4. Архитектура постоянного запоминающего устройства

Существует несколько по возможности записи и стирания информации разновидностей ПЗУ. Занесение (запись) информации в ПЗУ часто называют «программированием».

ROM (Read Only Memory) – ПЗУ программируемые один раз на стадии изготовления микросхем. Данный тип приемлем только при большом (сотни тысяч и более) тираже изделия, применение такого типа ПЗУ позволяет снизить стоимость изделия.

PROM (Programmable Read Only Memory) – программируемые ПЗУ. Информация в данный тип ПЗУ записывается однократно без возможности стирания и последующей записи. Запись информации осуществляется с помощью специального устройства, часто называемого программатором.

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) – перепрограммируемые ПЗУ. Данный тип ПЗУ является разновидностью типа PROM. Информация записывается с возможностью последующего стирания и записи. Запись информации осуществляется с помощью специального устройства, часто называемого программатором. Стирание осуществляется путем ультрафиолетового излучения через специальное окно в корпусе микросхемы. Запись и стирание информации ограничено небольшим количеством раз.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – электрически стираемые программируемые ПЗУ. Данный тип ПЗУ является разновидностью типа PROM. Информация записывается с возможностью последующего стирания и записи. Запись и стирание информации осуществляется с помощью специального устройства, часто называемого программатором. Запись и стирание информации ограничено достаточно большим количеством раз.

Flash Memory – электрически стираемые и программируемые ПЗУ, информация в которые может записываться и стираться с помощью электрических сигналов без применения специальных устройств. Можно считать, что данный тип занимает промежуточное положение между ОЗУ и ПЗУ.

1. Структура элементарной ячейки пзу

В зависимости от типа ПЗУ (ROM, PROM, EPROM, EEPROM) носителем информации (запоминающим элементом) являются различные элементы, но для понимания принципа построения и работы ПЗУ их упрощенную структуру элементарной ячейки можно представить сведя к двум структурам.

Для ПЗУ типа ROM и PROM носителем информации является «наличие или отсутствие связи». Структура такой 4-х разрядной ячейки приведена на Рис. 1 .17.

Рис. 1.17 Структура элементарной ячейки ПЗУ типа ROM и PROM

Наличие связи (наличие диода) формирует логический ноль, отсутствие связи (отсутствие диода) – логическую единицу. Отличие ПЗУ типа ROM и PROM в такой структуре заключается только в том, что наличие или отсутствие связи для типа ROM определяется и формируется на стадии изготовления микросхем ПЗУ, а для типа PROM микросхема при изготовлении содержит связи во всех ячейках (все ячейки содержат «0»). Отсутствие связи в необходимых ячейках (запись в ячейки «1») осуществляется на стадии изготовления устройства с помощью специального программатора, который разрушает связи в необходимых ячейках памяти.

На данной структуре не показаны элементы, обеспечивающие запись (программирование памяти) информации в ячейку памяти.

Для ПЗУ типа EPROM и EEPROM носителем информации является «конденсатор», выполненный на КМОП структурах. Структура такой 4-х разрядной ячейки приведена на Рис. 1 .18.

Рис. 1.18 Структура элементарной ячейки ПЗУ типа EPROM и EEPROM

Заряженный конденсатор приводит к формированию логического ноля, а разряженный – к формированию логической единицы. Для данных типов ПЗУ в исходном состоянии ячейки содержат «1» – конденсаторы разряжены. Заряд конденсаторов в необходимых ячейках (запись в ячейки «0») осуществляется на стадии изготовления устройства с помощью специального программатора. Отличие ПЗУ типа EPROM и EEPROM в такой структуре заключается только в способе стирания информации. В EPROM информация стирается путем ультрафиолетового излучения через специальное окно в корпусе микросхемы, а в EEPROM – с помощью электрического сигнала, формируемого специальным программатором.

В остальном нет никаких принципиальных отличий в структуре и работе этих типов ПЗУ. На выходе включен буферный элемент, который при подаче сигнала чтения RD выдает на линии данных информацию, содержащуюся в ячейке памяти.

Временная диаграмма процесса чтения информации из элементарной ячейки ПЗУ приведена на Рис. 1 .19. Считываемая информация на линии данных присутствует в течении действия сигнала RD (с момента времени t_RD1 до момента времени t_RD2).

Рис. 1.19 Временная диаграмма чтения из элементарной ячейки ПЗУ