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ROM只读存储器的优点及类型

关键词:ROM 只读存储器

时间:2022-11-09 14:27:36      来源:嵌入式之旅

这种ROM一般由生产厂家根据用户的需求而定制,适用于大批量生产和使用。这种ROM的结构简单,集成度高,但制作成本也很高,只有在大量生产某种定型的ROM产品时才采用该工艺定制所需的ROM。

只读存储器有两个显著的优点:

1)结构简单,位密度比可读/写存储器高;
2)具有非易失性,所以可靠度较高。

通常采用ROM存放系统监控程序,数据表格等。

ROM的电路结构主要由地址译码器,存储矩阵和输出缓冲器组成。

地址译码器根据地址信号总线,选中相应的存储单元。假设译码器有j条地址输入线,则可以寻址2的j次方个存储器单元,则存储矩阵由2的j次方个存储器单元组成,每个存储单元为k位。

输出缓冲器具有三态功能,受控制信号控制,当控制信号有效时,才将存储单元的数据输出到数据总线上,否则数据总线呈现高阻状态。

如前文所述,ROM可以分为5类,特性如下。

1)掩模工艺ROM(maskrom)

这种ROM一般由生产厂家根据用户的需求而定制,适用于大批量生产和使用。这种ROM的结构简单,集成度高,但制作成本也很高,只有在大量生产某种定型的ROM产品时才采用该工艺定制所需的ROM。

存储器从译码方式上看,可分为字译码结构和复合译码结构两种,MOS只读存储器也不例外。

字译码结构

如下图为一个4*4位的MOS ROM图,采用字译码结构,由两线的地址译码器进行两位地址输入,经译码后,输出4条选择线,每一条选中一个字,位线输出即为该字的各个位,即数据线。在图示的存储矩阵中,有的字线连着MOS管,有的没有,这是制造时由二次光刻机的图形(掩模)所决定的,所以把它叫做掩模式ROM。

例如当A1A0=01时,字线2为高电平,则与字线2相连的MOS管导通,位线1和位线3为低电平,输出0,另外两个没有与字线2相连的位线为高电平,输出1。

复合译码结构

当地址线数增大时,译码器的输出线数将会呈现指数规律上升,变得很大,给工艺加工带来不便。实际设计中,往往采用行列两个方向同时译码的复合译码结构。

如下图为1024*1的MOS ROM结构图。1024个单元若采用字译码结构,10根地址线,会有1024根输出线,现在将10根地址线分成两组,分别经过行和列译码,分别产生32根选择线,共计64根,这比1024根少很多。

2)可编程的只读存储器PROM

PROM只允许用编程器写入一次,在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中某些单元写入数据0,以实现对其编程的目的。

3)可擦除可编程的只读存储器EPROM

这是国内用的较多的程序存储器,其特点就是具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程,用户可以反复编程使用,但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。

这一类芯片特别容易识别,在芯片外壳上方的中央有一个圆形窗口的”石英玻璃窗”,在紫外线照射下,存储器的各位信息均变为1,即擦除。

擦除后通过编程器可将应用程序固化到芯片中。随着电可擦除存储器件的大量出现,EPROM存储器慢慢退出主流市场。

4)电可擦除可编程的只读存储器EEPROM

最大的优点是可直接电信号擦除和写入。具有ROM的非易失性,又有RAM的随机读写特性。但是内容擦除和写入的时间比较长,约10mS。

其可以通过读写操作进行逐个存储单元读出和写入,且读写操作与RAM几乎没什么差别,所不同的是写入速度慢一些,断电后能保存信息。缺点就是重编程时间比较长,有效重编程次数也比较低,所以不能取代RAM。

5)快闪存储器ROM(Flash ROM)

Flash ROM是在EPROM和EEPROM基础上发展起来的,其读写速度快,存取时间可达20nS,所以也叫闪速存储器,简称闪存。

目前很多单片机内均采用Flash作为程序存储器。很多Flash内部集成DC/DC变换器,使读,写,擦除,编程使用单一电压,从而使在系统编程成为可能,可重复擦写10万次以上,数据可靠保持超过10年。

闪存必须按块(Block)擦除,每个区块大小不定,不同厂商有不同规格,而EEPROM一次只能擦除1字节。也不能取代RAM,因为RAM需要按字节改写。

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