ROM, som står för read only memory, är en minnesenhet eller lagringsmedium som lagrar information permanent. Det är också den primära minnesenheten i en dator tillsammans med RAM (Random Access Memory). Det kallas skrivskyddat minne eftersom vi bara kan läsa de program och data som finns lagrade på det men inte kan skriva på det. Det är begränsat till att läsa ord som är permanent lagrade i enheten.

datororganisation och arkitektur

Tillverkaren av ROM fyller i programmen i ROM vid tidpunkten för tillverkning av ROM. Efter detta kan innehållet i ROM-minnet inte ändras, vilket innebär att du inte kan programmera om, skriva om eller radera dess innehåll senare. Det finns dock vissa typer av ROM där du kan ändra data.

ROM innehåller speciella interna elektroniska säkringar som kan programmeras för ett specifikt sammankopplingsmönster (information). Den binära informationen som lagras i chipet specificeras av konstruktören och bäddas sedan in i enheten vid tillverkningstillfället för att bilda det erforderliga sammankopplingsmönstret (information). När mönstret (informationen) väl är etablerat, stannar det i enheten även när strömmen stängs av. Så det är ett icke-flyktigt minne eftersom det innehåller informationen även när strömmen är avstängd eller när du stänger av din dator.

Informationen läggs till ett RAM i form av bitar genom en process som kallas programmering av ROM eftersom bitar lagras i enhetens hårdvarukonfiguration. Så, ROM är en programmerbar logisk enhet (PLD).

Ett enkelt exempel på ROM är kassetten som används i videospelskonsoler som gör att systemet kan köra många spel. Data som lagras permanent på persondatorer och andra elektroniska enheter som smartphones, surfplattor, TV, AC, etc. är också ett exempel på ROM.

När du till exempel startar din dator visas inte skärmen direkt. Det tar tid att visas eftersom det finns startinstruktioner lagrade i ROM som krävs för att starta datorn under uppstartsprocessen. Arbetet med uppstartsprocessen är att starta datorn. Den laddar operativsystemet i huvudminnet (RAM) som är installerat på din dator. BIOS-programmet, som också finns i datorminnet (ROM) används av datorns mikroprocessor för att starta datorn under uppstartsprocessen. Den låter dig öppna datorn och ansluter datorn till operativsystemet.

ROM används också för att lagra Firmware, vilket är ett program som förblir anslutet till hårdvaran eller programmerat på en hårdvaruenhet som ett tangentbord, hårddisk, grafikkort, etc. Det lagras i flash-ROM på en hårdvaruenhet. Den ger instruktioner till enheten för att kommunicera och interagera med andra enheter.

Blockdiagram av ROM:

Blocket av ROM har 'n' ingångslinjer och 'm' utgångslinjer. Varje bitkombination av indatavariablerna är känd som en adress. Varje bitkombination som kommer ut genom utgångslinjer kallas ett ord. Antalet bitar per ord är lika med antalet utgångslinjer, m.

Adressen för ett binärt tal hänvisar till en av adresserna för n variabler. Så antalet möjliga adresser med 'n' indatavariabler är 2n. Ett utmatningsord har en unik adress, och eftersom det finns 2n distinkta adresser i ett ROM, finns det 2n separata ord i ROM. Orden på utgångsledningarna vid en given tidpunkt beror på adressvärdet som appliceras på ingångsledningarna.

Intern struktur för ROM:

Den interna strukturen består av två grundläggande komponenter: avkodare och ELLER-grindar. En avkodare är en krets som avkodar en kodad form (som binärkodad decimal, BCD) till en decimalform. Så ingången är i binär form, och utmatningen är dess decimalekvivalent. Alla ELLER-grindar som finns i ROM kommer att ha utgångar från avkodaren som sin utgång. Låt oss ta ett exempel på 64 x 4 ROM. Strukturen visas i följande bild.

Detta skrivskyddade minne består av 64 ord med 4 bitar vardera. Så det skulle finnas fyra utgångslinjer, och ett av de 64 orden som är tillgängliga på utgångslinjerna bestäms från de sex ingångslinjerna eftersom vi bara har sex ingångar eftersom vi i detta ROM har 26 = 64, så vi kan specificera 64 adresser eller minterms. För varje adressinmatning finns ett unikt valt ord. Till exempel, om ingångsadressen är 000000, kommer ordnummer 0 att väljas och tillämpas på utgångslinjerna. Om ingångsadressen är 111111, väljs ord nummer 63 och appliceras på utgångslinjerna.

Funktioner hos ROM:

ROM (Read-Only Memory) har flera distinkta funktioner som gör den lämplig för olika applikationer. Låt oss utforska några viktiga funktioner i ROM på ett enkelt språk.

Icke-flyktigt minne:ROM är en icke-flyktig minnestyp; sålunda behåller den sina data även när strömmen är avstängd. Detta gör det lämpligt för att lagra permanenta instruktioner och data eftersom det garanterar att den registrerade informationen förblir intakt och kan nås när det behövs.Skrivskyddad natur:Läsminne, eller ROM, som namnet antyder, förhindrar data från att enkelt ändras eller raderas. Denna egenskap ger stabilitet och förhindrar oavsiktliga ändringar, vilket säkerställer integriteten och tillförlitligheten hos den lagrade informationen.Permanent förvaring:ROM erbjuder permanent lagring av data och instruktioner. När data väl har programmerats in i ROM under tillverkningen förblir den fixerad och kan inte ändras utan att fysiskt ersätta ROM-chippet. Denna beständighet garanterar konsistensen och stabiliteten hos den lagrade informationen.Firmware-lagring:ROM används vanligtvis för att lagra firmware som innehåller viktiga instruktioner för att använda elektroniska enheter. ROM:s icke-flyktiga och skrivskyddade karaktär säkerställer att den fasta programvaran förblir oförändrad, vilket ger tillförlitlig och konsekvent funktionalitet till enheten.Uppstart och initiering:ROM spelar en avgörande roll i elektroniska systems uppstarts- och initialiseringsprocesser. Den fasta programvaran som är lagrad i ROM innehåller de initiala instruktionerna som krävs för att starta systemet, ladda operativsystemet och initiera hårdvarukomponenterna. Detta säkerställer en smidig och kontrollerad startsekvens för enheten.Datasäkerhet:ROM erbjuder inneboende datasäkerhet. Eftersom data som lagras i ROM inte kan modifieras eller raderas, skyddar den mot obehöriga ändringar eller manipulering. Denna funktion förbättrar säkerheten och äktheten för den lagrade informationen, vilket gör ROM lämplig för kritiska instruktioner och känsliga data.Omedelbar läsåtkomst:ROM ger omedelbar läsåtkomst till lagrade instruktioner och data. Informationen kan nås direkt utan tidskrävande laddning, vilket möjliggör snabb hämtning och exekvering av viktiga instruktioner.Kompatibilitet:ROM är kompatibel med olika system och arkitekturer, vilket möjliggör sömlös integration i olika elektroniska enheter och system. Denna kompatibilitet säkerställer att ROM kan användas i olika applikationer.Pålitlighet:På grund av dess skrivskyddade natur erbjuder ROM hög tillförlitlighet. Data som lagras i ROM är inte känsliga för oavsiktliga ändringar eller förlust, vilket säkerställer konsekvent och förutsägbar prestanda över tid. Sådan pålitlighet är avgörande för viktiga system där stabilitet och dataintegritet är av yttersta vikt.Kostnadseffektivitet:ROM är generellt sett mer kostnadseffektivt än andra minnestyper, vilket gör det till ett ekonomiskt val för många applikationer. Produktionskostnaderna är billigare eftersom de tillverkningsförfaranden som används för att producera ROM-skivor är väletablerade.

Typer av ROM:

1) Maskerat läsminne (MROM):

Det är den äldsta typen av läsminne (ROM). Det har blivit föråldrat så det används inte någonstans i dagens värld. Det är en hårdvaruminnesenhet i vilken program och instruktioner lagras vid tillverkningstillfället av tillverkaren. Så det programmeras under tillverkningsprocessen och kan inte ändras, omprogrammeras eller raderas senare.

MROM-kretsarna är gjorda av integrerade kretsar. Chips skickar en ström genom en viss ingångs-utgångsväg som bestäms av säkringarnas placering bland raderna och kolumnerna på chipet. Strömmen måste passera längs en säkringsaktiverad väg, så den kan endast återvända via den utgång som tillverkaren väljer. Detta är anledningen till att omskrivningen och alla andra ändringar inte är omöjliga i detta minne.

2) Programmerbart läsminne (PROM):

PROM är en tom version av ROM. Det tillverkas som tomt minne och programmeras efter tillverkning. Vi kan säga att den hålls tom vid tillverkningstillfället. Du kan köpa och sedan programmera den en gång med hjälp av ett speciellt verktyg som kallas programmerare.

I chipet går strömmen genom alla möjliga vägar. Programmeraren kan välja en speciell väg för strömmen genom att bränna oönskade säkringar genom att skicka en hög spänning genom dem. Användaren har möjlighet att programmera den eller lägga till data och instruktioner enligt hans krav. På grund av detta är det också känt som det användarprogrammerade ROM-minnet eftersom en användare kan programmera det.

Att skriva data på ett PROM-chip; en enhet som kallas PROM-programmerare eller PROM-brännare används. Processen eller programmeringen av ett PROM kallas att bränna PROM. När den väl är programmerad kan informationen inte ändras senare, så den kallas också en engångsprogrammerbar enhet.

Använder: Det används i mobiltelefoner, videospelskonsoler, medicinsk utrustning, RFID-taggar och mer.

3) Raderbart och programmerbart läsminne (EPROM):

EPROM är en typ av ROM som kan programmeras om och raderas många gånger. Metoden för att radera data är väldigt olika; den levereras med ett kvartsfönster genom vilket en specifik frekvens av ultraviolett ljus passerar i cirka 40 minuter för att radera data. Så den behåller sitt innehåll tills den utsätts för ultraviolett ljus. Du behöver en speciell enhet som kallas PROM-programmerare eller PROM-brännare för att programmera om EPROM.

Använder: Den används i vissa mikrokontroller för att lagra program, t.ex. vissa versioner av Intel 8048 och Freescale 68HC11.

4) Elektriskt raderbart och programmerbart läsminne (EEPROM):

ROM är en typ av skrivskyddat minne som kan raderas och programmeras om upprepade gånger, upp till 10 000 gånger. Det är också känt som Flash EEPROM eftersom det liknar flashminne. Den raderas och omprogrammeras elektriskt utan att använda ultraviolett ljus. Åtkomsttiden är mellan 45 och 200 nanosekunder.

Data i detta minne skrivs eller raderas en byte i taget; byte per byte, medan data i flashminnet skrivs och raderas i block. Så det är snabbare än EEPROM. Den används för att lagra en liten mängd data i datorer och elektroniska system och enheter som kretskort.

Använder: En dators BIOS lagras i detta minne.

Bourne igen skal

5) FLASH ROM:

Det är en avancerad version av EEPROM. Den lagrar information i ett arrangemang eller array av minnesceller gjorda av transistorer med flytande grind. Fördelen med att använda detta minne är att du kan radera eller skriva datablock runt 512 byte vid en viss tidpunkt. Medan du i EEPROM bara kan ta bort eller skriva 1 byte data åt gången. Så detta minne är snabbare än EEPROM.

Det kan programmeras om utan att ta bort det från datorn. Dess åtkomsttid är mycket lång, runt 45 till 90 nanosekunder. Det är också mycket hållbart eftersom det tål höga temperaturer och intensivt tryck.

Använder: Den används för att lagra och överföra data mellan en persondator och digitala enheter. Det används i USB-minnen, MP3-spelare, digitalkameror, modem och solid-state-enheter (SSD). BIOS för många moderna datorer lagras på ett flashminne, kallat flash-BIOS.

Användning av ROM:

ROM (Read-Only Memory) används i olika elektroniska enheter. Låt oss utforska de många ROM-appar som finns i dessa elektroniska enheter.

Datorer:

I datorsystem är ROM viktigt. Basic Input/Output System (BIOS) och instruktioner för första start lagras som en del av datorns firmware. Den fasta programvaran som ingår i ROM ansvarar för att initiera hårdvaruelementen, köra självtester och ladda operativsystemet i minnet när du slår på din dator.

Videospel:

ROM används ofta i videospel. Speldata lagrades tidigare på ROM-kassetter i tidigare spelkonsoler och bärbara enheter. Dessa kassetter bar spelets kod, grafik, ljud och andra komponenter på ROM-chips. En spelkonsol laddar spelet när du sätter i en spelkassett genom att läsa data från ROM-chippet. Att använda ROM i videospel möjliggjorde enkel distribution och säkerställde att speldata förblev intakt utan risk för oavsiktliga ändringar.

Smartphones:

ROM är viktigt i smartphones för att lagra firmware, såsom operativsystem och inbyggda applikationer. För att bibehålla konsistens under hela enhetens existens programmerar tillverkare in den fasta programvaran i ROM under enhetens konstruktion. Bootloadern, som startar uppstartsprocessen och laddar operativsystemet, ingår också i ROM. Genom att använda ROM kan smartphones ge stabil och pålitlig prestanda och skydda den fasta programvaran från potentiell korruption eller manipulering.

Digitala hastighetsmätare:

Inom bilindustrin används ROM i digitala hastighetsmätare eller hastighetsmätare. ROM-chippet i dessa enheter lagrar kalibreringsdata och konverteringstabeller som behövs för att mäta och visa fordonets hastighet exakt. Detta säkerställer att hastighetsmätaren fungerar konsekvent och ger korrekta avläsningar. Den icke-flyktiga karaktären hos ROM säkerställer att kalibreringsdata förblir intakt även om strömmen kopplas bort eller fordonet stängs av.

Programmerbar elektronik:

ROM används i programmerbara elektroniska enheter, mikrokontroller och programmerbara logiska enheter (PLD). Dessa enheter använder ofta programmerbart läsminne (bal) eller raderbart programmerbart läsminne (EPROM). Användare kan programmera dessa ROM-chips för att bevara viss information eller instruktioner som enheten kan komma åt och utföra. Denna flexibilitet möjliggör anpassning och flexibilitet i olika digitala applikationer, tillsammans med robotik, automation och kontrollsystem.

Fördelar med ROM:

Datalagring:ROM upprätthåller data även utan ström, vilket säkerställer att viktiga data bevaras och är tillgängliga när det behövs.Permanent förvaring:ROM:s icke-modifierbara natur säkerställer att informationen som lagras inuti förblir intakt, vilket gör den till en pålitlig och konsekvent källa för data och instruktioner.Pålitlig prestanda:Eftersom ROM är skrivskyddad förhindras oavsiktliga ändringar, vilket säkerställer att lagrad data kommer att fungera tillförlitligt och konsekvent över tiden.Icke-flyktigt minne:ROM är ett alternativ för att lagra viktiga instruktioner, firmware och data som inte bör ändras eftersom det kan bevara data utan en konstant strömkälla.Stabilitet:ROM erbjuder en stark grund för uppstartsprocessen och den övergripande systemfunktionen genom att lagra viktiga instruktioner och kalibreringsdata, vilket säkerställer konsekvent och förutsägbar prestanda.Datasäkerhet:Skrivskyddat minne (ROM) skyddar mot obehöriga ändringar, stärker säkerheten för data som lagras i och förhindrar obehörig åtkomst.Omedelbar tillgänglighet:Möjligheten att omedelbart komma åt data och instruktioner lagrade i ROM minskar behovet av tidskrävande dataladdningsprocedurer, vilket möjliggör snabbare systemdrift.Enkel design och tillverkning:Utformningen av ROM-chips gör det enkelt att integrera dem i elektrisk utrustning.Kostnadseffektivitet:ROM är ofta billigare än andra minnestyper, vilket gör det till ett kostnadseffektivt alternativ för många applikationer utan att kompromissa med prestanda.Kompatibilitet:ROM kan enkelt integreras i olika elektroniska system och enheter eftersom det är kompatibelt med olika arkitekturer och system.

Nackdelar med ROM:

Oföränderlighet:Den största nackdelen med ROM är dess oförmåga att modifieras eller uppdateras. När data väl har programmerats in i ROM kan de inte ändras, vilket begränsar dess flexibilitet och anpassningsförmåga i vissa applikationer.Begränsad flexibilitet:Till skillnad från skrivbart minne, såsom RAM eller flashminne, tillåter inte ROM dynamiska ändringar eller uppdateringar av lagrad data, vilket begränsar dess användning i situationer som kräver frekventa ändringar.Tillverkningsutmaningar:Att tillverka ROM-chips kräver speciella processer, vilket gör dem mindre flexibla och potentiellt dyrare att producera än andra typer av minne.Designbegränsningar:Den fasta karaktären hos ROM medför designbegränsningar eftersom data som programmerats in i den inte enkelt kan ändras eller utökas. Detta kan vara begränsande när systemkraven ändras eller ytterligare funktionalitet önskas.Tidskrävande utveckling:Att skapa och programmera ROM kräver betydande tid och ansträngning under utvecklingsfasen, vilket kan sakta ner den övergripande produktutvecklingscykeln.Högre kostnader för småskalig produktion:De initiala kostnaderna förknippade med ROM-produktion, såsom att skapa masker, kan vara relativt höga, vilket gör det mindre kostnadseffektivt för småskaliga eller skräddarsydda produktionskörningar.Brist på uppgraderingsmöjligheter:ROM kan bara uppgraderas eller ersättas med nyare versioner genom att fysiskt ersätta hela chippet, vilket kan vara dyrt och opraktiskt i många situationer.Ineffektiv lagring:ROM är skrivskyddad; oanvänt utrymme i ROM-chippet kan inte utnyttjas, vilket resulterar i potentiell lagringsineffektivitet.Begränsad felkorrigering:Till skillnad från andra minnestyper har ROM inga inbyggda felkorrigeringsmekanismer, vilket kan missgynna applikationer med kritisk dataintegritet.Minskad mångsidighet:Den fasta karaktären hos ROM gör den mindre mångsidig för applikationer som kräver dynamisk lagring och frekventa ändringar av lagrad data.

Vanliga frågor

Hur skiljer sig ROM från RAM?

A: ROM, eller Read-Only Memory, innehåller permanenta data även när strömmen är avstängd. Den används för att lagra instruktioner och data som förblir oförändrade. Däremot är RAM, eller Random Access Memory, flyktigt och lagrar temporär data som snabbt kan nås av datorns processor.

Kan jag lagra mina data i ROM?

A: Nej, ROM är förprogrammerat under tillverkning och kan inte enkelt modifieras av användare. Den är utformad för att lagra firmware, systeminstruktioner och data som måste förbli oförändrade.

Är data i ROM säker?

A: Ja, data som lagras i ROM är säker från obehöriga ändringar. Eftersom ROM är skrivskyddad kan data inte enkelt ändras eller manipuleras, vilket ger säkerhet för viktiga instruktioner och data.

Hur länge kan data lagras i ROM?

A: Data som lagras i ROM kan lagras i många år, kanske till och med årtionden. Data som sparas i ROM-chippet varar länge så länge som chipets fysiska integritet bevaras.

Kan ROM programmeras om?

A: Vissa ROM-typer, såsom PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) och EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), kan omprogrammeras med hjälp av speciella tekniker och verktyg. Jämfört med att ändra data i läsbart minne som RAM eller flashminne är det dock svårare att programmera om ROM och kräver specialutrustning.