حافظه فقط خواندنی (ReadOnly Memory) عبارت از یک مدار یکپارچه می باشد که در درون آن داده های خاصی را در زمان تولید آن قرار می دهند. چیپهای ROMفقط در کامپیوترها مورد استفاده قرار نمی گیرند بلکه در بسیاری از لوازم و وسایل الکتریکی نیز بکار برده می شوند.
انواع ROM
ROMها را می توان به پنج دسته اصلی تقسیم نمود:
ROM
PROM
EPROM
EEPROM
Flash Memory
هرکدام از انواع ذکر شده دارای خصوصیاتی منحصر بفرد خود می باشند. اما تمامی آنها حافظه هایی هستند که در دو جنبه مشترک هستند:
داده های موجود در این چیپها غیر فرار می باشند یعنی با قطع منبع نیروی آنها، داده های موجود از بین نمی روند.
داده های ذخیره شده در این چیپها غیر قابل تغییر بوده و یا تغییر در آنها نیازمند عملیاتهای خاصی می باشد (بر خلاف RAMکه داده های موجود در آن به همان راحتی که خوانده می شوند تغییر می یابند)
ROMدر عمل
مشابه رم، چیپهای ROM(مانند شکل زیر) از یک شبکه ستون و ردیف تشکیل شده است. اما در محل تقاطع ستونها و ردیفها، چیپهای ROMاصولا متفاوت از چیپهای رم می باشند. در حالیکه رم از ترنزیستورها برای روشن و خاموش نمودن دسترسی به یک کژسیتور در هر تقاطع استفاده می نماید، ROMاز یک دیود برای اتصال خطوط در حالتی که مقدار ۱ باشد استفاده می کند. اگر مقدار ۰ باشد، آنگاه خطوط اصلا متصل نمی باشند.
ROM:
اگر از كاركرد RAMاطلاع داشته باشید ،[RAMچطور كار می كند؟] می دانید كه RAMبرای ذخیره اطلاعات از جدولی كه هر سطر و ستون آن شماره خاصی دارد و آدرس هر بیت شماره و سطر ستون است، استفاده می كند. و RAMدر هر بیت یك خازن دارد كه خالی بودن آن صفر و پر بودنش یك طلقی می شود و از ترانزیستور برای پر و خالی كردن خازن استفاده می كند. ولی ROMبه جای خازن و ترانزیستور از «دیود» استفاده می كند. به این ترتیب كه اگر آن بیت دارای یك باشد سطر و ستون با دیود به هم متصل می شوند و اگر صفر باشد اصلاً به هم وصل نمی شوند.
همان طور كه گفته شد اطلاعات ROMهنگامی كه در كارخانه ساخته می شود بر روی آن قرار می گیرد. دیود جریان را در یك جهت هدایت می كند و دارای یك محدودیت برای عبور جریان است. در پردازشگر و حافظه ها این ولتاژ ۰٫۶ ولت است. به این ترتیب هر جریانی كه بالا تر از این حد باشد به سطر و ستون مربوط می رود و یك بیتِ «یك» محسوب می شود. اگر بیت «صفر» باشد، اصلاً در آن بیت دیودی وجود نخواهد داشت و جریان از آن نقطه عبور نمی كند. همین عدم عبور جریان باعث می شود كه آن بیت به صورت «صفر» خوانده شود.
همان طور كه گفته شد اطلاعات ROMدر هنگام ساختن آن در داخل خود حافظه قرار داده می شود و قابل تغییر نیست. اگر یك بیت از اطلاعات به صورت غلط ثبت شود باید حافظه را عوض كرد. به همین دلیل ساختن ROMكاری پر خطا است و نیاز به تست دقیق هر كدام از آن ها دارد. ولی ارزانی آن دلیل استفاده گسترده از ROMاست. ROMهمچنین برق بسیار كمی مصرف می كند. مثال خوبی از یك ROMساده، عروسك های موزیكال است. موزیك چند ثانیه ای این عروسك ها در داخل یك ROMبه كوچكی ناخن انگشت شماست و دارای اطلاعات ملودی هایی است كه باید از بلندگو پخش شود.
PROM:
ساختن ROMدر تعداد كم وقت گیر و گران است. به همین دلیل ROMهایی به نام PROM (Programmable Read-Only Memory) ساخته می شود كه قابل اطلاعات دهی توسط خود كاربر است. این كار با استفاده از وسیله ای به نام Programmerانجام می شود. توجه داشته باشید كه بعد از مقدار دهی به بیت های PROMدیگر نمی توان آن را تغییر داد.
ساختار PROMمانند ROMاست. با این تفاوت كه در هر بیت ( سطر-ستون) یك فیوز وجود دارد. وقتی كه PROMخالی است تمام بیت ها « یك» است. هنگام نوشتن اطلاعات Programmerبا فرستادن ولتاژ معینی فیوز های مربوط به بیت «صفر» را می سوزاند و باقی فیوز ها را سالم نگه می دارد. PROMبه شدت به الكتریسیته ساكن حساس است و قرار گرفتن آن در محیطی كه دارای بار الكتریكی ساكن است باعث سوختن فیوز ها می شود.
EPROM:
اینكه فقط می توان یك اطلاعات را روی ROMو PROMذخیره كرد كمی كار را مشكل می سازد.(EPROM (ErasableProgrammable Read-Only Memoryاین مشكل را حل كرده است. این نوع ROMرا می توان بارها پر و خالی كرد. این كار نیازمند وسیله مخصوصی است كه فركانس معینی از نور فرا بنفش را از خود گسیل می كند.
همانند همه ROMها ، EPROMهم از همان روش سطر و ستون استفاده می كند. مانند یك ماتریس.در EPROMهر خانه حافظه دارای دو ترانزیستور است كه توسط یك لایه اكسید از هم جدا شده اند. یكی از این ترانزیستورها Floating Gate(درگاه شناور) نام دارد و دیگری Control Gate(درگاه كنترل) نام دارد. Floating gateتوسط Control gateبه هر سطر مرتبط است. وقتی این ارتباط وجود دارد مقدار «یك» است. برای صفر كردن مقدار به روشی به نام Tunnelingنیاز داریم. این روش برای جابجا كردن الكترون های درون Floating Gateكاربرد دارد. جریانی به بزرگی ۱۰ یا ۱۳ ولت از ستون رد می شود و به این درگاه می رود. وسیله ای به نام CellSensorجریان عبوری از Floating Gateرا اندازه گیری می كند. اگر این مقدار بیشتر از ۵۰ درصد جریان ورودی به سطر باشد آن بیت «یك» محسوب می شود. اگر این مقدار كمتر از ۵۰ درصد باشد مقدار بیت صفر می گردد. برای خالی كردن اطلاعات EPROMنیاز به انرژی بالایی داریم كه الكترون های بین دو ترانزیستور را به حركت در بیارد و آن ها را تخلیه كند. معمولاً این كار توسط نور فرابنفش با فركانس ۲۵۳٫۷ هرتز انجام می شود.
چون این فركانس فرابنفش توانایی نفوذ به داخل پلاستیك و شیشه را ندارد این نوع حافظه دارای صفحه ای از جنس كوارتز است. وقتی EPROMرا پاك می كنیم تمام اطلاعات آن پاك می شود. اگر صفحه كوارتز آن بیش از حد در معرض نور فرابنفش قرار گیرد، صفحه اكسید توانایی ذخیره الكترون را از دست می دهد.
EEPROMو Flash Memory:
تمام دردسر هایی كه برای تغییر اطلاعات در EPROMانجام داده می شود با استفاده از این نوع ROMاز بین رفته است. چون برای پاك كردن اطلاعات نیاز به جدا كردن حافظه و قرار دادن آن زیر دستگاه های مخصوص نداریم و می توان بیت هایی را كه برای پاك كردن نیاز داریم را مشخص كنیم و دیگر نیازی به پاك كردن تمام بیت ها نداریم.
برای پاك كردن هر بیت دیگر نیازی به نور فرابنفش نیست و با ایجاد یك میدان الكتریكی می توان الكترون ها را از ترانزیستور ها جدا كرد.
همچنین می توان پاك كردن را بیت به بیت انجام داد. این كار با سرعت كمی انجام می شود.
به همین دلیل نوعی از این حافظه كه Flash Memoryنام دارد ساخته شد. این نوع حافظه اطلاعات را در ابعاد ۵۱۲بیت پاك می كند.
خوب