ROM概述

只讀存儲器(Read-Only Memory，ROM)以非破壞性讀出方式工作，只能讀出無法寫入信息。信息一旦寫入后就固定下來，即使切斷電源，信息也不會丟失，所以又稱為固定存儲器。ROM所存數(shù)據(jù)通常是裝入整機(jī)前寫入的，整機(jī)工作過程中只能讀出，不像隨機(jī)存儲器能快速方便地改寫存儲內(nèi)容。ROM所存數(shù)據(jù)穩(wěn)定 ，斷電后所存數(shù)據(jù)也不會改變，并且結(jié)構(gòu)較簡單，使用方便，因而常用于存儲各種固定程序和數(shù)據(jù)。除少數(shù)種類的只讀存儲器(如字符發(fā)生器)可通用之外，不同種類的只讀存儲器功能不同。為便于用戶使用和大批量生產(chǎn)，進(jìn)一步發(fā)展出可編程只讀存儲器(PROM)、可擦可編程序只讀存儲器(EPROM)和帶電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)等不同的種類。ROM應(yīng)用廣泛，諸如Apple II或IBM PC XT/AT等早期個人電腦的開機(jī)程序(操作系統(tǒng))或是其他各種微電腦系統(tǒng)中的軔體(Firmware)，所使用的硬件都是ROM。

ROM主要由地址譯碼器、存儲體、讀出線及讀出放大器等部分組成。ROM是按地址尋址的存儲器，由CPU給出要訪問的存儲單元地址ROM的地址譯碼器是與門的組合，輸出是全部地址輸入的最小項(全譯碼)。n位地址碼經(jīng)譯碼后2n種結(jié)果，驅(qū)動選擇2n個字,即W=2n。存儲體是由熔絲、二極管或晶體管等元件排成W*m的二維陣列(字位結(jié)構(gòu))，共W個字，每個字m位。存儲體實際上是或門的組合，ROM的輸出線位數(shù)就是或門的個數(shù)。由于它工作時只是讀出信息，因此可以不必設(shè)置寫入電路，這使得其存儲單元與讀出線路也比較簡單。

CPU經(jīng)地址總線送來要訪問的存儲單元地址，地址譯碼器根據(jù)輸入地址碼選擇某條字線，然后由它驅(qū)動該字線的各位線，讀出該字的各存儲位元所存儲的二進(jìn)制代碼，送入讀出線輸出，再經(jīng)數(shù)據(jù)線送至CPU。

只讀存儲器的特點(diǎn)是只能讀出而不能寫入信息，通常在電腦主板的ROM里面固化一個基本輸入/輸出系統(tǒng)，稱為BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))。其主要作用是完成對系統(tǒng)的加電自檢、系統(tǒng)中各功能模塊的初始化、系統(tǒng)的基本輸入/輸出的驅(qū)動程序及引導(dǎo)操作系統(tǒng)。

ROM有多種類型，且每種只讀存儲器都有各自的特性和適用范圍。從其制造工藝和功能上分，ROM有五種類型，即掩膜編程的只讀存儲器MROM(Mask-programmedROM)、可編程的只讀存儲器PROM(Programmable ROM)、可擦除可編程的只讀存儲器EPROM(Erasable Programmable ROM)、可電擦除可編程的只讀存儲器 EEPROM(Elecrically Erasable Programmable ROM)和快擦除讀寫存儲器(Flash Memory)。

掩膜只讀存儲器(Mask ROM)中存儲的信息由生產(chǎn)廠家在掩膜工藝過程中“寫入”。在制造過程中，將資料以一特制光罩(Mask)燒錄于線路中，有時又稱為“光罩式只讀內(nèi)存”(Mask ROM)，此內(nèi)存的制造成本較低，常用于電腦中的開機(jī)啟動。其行線和列線的交點(diǎn)處都設(shè)置了MOS管，在制造時的最后一道掩膜工藝，按照規(guī)定的編碼布局來控制MOS管是否與行線、列線相連。相連者定為1(或0)，未連者為0(或1)，這種存儲器一旦由生產(chǎn)廠家制造完畢，用戶就無法修改。MROM的主要優(yōu)點(diǎn)是存儲內(nèi)容固定，掉電后信息仍然存在,可靠性高。缺點(diǎn)是信息一次寫入(制造)后就不能修改，很不靈活且生產(chǎn)周期長，用戶與生產(chǎn)廠家之間的依賴性大。

可編程只讀存儲器(Programmable ROM，PROM)允許用戶通過專用的設(shè)備(編程器)一次性寫入自己所需要的信息，其一般可編程一次，PROM存儲器出廠時各個存儲單元皆為1，或皆為0。用戶使用時，再使用編程的方法使PROM存儲所需要的數(shù)據(jù)。PROM的種類很多，需要用電和光照的方法來編寫與存放的程序和信息。但僅僅只能編寫一次，第一次寫入的信息就被永久性地保存起來。例如，雙極性PROM有兩種結(jié)構(gòu)：一種是熔絲燒斷型，一種是PN結(jié)擊穿型。它們只能進(jìn)行一次性改寫，一旦編程完畢，其內(nèi)容便是永久性的。由于可靠性差，又是一次性編程，較少使用。PROM中的程序和數(shù)據(jù)是由用戶利用專用設(shè)備自行寫入，一經(jīng)寫入無法更改，永久保存。PROM具有一定的靈活性，適合小批量生產(chǎn)，常用于工業(yè)控制機(jī)或電器中。