Замечания относительно систем памяти.

При выборе микросхем RAM для конкретной системы учитывается несколько факторов, прежде всего их быстродействие, стоимость, потребляемая мощность и размер.

Статическая RAM обычно используется только в тех случаях, когда на первом месте стоит скорость работы системы. Схемы реализации ее базовых ячеек достаточно сложны, из-за чего стоимость и размер микросхем получаются большими. Как правило, статическая RAM применяется для реализации кэш-памяти. Для реализации основной памяти в большинстве компьютеров используется динамическая RAM. Такие микросхемы характеризуются очень высокой плотностью, благодаря чему память достаточно большого объема имеет приемлемую стоимость.

Память, доступная только для чтения

Микросхемы SRAM и DRAM являются энергозависимыми, и как только питание выключается, хранящаяся в них информация попросту исчезает. Однако существует множество устройств и компонентов, которым требуется запоминающее устройство, сохраняющее информацию и после выключения питания.

Энергонезависимая память особенно часто используется во встроенных системах.

ROM

Существуют разные типы энергонезависимой памяти. Как правило, содержимое памяти считывается также, как и из SRAM и DRAM, а вот для его записи применяется специальная процедура. В рабочем режиме содержимое такой памяти только считывается, поэтому она называется памятью доступной только для чтения (Read Only Memory, ROM).

Данные в ROM записываются при ее производстве.

Преимущества:

1. Низкая стоимость готовой запрограммированной микросхемы (при больших объёмах производства).

2. Высокая скорость доступа к ячейке памяти.

3. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям.

Недостатки:

1. Невозможность записывать и модифицировать данные после изготовления.

2. Сложный производственный цикл.

PROM

Некоторые микросхемы ROM разрабатываются таким образом, что данные в них может записывать пользователь. В таком случае память называется программируемой ROM (Programmable ROM, PROM). Для программирования микросхемы PROM, т.е. для записи в нее данных, используется плавкое соединение. До программирования во всех ячейках памяти хранятся нули. Для того чтобы поместить в нужные ячейки единицы, пользователь может прожечь плавкое соединение с помощью импульсов усиленного тока. Совершенно очевидно, что этот процесс необратим.

Память PROM гибче и удобнее по сравнению с ROM. ROM используется в основном для хранения неизменяемых (постоянных) программ и данных, особенно в тех случаях, когда выпускается большое количество одинаковых микросхем. Сравнительно высокая стоимость процесса подготовки шаблона для записи информации в ROM делает производство небольших партий таких микросхем слишком дорогим. В подобных случаях гораздо удобнее и дешевле использовать программируемые пользователем PROM.

В PROM появилась возможность кодировать ("пережигать") ячейки при наличии специального устройства для записи (программатора). Программирование ячейки в PROM осуществляется разрушением ("прожигом") плавкой перемычки путём подачи тока высокого напряжения. Возможность самостоятельной записи информации в них сделало их пригодными для штучного и мелкосерийного производства. PROM практически полностью вышел из употребления в конце 80-х годов.

Преимущества:

1. Высокая надёжность готовой микросхемы и устойчивость к электромагнитным полям.

2. Возможность программировать готовую микросхему, что удобно для штучного и мелкосерийного производства.

3. Высокая скорость доступа к ячейке памяти.

Недостатки:

1. Невозможность перезаписи

2. Большой процент брака

3. Необходимость специальной длительной термической тренировки, без которой надежность хранения данных была невысокой

EPROM

Еще один тип микросхем ROM позволяет не только записывать, но и перезаписывать данные. Такая память обычно называется стираемой перепрограммируемой ROM (Erasable Programmable ROM, EPROM). Поскольку EPROM способна хранить информацию в течение длительного периода, она может использоваться вместо ROM для хранения программного обеспечения, которое время от времени должно обновляться.

Важным преимуществом микросхемы EPROM является то, что ее содержимое можно стереть, затем и повторно ее запрограммировать.

В EPROM стирание приводит все биты стираемой области в одно состояние (обычно во все единицы, реже - во все нули). Запись на EPROM, как и в PROM, также осуществляется на программаторах (однако отличающихся от программаторов для PROM). В настоящее время EPROM практически полностью вытеснена с рынка EEPROM и Flash.

Достоинство: Возможность перезаписывать содержимое микросхемы

Недостатки:

1. Небольшое количество циклов перезаписи.

2. Невозможность модификации части хранимых данных.

3. Высокая вероятность "недотереть" (что в конечном итоге приведет к сбоям) или передержать микросхему под УФ-светом (т.н. overerase - эффект избыточного удаления, "пережигание"), что может уменьшить срок службы микросхемы и даже привести к её полной негодности.

EEPROM

Существует другая разновидность стираемой программируемой ROM, для которой обе операции можно выполнить электрическим путем. Такие микросхемы называются электронно-перепрограммируемой постоянной памятью (Electrically Erasable Programmable ROM, EEPROM), для стирания и перезаписи которых не нужно извлекать их из компьютера. Более того, их содержимое можно изменять выборочно. Единственным недостатком этих микросхем является то, что для стирания, записи и чтения данных в них требуется разное напряжение.

Главной отличительной особенностью EEPROM (в т.ч. Flash) от ранее рассмотренных нами типов энергонезависимой памяти является возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. В EEPROM появилась возможность производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Для EEPROM стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. Процедура стирания обычно существенно длительнее процедуры записи.

Преимущества EEPROM по сравнению с EPROM:

1. Увеличенный ресурс работы.

2. Проще в обращении.

Недостаток: Высокая стоимость