM(Programmable-Proqramlaşdırılna bilən ROM) yaradır və ya istifadə edirlər. Boş PROM-lar münasib qiymətə əldə oluna və istənilən developer tərəfindən proqramlaşdırıla bilər(bunun üçün xüsusi “programmer” adlı alət istifadə edilir).

Fərq – hər sütun və sətir kəsişmələri xüsusi “əriyən qoruyucu” (fuse) vasitəsilə təmin edilir. Programmer vasitəsilə bütün bu kəsişmələr fuse vasitəsilə 1 dəyərinə gətirilir və beləliklə blank, yəni boş ROM-un bütün xanaları doldurulmuş, proqramlaşdırılmış olur. Bu dəyərləri 0 etmək üçün programmer vasitəsilə xüsusi miqdarda cərəyan hər həmin xanaya ötürülür. Nəzərə almaq lazımdır ki, yüksək ölçüdə gərginliyin olması sətir və sütunlar arasında olan əlaqənin kəsilməsinə səbəb ola bilər , bu isə PROM-un yanması deməkdir (burning the PROM).

PROM sadəcə 1 dəfə proqramlaşdırıla bilər. PROM digər ROM-dan daha kövrəkdir. Kiçik ölçüdə statik elektrik təkanı belə PROM-un yanmasına səbəb ola bilər.

EPROM

ROM və PROM-larla işləmək israfçılıq ola bilər. Hər çip ucuz olsa belə, xərclər vaxt keçdikcə arta bilər.  Lakin EPROM(Erasable programmable ROM)-lar bu məsələni həll edir.EPROM-lar PROM-dan fərqli olaraq dəfələrlə yenidən yazıla(proqramlaşdırıla) bilər. EPROM-un silinməsi müəyyən bir ultranəbövşəyi şüa(Ultraviolet light-UV) yayan alət tələb edir. EPROM-lar istifadə edilən EPROM-un növünə uyğun olaraq təyin olunmuş gərginlik səviyyəsini təmin edən EPROM programmerləri ilə konfiqurasiya edilir.

PROM-dakı kimi sətirlər və sütunlar mövcuddur və hər kəsişmədə 2 tranzistor vardır. Hər tranzistor bir-birindən nazik oksid təbəqəsinə görə fərqlənir. Onlardan biri floating gate, digəri isə control gate olaraq bilinir. Floating gate adlandirilan tranzistor sətir line-lara(və ya wordline) control gate adlandırılan tranzistor vasitəsilə keçidi (link göndərilir) təmin edir. Müəyyən müddətdən sonra link göndərilən həmin yerdə, yəni xanada dəyər 1-ə bərabər olur. Həmin dəyəri 0 etmək üçün Fowler-Nordheim tunneling adlandırılan proses tələb olunur. Tunneling prosesi floating gate tranzistorunda olan elektronların yerdəyişməsini təmin edir. Elektrik yükü adətən 10-13 Volt aralığında olur və floating-gate tranzistoruna tətbiq olunur. Elektrik yükü sütun line-dan(və ya bitline) floating gate tranzistoruna daxil olur və torpağa yönləndirilir(drains to ground).

Bu elektrik yükü floating-gate tranzistorunun elektron silah kimi özünü göstərməsinə səbəb olur. Həyəcanlanmış elektronlar nazik oksid təbəqənin digər tərəfinə doğru itələnir və onu mənfi yük ilə yükləyir. Bu mənfi yüklü elektronlar control-gate və floating-gate tranzistorlar arasında sədd kimi rol oynayır.

EEPROM və Fləş yaddaş

EPROM-u yenidən yazmaq üçün ilk öncə onu təmizləmək lazımdır. İlk öncə floating gate tranzistoruna maneə yaradan mənfi yüklü elektronları güclü enerji tətbiq etməklə qırmaq lazımdır. Standart EPROM-larda ən yaxşı yol 253.7 tezlikdə ultrabənövşəyi şüalanmanın istifadə edilməsidir. Çünki bu xüsusi tezlik plastik və şüşəyə nüfuz etmir, hər bir EPROM çipinin üzərində kvars şüşə təbəqəsi vardır. EPROM-un düzgün işləməsi üçün siqnalın işıq mənbəyinə çox yaxın olmalıdır. Silmə prosesi üçün EPROM cihazdan çıxarılmalı və bir neçə dəqiqə ərzində ultrabənövşəyi şüa altında yerləşdirilməlidir.

EPROM-lar təkrar istifadə baxımından PROM-lardan bir addım irəlidədir, onlar dəyişikliyə ehtiyac olduğu anda məlumatları aradan qaldırmaq və ya yenidən sazlamaq üçün lazımi avadanlıq və intensiv əmək(yəni insanın əməyi) tələb edir. Həmçinin dəyişikliklər EPROM çipinə ardıcıl olaraq tətbiq edilə bilməz: bunun üçün çip bütünlüklə təmizlənməlidir. EEPROM(Electrically erasable programmable ROM) çipləri EPROM-larn ən böyük çatışmazlıqlarını aradan qaldırır.

EEPROM-larda:

• Çipin yenidən yazılması üçün çıxarılmasına(removing) gərək yoxdur;
• Xüsusi hissəsinin dəyişdirilməsi üçün çipin bütünlüklə təminzlənməsinə ehtiyac yoxdur;
• Məzmunun dəyişdirilməsi üçün xüsusi əlavə bir avadanlıq tələbi yoxdur.

EPROM xanalarının daxilindəki elektronların normal vəziyyətə gətirilməsi, hər xananın elektrik sahəsinə Ultrabənövşəyi şüa istifadəsi əvəzinə lokal tətbiqlər istifadəsi ilə yerinə yetirilir. Bununla EEPROM -un nişanlanmış xanaları silinə və yenidən yazıla bilər. EEPROM-larda saniyədə 1 bayt dəyişilməsi mümkündür, hansı ki bu proses onları çox tərəfli, lakin yavaş sürətli edir. Faktiki olaraq, EEPROM çipləri, çipdə saxlanan məlumatlara sürətli dəyişiklikləri tətbiq edən bir sıra istehsal məhsullarında istifadə edilməsi üçün çox yavaşdır.

İstehsalçılar Fləş yaddaş vasitəsilə bu məhdudiyyəti aradan qaldırırlar- Fləş yaddaş ənənəvi EEPROM-lardan daha sürətlidir, bu yaddaş növü enerji kəsildiyində belə məlumatları özündə saxlayır və silinib yenidən yazıla bilir. Hal-hazırki vaxtda “Flash” kəlməsi USB yaddaşları ifadə etmək üçün də işlədilir. Bu cihazların istifadəsi çox sadə olub, USB girişinə qoşulmaları kifayətdir.

Bu qədər dostlar, ümid edirəm faydalı olar.