Einführung in den Festwertspeicher (ROM) und seine Arten

Was ist ROM

ROM steht für Read Only Memory (deutsch Festwertspeicher oder Nur-Lese-Speicher), ein Festkörper-Halbleiterspeicher, der nur im Voraus gespeicherte Daten lesen kann. Seine Eigenschaft ist, dass die einmal gespeicherten Daten nicht mehr geändert oder gelöscht werden können. Er wird normalerweise in Computern oder anderen elektronischen Geräten verwendet, und selbst wenn der Strom abgeschaltet wird, gehen die Daten nicht verloren.

Die am weitesten verbreitete Form des Primärspeichers ist die flüchtige Form des Arbeitsspeichers (RAM), was bedeutet, dass alle im RAM enthaltenen Inhalte verloren gehen, wenn der Computer ausgeschaltet wird.

Auch ROM ist eine Art nichtflüchtiger Speicher, der sich aber aufgrund einiger Einschränkungen nicht für die Verwendung als Primärspeicher eignet. Im Allgemeinen sind nichtflüchtige Speicher teurer, haben eine geringere Leistung oder eine begrenzte Lebensdauer im Vergleich zu flüchtigen Direktzugriffsspeichern.

Was macht also ein ROM? Für seine Eigenschaften wie die im ROM gespeicherten Daten werden in der Regel nach der Herstellung geschrieben, so dass sie nur während des Arbeitsprozesses gelesen werden können, anstatt schnell und bequem neu geschrieben zu werden wie ein Direktzugriffsspeicher.

Daher sind die im ROM gespeicherten Daten stabil und die gespeicherten Daten ändern sich nicht nach dem Ausschalten. Die Struktur ist relativ einfach und das Lesen ist bequem, daher wird es oft für die Aufgabe des Sekundärspeichers oder des Langzeitspeichers verwendet, um verschiedene feste Programme und Daten zu speichern.

Arten von ROM

Lassen Sie uns nun die Arten von ROM für das grundlegende Verständnis diskutieren.

MROM – Mask Read Only Memory

MROM ist die Kurzform von Mask Read Only Memory. Es ist preiswert und ist das allererste ROM, das ein fest verdrahtetes Gerät ist, das einen vorprogrammierten Satz von Daten oder Anweisungen enthält.

PROM – Programmierbarer Nur-Lese-Speicher

PROM ist ein Nur-Lese-Speicherchip, in den Daten nur einmal vom Benutzer geschrieben werden können. Der Unterschied zum Festwertspeicher besteht darin, dass das PROM als leerer Speicher hergestellt wird, während das ROM beim Herstellungsprozess programmiert wird.

Wenn der Anwender ein PROM kauft, benötigt er ein spezielles Gerät, das PROM-Programmiergerät oder PROM-Brenner genannt wird, um die gewünschten Daten auf den leeren PROM-Chip zu schreiben. Der Vorgang des Programmierens eines PROMs wird manchmal auch als Brennen des PROMs bezeichnet. Der Speicher kann nur einmal nach der Herstellung durch „Durchbrennen“ der Sicherungen programmiert werden, was ein unumkehrbarer Vorgang ist.

EPROM – Löschbarer programmierbarer Festwertspeicher

EPROM ist eine spezielle Art von Nur-Lese-Speicherchip, der die Möglichkeit hat, die programmierten Daten zu löschen, was man schon am Namen erkennen kann. Der programmierbare Festwertspeicher kann so programmiert werden, dass er Daten mit Hochspannung schreibt, und die Daten bleiben erhalten, bis er bis zu 10 Minuten oder länger mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.

Normalerweise kann ein EPROM-Löschgerät diesen Zweck erfüllen, so dass es möglich ist, den Speicher neu zu programmieren. Zu diesem Zweck ist auf dem Gehäuse des Speichers ein quarzdurchlässiges Fenster zur einfachen Belichtung vorgesehen.

EEPROM – Elektrisch löschbarer und programmierbarer Nur-Lese-Speicher

EEPROM ist ebenfalls eine Art von Festwertspeicher, dessen Funktionsprinzip dem des bereits erwähnten EPROMs ähnelt, aber die Möglichkeiten zum Programmieren und Löschen erfolgen durch das Aussetzen einer elektrischen Ladung, so dass kein transparentes Fenster erforderlich ist.

Es kann etwa 10.000 Mal gelöscht und neu programmiert werden. Sowohl das Löschen als auch das Programmieren dauern etwa 4 bis 10 Millisekunden. Im EEPROM kann Benutzer selektiv jede Stelle löschen und programmieren, und es kann ein Byte nach dem anderen gelöscht werden, anstatt den gesamten Chip zu löschen. Daher kann der Prozess der Neuprogrammierung flexibel, aber langsam sein.

Flash-Speicher

Flash-Speicher (Flash) ist ein moderner Typ von EEPROM. Flash-Speicher können schneller gelöscht und wiederbeschrieben werden als gewöhnliche EEPROM. Und neuere Designs haben die Eigenschaft, dass sie eine sehr hohe Ausdauer haben (mehr als 1.000.000 Zyklen).

Moderne NAND-Flash-Speicher können die Fläche des Siliziumchips effektiv ausnutzen, so dass einzelne ICs im Jahr 2007 eine Kapazität von bis zu 32 GB haben können. Diese Eigenschaft, zusammen mit der Haltbarkeit und der physikalischen Beständigkeit, ermöglicht es NAND-Flash, magnetische Speicher in einigen Anwendungen zu ersetzen, z. B. in USB-Flash-Laufwerken.

Außer diesen Typen gibt es noch andere Arten von nichtflüchtigem Speicher, einschließlich optischer Speichermedien, wie CD-ROM (analog zu MROM). CD-R und CD-RW sind beide auf Abwärtskompatibilität mit CD-ROM ausgelegt: CD-R, die einmalig beschreibbar und mehrfach lesbar ist (analog zu PROM), während CD-RW Lösch- und Wiederbeschreibungszyklen unterstützt (analog zu EEPROM).