ROM, což znamená paměť pouze pro čtení, je paměťové zařízení nebo paměťové médium, které trvale ukládá informace. Je to také primární paměťová jednotka počítače spolu s pamětí s náhodným přístupem (RAM). Říká se jí paměť pouze pro čtení, protože můžeme pouze číst programy a data v ní uložená, ale nemůžeme do ní zapisovat. Omezuje se na čtení slov, která jsou trvale uložena v jednotce.

Výrobce ROM naplní programy do ROM v době výroby ROM. Poté již nelze obsah ROM změnit, což znamená, že její obsah nelze později přeprogramovat, přepsat ani vymazat. Existují však některé typy ROM, kde můžete data upravit.

ROM obsahuje speciální vnitřní elektronické pojistky, které lze naprogramovat pro konkrétní vzor propojení (informace). Binární informace uložené v čipu jsou specifikovány konstruktérem a poté zabudovány do jednotky v době výroby, aby vytvořily požadovaný vzor propojení (informace). Jakmile je vzor (informace) vytvořen, zůstane v jednotce i po vypnutí napájení. Jedná se tedy o energeticky nezávislou paměť, protože uchovává informace i po vypnutí napájení nebo vypnutí počítače.

Informace se přidávají do paměti RAM ve formě bitů procesem známým jako programování paměti ROM, protože bity jsou uloženy v hardwarové konfiguraci zařízení. ROM je tedy programovatelné logické zařízení (PLD).

Jednoduchým příkladem ROM je kazeta používaná ve videoherních konzolích, která umožňuje systému spouštět mnoho her. Data, která jsou trvale uložena v osobních počítačích a dalších elektronických zařízeních, jako jsou chytré telefony, tablety, TV, AC atd., jsou také příkladem ROM.

Když například spustíte počítač, obrazovka se nezobrazí okamžitě. Chvíli trvá, než se objeví, protože v paměti ROM jsou uloženy spouštěcí pokyny, které jsou nutné ke spuštění počítače během procesu spouštění. Úkolem bootovacího procesu je spustit počítač. Načte operační systém do hlavní paměti (RAM) nainstalované v počítači. Program BIOS, který je také přítomen v paměti počítače (ROM), používá mikroprocesor počítače ke spuštění počítače během procesu spouštění. Umožňuje otevřít počítač a propojit počítač s operačním systémem.

Paměť ROM se také používá k ukládání Firmware, což je softwarový program, který zůstává připojen k hardwaru nebo naprogramován na hardwarovém zařízení, jako je klávesnice, pevný disk, grafické karty atd. Je uložen ve flash paměti ROM hardwarového zařízení. Poskytuje zařízení pokyny ke komunikaci a interakci s jinými zařízeními.

pružinové moduly

Blokové schéma ROM:

Blok ROM má „n“ vstupních řádků a „m“ výstupních řádků. Každá bitová kombinace vstupních proměnných je známá jako adresa. Každá bitová kombinace, která vychází z výstupních řádků, se nazývá slovo. Počet bitů na slovo se rovná počtu výstupních řádků, m.

Adresa binárního čísla odkazuje na jednu z adres n proměnných. Počet možných adres se vstupními proměnnými 'n' je tedy 2n. Výstupní slovo má jedinečnou adresu, a protože v ROM je 2n různých adres, v ROM jsou 2n samostatných slov. Slova na výstupních řádcích v daném čase závisí na hodnotě adresy použité na vstupních řádcích.

Vnitřní struktura ROM:

Vnitřní struktura se skládá ze dvou základních komponent: dekodéru a OR brány. Dekodér je obvod, který dekóduje zakódovanou formu (jako je binárně kódovaná desítková, BCD) na desítkovou formu. Vstup je tedy v binárním tvaru a výstup je jeho desítkový ekvivalent. Všechna hradla OR přítomná v ROM budou mít jako výstup výstupy dekodéru. Vezměme si příklad 64 x 4 ROM. Struktura je znázorněna na následujícím obrázku.

Tato paměť pouze pro čtení se skládá ze 64 slov po 4 bitech. Takže by byly čtyři výstupní řádky a jedno z 64 slov dostupných na výstupních řádcích je určeno ze šesti vstupních řádků, protože máme pouze šest vstupů, protože v této ROM máme 26 = 64, takže můžeme zadat 64 adres nebo minterms. Pro každý vstup adresy existuje jedinečné vybrané slovo. Pokud je například vstupní adresa 000000, vybere se slovo číslo 0 a použije se na výstupní řádky. Pokud je vstupní adresa 111111, vybere se slovo číslo 63 a použije se na výstupní linky.

Vlastnosti ROM:

ROM (Read-Only Memory) má několik odlišných funkcí, díky kterým je vhodná pro různé aplikace. Pojďme prozkoumat některé klíčové funkce ROM jednoduchým jazykem.

Nevolatilní paměť:ROM je energeticky nezávislá paměť; tedy uchovává svá data i po vypnutí napájení. Díky tomu je vhodný pro ukládání trvalých instrukcí a dat, protože zaručuje, že zaznamenané informace zůstanou nedotčené a lze k nim v případě potřeby přistupovat.Příroda pouze pro čtení:Paměť pouze pro čtení nebo ROM, jak název napovídá, zabraňuje pohotové úpravě nebo vymazání dat. Tato vlastnost poskytuje stabilitu a zabraňuje náhodným změnám, čímž zajišťuje integritu a spolehlivost uložených informací.Trvalé úložiště:ROM nabízí trvalé ukládání dat a pokynů. Jakmile jsou data naprogramována do ROM během výroby, zůstanou pevná a nelze je změnit bez fyzické výměny ROM čipu. Tato stálost zaručuje konzistenci a stabilitu uložených informací.Úložiště firmwaru:ROM se běžně používá pro ukládání firmwaru obsahujícího základní pokyny pro ovládání elektronických zařízení. Nevolatilní povaha paměti ROM a pouze pro čtení zajišťuje, že firmware zůstane nezměněn a poskytuje zařízení spolehlivou a konzistentní funkčnost.Bootování a inicializace:ROM hraje klíčovou roli v procesech zavádění a inicializace elektronických systémů. Firmware uložený v paměti ROM obsahuje počáteční instrukce potřebné ke spuštění systému, načtení operačního systému a spuštění hardwarových komponent. Tím je zajištěna plynulá a kontrolovaná spouštěcí sekvence zařízení.Bezpečnost dat:ROM nabízí vlastní zabezpečení dat. Vzhledem k tomu, že data uložená v ROM nelze upravit nebo vymazat, chrání před neoprávněnými změnami nebo manipulací. Tato funkce zvyšuje bezpečnost a autenticitu uložených informací, díky čemuž je ROM vhodná pro kritické pokyny a citlivá data.Okamžitý přístup ke čtení:ROM poskytuje okamžitý přístup ke čtení uložených instrukcí a dat. K informacím lze přistupovat přímo bez časově náročného načítání, což umožňuje rychlé vyhledání a provedení nezbytných instrukcí.Kompatibilita:ROM je kompatibilní s různými systémy a architekturami, což umožňuje bezproblémovou integraci do různých elektronických zařízení a systémů. Tato kompatibilita zajišťuje, že ROM lze využít v různých aplikacích.Spolehlivost:Díky své povaze pouze pro čtení nabízí ROM vysokou spolehlivost. Data uložená v ROM nejsou náchylná k náhodným úpravám nebo ztrátě, což zajišťuje konzistentní a předvídatelný výkon v průběhu času. Taková spolehlivost je zásadní pro důležité systémy, kde jsou stabilita a integrita dat nanejvýš důležité.Efektivita nákladů:Paměť ROM je obecně cenově výhodnější než jiné typy pamětí, což z ní činí ekonomickou volbu pro mnoho aplikací. Výrobní náklady jsou levnější, protože výrobní postupy používané k výrobě ROM jsou dobře zavedené.

Typy ROM:

1) Maskovaná paměť pouze pro čtení (MROM):

Jedná se o nejstarší typ paměti pouze pro čtení (ROM). Stala se zastaralou, takže se v dnešním světě nikde nepoužívá. Jedná se o hardwarové paměťové zařízení, ve kterém jsou uloženy programy a instrukce v době výroby výrobcem. Je tedy naprogramován během výrobního procesu a nelze jej později upravit, přeprogramovat nebo vymazat.

Čipy MROM jsou vyrobeny z integrovaných obvodů. Čipy posílají proud konkrétní vstupně-výstupní cestou určenou umístěním pojistek mezi řádky a sloupci na čipu. Proud musí procházet cestou s povolenou pojistkou, takže se může vracet pouze přes výstup, který zvolí výrobce. To je důvod, proč přepisování a jakékoli jiné úpravy nejsou v této paměti nemožné.

2) Programovatelná paměť pouze pro čtení (PROM):

PROM je prázdná verze ROM. Vyrábí se jako prázdná paměť a po výrobě se naprogramuje. Můžeme říci, že je v době výroby ponechán prázdný. Můžete si jej zakoupit a poté jednou naprogramovat pomocí speciálního nástroje zvaného programátor.

V čipu proud prochází všemi možnými cestami. Programátor si může vybrat jednu konkrétní cestu pro proud spálením nežádoucích pojistek tím, že přes ně pošle vysoké napětí. Uživatel má možnost jej naprogramovat nebo přidat data a instrukce dle jeho požadavků. Z tohoto důvodu je také známá jako uživatelsky naprogramovaná ROM, protože ji může uživatel naprogramovat.

Zápis dat na čip PROM; používá se zařízení zvané PROM programátor nebo PROM hořák. Proces nebo programování PROM je známé jako vypalování PROM. Jakmile je jednou naprogramováno, nelze data později upravovat, proto se také nazývá jednorázové programovatelné zařízení.

Použití: Používá se v mobilních telefonech, videoherních konzolích, lékařských zařízeních, RFID štítcích a dalších.

3) Vymazatelná a programovatelná paměť pouze pro čtení (EPROM):

EPROM je typ paměti ROM, který lze mnohokrát přeprogramovat a vymazat. Metoda vymazání dat je velmi odlišná; je dodáván s křemenným okénkem, kterým prochází určitá frekvence ultrafialového světla po dobu přibližně 40 minut, aby se data vymazala. Uchovává si tedy svůj obsah, dokud není vystaven ultrafialovému světlu. K přeprogramování EPROM potřebujete speciální zařízení zvané PROM programátor nebo PROM vypalovačka.

Použití: Používá se v některých mikrořadičích k ukládání programu, např. některé verze Intel 8048 a Freescale 68HC11.

4) Elektricky mazatelná a programovatelná paměť pouze pro čtení (EEPROM):

ROM je typ paměti pouze pro čtení, kterou lze opakovaně vymazat a přeprogramovat, a to až 10 000krát. Je také známá jako Flash EEPROM, protože je podobná flash paměti. Je vymazán a přeprogramován elektricky bez použití ultrafialového světla. Přístupová doba je mezi 45 a 200 nanosekundami.

Data v této paměti jsou zapisována nebo mazána po jednom bajtu; bajt na bajt, zatímco ve flash paměti jsou data zapisována a mazána v blocích. Je tedy rychlejší než EEPROM. Používá se pro ukládání malého množství dat v počítačových a elektronických systémech a zařízeních, jako jsou desky plošných spojů.

Použití: V této paměti je uložen BIOS počítače.

5) FLASH ROM:

Jedná se o pokročilou verzi EEPROM. Ukládá informace do uspořádání nebo pole paměťových buněk vyrobených z tranzistorů s plovoucím hradlem. Výhodou použití této paměti je, že můžete mazat nebo zapisovat bloky dat kolem 512 bajtů v konkrétním čase. Zatímco v EEPROM můžete mazat nebo zapisovat pouze 1 bajt dat najednou. Tato paměť je tedy rychlejší než EEPROM.

Lze jej přeprogramovat bez vyjmutí z počítače. Jeho přístupová doba je velmi vysoká, kolem 45 až 90 nanosekund. Je také vysoce odolný, protože snese vysoké teploty a intenzivní tlak.

Použití: Slouží k ukládání a přenosu dat mezi osobním počítačem a digitálními zařízeními. Používá se v jednotkách USB flash, MP3 přehrávačích, digitálních fotoaparátech, modemech a jednotkách SSD (solid-state drive). Systém BIOS mnoha moderních počítačů je uložen na čipu flash paměti, který se nazývá flash BIOS.

Použití ROM:

Paměť ROM (Read-Only Memory) se používá v různých elektronických zařízeních. Pojďme prozkoumat četné aplikace ROM nalezené v těchto elektronických zařízeních.

Počítače:

V počítačových systémech je ROM nezbytná. Základní Input/Output System (BIOS) a pokyny pro první spuštění jsou uloženy jako součást firmwaru počítače. Firmware obsažený v paměti ROM má na starosti inicializaci hardwarových prvků, spuštění autotestů a načtení operačního systému do paměti po zapnutí počítače.

Videohry:

ROM je široce používán ve videohrách. Herní data byla dříve uložena na ROM kazetách v dřívějších herních konzolích a přenosných zařízeních. Tyto kazety nesly kód hry, grafiku, zvuk a další součásti na čipech ROM. Herní konzole načte hru, když vložíte herní kazetu načtením dat z čipu ROM. Použití ROM ve videohrách umožnilo snadnou distribuci a zajistilo, že herní data zůstala nedotčená bez rizika náhodných úprav.

kat timpf výška

chytré telefony:

ROM je v chytrých telefonech nezbytná pro ukládání firmwaru, jako je operační systém a vestavěné aplikace. Pro zachování konzistence po celou dobu existence zařízení výrobci programují firmware do ROM během konstrukce zařízení. Součástí ROM je i bootloader, který spouští proces spouštění a načítá operační systém. Díky využití paměti ROM mohou chytré telefony poskytovat stabilní a spolehlivý výkon a chránit firmware před potenciálním poškozením nebo neoprávněnou manipulací.

Digitální měřiče rychlosti:

V automobilovém průmyslu se ROM používá v digitálních měřičích rychlosti nebo rychloměrech. Čip ROM v těchto zařízeních uchovává kalibrační data a převodní tabulky potřebné k přesnému měření a zobrazení rychlosti vozidla. To zajišťuje, že měřič rychlosti pracuje konzistentně a poskytuje přesné údaje. Energeticky nezávislá povaha paměti ROM zajišťuje, že kalibrační data zůstanou nedotčena, i když je odpojeno napájení nebo je vozidlo vypnuto.

Programovatelná elektronika:

ROM se používá v programovatelných elektronických zařízeních, mikrokontrolérech a programovatelných logických zařízeních (PLD). Tato zařízení často používají programovatelnou paměť pouze pro čtení (prom) nebo vymazatelnou programovatelnou paměť pouze pro čtení (EPROM). Uživatelé mohou naprogramovat tyto čipy ROM tak, aby uchovaly určité informace nebo pokyny, ke kterým má zařízení přístup a které může provádět. Tato flexibilita umožňuje přizpůsobení a flexibilitu v různých digitálních aplikacích spolu s robotikou, automatizací a řídicími systémy.

Výhody ROM:

Uchovávání dat:ROM uchovává data i bez napájení, což zajišťuje, že klíčová data budou uchována a dostupná, kdykoli je to nutné.Trvalé úložiště:Nemodifikovatelnost paměti ROM zajišťuje, že informace uložené uvnitř zůstanou nedotčené, což z ní činí spolehlivý a konzistentní zdroj dat a instrukcí.Spolehlivý výkon:Protože je ROM pouze pro čtení, je zabráněno neúmyslným úpravám, což zajišťuje, že uložená data budou v průběhu času spolehlivě a konzistentně fungovat.Nevolatilní paměť:ROM je možnost pro ukládání důležitých instrukcí, firmwaru a dat, která by se neměla měnit, protože dokáže uchovat data bez stálého zdroje napájení.Stabilita:Paměť ROM nabízí pevný základ pro proces spouštění a celkovou funkci systému tím, že ukládá důležité instrukce a kalibrační data, což zajišťuje konzistentní a předvídatelný výkon.Bezpečnost dat:Paměť pouze pro čtení (ROM) chrání před neoprávněnými změnami, posiluje bezpečnost uložených dat a zabraňuje neoprávněnému přístupu.Okamžitá dostupnost:Možnost okamžitého přístupu k datům a instrukcím uloženým v paměti ROM snižuje potřebu časově náročných procedur načítání dat, což umožňuje rychlejší provoz systému.Jednoduchý design a výroba:Konstrukce ROM čipů usnadňuje jejich integraci do elektrického zařízení.Efektivita nákladů:Paměť ROM je často levnější než jiné typy pamětí, což z ní činí nákladově efektivní možnost pro mnoho aplikací, aniž by došlo ke snížení výkonu.Kompatibilita:ROM lze snadno integrovat do různých elektronických systémů a zařízení, protože je kompatibilní s různými architekturami a systémy.

Nevýhody ROM:

Neměnnost:Hlavní nevýhodou ROM je její nemožnost upravovat nebo aktualizovat. Jakmile jsou data naprogramována do ROM, nelze je změnit, což omezuje jejich flexibilitu a přizpůsobivost v určitých aplikacích.Omezená flexibilita:Na rozdíl od zapisovatelné paměti, jako je RAM nebo flash paměť, ROM neumožňuje dynamické změny nebo aktualizace uložených dat, což omezuje její použití v situacích, které vyžadují časté úpravy.Výrobní výzvy:Výroba čipů ROM vyžaduje speciální procesy, díky nimž jsou méně flexibilní a potenciálně dražší než jiné typy pamětí.Omezení návrhu:Pevná povaha ROM ukládá konstrukční omezení, protože data do ní naprogramovaná nelze snadno změnit nebo rozšířit. To může být omezující při změně systémových požadavků nebo při požadavku na další funkce.Časově náročný vývoj:Vytvoření a programování ROM vyžaduje značný čas a úsilí během vývojové fáze, což může zpomalit celkový cyklus vývoje produktu.Vyšší náklady na výrobu v malém měřítku:Počáteční náklady spojené s výrobou ROM, jako je vytvoření masky, mohou být relativně vysoké, takže je méně nákladově efektivní pro výrobu v malém měřítku nebo na zakázku.Nedostatek upgradovatelnosti:ROM lze upgradovat nebo nahradit novějšími verzemi pouze fyzickou výměnou celého čipu, což může být v mnoha situacích nákladné a nepraktické.Neefektivita úložiště:ROM je pouze pro čtení; nevyužitý prostor v čipu ROM nelze využít, což má za následek potenciální neefektivitu úložiště.Omezená oprava chyb:Na rozdíl od jiných typů paměti ROM neposkytuje vestavěné mechanismy opravy chyb, které mohou znevýhodňovat aplikace s kritickou integritou dat.Snížená všestrannost:Pevná povaha paměti ROM ji činí méně všestrannou pro aplikace, které vyžadují dynamické ukládání a časté změny uložených dat.

Často kladené otázky

Jak se liší ROM od RAM?

A: Paměť ROM neboli Read-Only Memory uchovává trvalá data i při vypnutém napájení. Používá se pro ukládání instrukcí a dat, která zůstávají stejná. Naproti tomu RAM neboli Random Access Memory je nestálá a ukládá dočasná data rychle dostupná pro procesor počítače.

Mohu ukládat svá data do ROM?

A: Ne, ROM je předprogramovaná během výroby a uživatelé ji nemohou snadno upravit. Je navržen tak, aby ukládal firmware, systémové instrukce a data, která musí zůstat nezměněna.

Jsou data v ROM bezpečná?

A: Ano, data uložená v ROM jsou zabezpečena před neoprávněnými úpravami. Vzhledem k tomu, že ROM je pouze pro čtení, nelze data snadno změnit nebo s nimi manipulovat, což poskytuje zabezpečení pro důležité instrukce a data.

Jak dlouho mohou být data uchována v ROM?

A: Data uložená v ROM mohou být uchovávána po mnoho let, možná i desetiletí. Data uložená v čipu ROM vydrží dlouhou dobu, pokud je zachována fyzická integrita čipu.

Dá se ROM přeprogramovat?

A: Některé typy ROM, jako je PROM (programovatelná paměť pouze pro čtení), EPROM (vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení) a EEPROM (elektricky vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení), mohou být přeprogramovány pomocí určitých technik a nástrojů. Ve srovnání se změnou dat v čitelné paměti, jako je RAM nebo flash paměť, je však přeprogramování ROM obtížnější a vyžaduje specializované vybavení.