Что такое пзу в компьютере и где находится
Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)
ПЗУ — это энергонезависимая память, в которой хранятся программы для микроконтроллеров и DSP. ПЗУ используются вместо винчестеров в смартфонах и бытовой технике. Записанная информация в нем сохраняется даже при выключении питания.
Очень часто в различных применениях требуется хранение информации, которая не изменяется в процессе эксплуатации устройства. Это такая информация как программы в микроконтроллерах, начальные загрузчики (BIOS) в компьютерах, таблицы коэффициентов цифровых фильтров в сигнальных процессорах, DDC и DUC, таблицы синусов и косинусов в NCO и DDS. Практически всегда эта информация не требуется одновременно, поэтому простейшие устройства для запоминания постоянной информации (ПЗУ) можно построить на мультиплексорах. Иногда в переводной литературе постоянные запоминающие устройства называются ROM (read only memory — память доступная только для чтения). Схема такого постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), построенная на мультиплексоре
В этой схеме построено постоянное запоминающее устройство на восемь одноразрядных ячеек. Запоминание конкретного бита в одноразрядную ячейку производится запайкой провода к источнику питания (запись единицы) или запайкой провода к корпусу (запись нуля). Для его подключения к системной шине используется сигнал чтения RD (Сокращение от английского слова read — чтение). Сигнал CS (chip select — выбор кристалла) тоже отключает выход схемы от систимной шины. Он используется для подключения дешифратора адреса компьютера или для увеличения количества ячеек. На принципиальных схемах постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) обозначается как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Обозначение постоянного запоминающего устройства на принципиальных схемах
Мы с вами получили одноразрядное ПЗУ. Однако обычно для записи двоичных кодов требуются многоразрядные ячейки памяти. Для того, чтобы увеличить разрядность ячейки памяти одноразрядные постоянные запоминающие устройства можно соединять параллельно (выходы и записанная информация естественно остаются независимыми). Схема параллельного соединения четырёх одноразрядных ПЗУ приведена на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема многоразрядного ПЗУ (ROM)
В реальных микросхемах ПЗУ запись информации производится при помощи последней операции производства микросхемы — металлизации. Металлизация поверхности полупроводникового кристалла производится через маску, поэтому такие ПЗУ получили название масочных ПЗУ. Еще одно отличие реальных микросхем постоянных запоминающих устройств от упрощенной модели, приведенной выше — это использование кроме мультиплексора еще и демультиплексора. Такое решение позволяет превратить одномерную запоминающую структуру в двухмерную и, тем самым, существенно сократить объем схемы дешифратора, необходимого для работы схемы ПЗУ. Этот метод реализации схемы иллюстрируется следующим рисунком:
Рисунок 4. Схема масочного постоянного запоминающего устройства (ROM)
Рисунок 5. Условно-графическое обозначение масочного ПЗУ (ROM) на принципиальных схемах
Программирование масочного ПЗУ производится на заводе изготовителе, что очень неудобно для мелких и средних серий производства, не говоря уже о стадии разработки устройства. Естественно, что для крупносерийного производства масочные ПЗУ являются самым дешевым видом ПЗУ, и поэтому широко применяются в настоящее время. Для мелких и средних серий производства радиоаппаратуры были разработаны микросхемы, которые можно программировать в специальных устройствах — программаторах. В этих ПЗУ постоянное соединение проводников в запоминающей матрице заменяется плавкими перемычками, изготовленными из поликристаллического кремния. При производстве ПЗУ изготавливаются все перемычки, что эквивалентно записи во все ячейки памяти ПЗУ логических единиц. В процессе программирования ПЗУ на выводы питания и выходы микросхемы подаётся повышенное питание. При этом, если на выход ПЗУ подаётся напряжение питания (логическая единица), то через перемычку ток протекать не будет и перемычка останется неповрежденной. Если же на выход ПЗУ подать низкий уровень напряжения (присоединить к корпусу), то через перемычку запоминающей матрицы будет протекать ток, который испарит ее и при последующем считывании информации из этой ячейки ПЗУ будет считываться логический ноль.
Такие микросхемы называются программируемыми ПЗУ (ППЗУ) или PROM и изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 6. В качестве примера ППЗУ можно назвать микросхемы 155РЕ3, 556РТ4, 556РТ8 и другие.
Рисунок 6. Условно-графическое обозначение программируемого постоянного запоминающего устройства (PROM) на принципиальных схемах
Программируемые ПЗУ оказались очень удобны при мелкосерийном и среднесерийном производстве. Однако при разработке радиоэлектронных устройств часто приходится менять записываемую в ПЗУ программу. ППЗУ при этом невозможно использовать повторно, поэтому раз записанное ПЗУ при ошибочной или промежуточной программе приходится выкидывать, что естественно повышает стоимость разработки аппаратуры. Для устранения этого недостатка был разработан еще один вид ПЗУ, который мог бы стираться и программироваться заново.
ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием строится на основе запоминающей матрицы построенной на ячейках памяти, внутреннее устройство которой приведено на следующем рисунке:
Рисунок 7. Запоминающая ячейка ПЗУ с ультрафиолетовым и электрическим стиранием
Ячейка представляет собой МОП транзистор, в котором затвор выполняется из поликристаллического кремния. Затем в процессе изготовления микросхемы этот затвор окисляется и в результате он будет окружен оксидом кремния — диэлектриком с прекрасными изолирующими свойствами. В описанной ячейке при полностью стертом ПЗУ, заряда в плавающем затворе нет, и поэтому транзистор ток не проводит. При программировании ПЗУ, на второй затвор, находящийся над плавающим затвором, подаётся высокое напряжение и в плавающий затвор за счет туннельного эффекта индуцируются заряды. После снятия программирующего напряжения индуцированный заряд остаётся на плавающем затворе, и, следовательно, транзистор остаётся в проводящем состоянии. Заряд на плавающем затворе подобной ячейки может храниться десятки лет.
Структурная схема описанного постоянного запоминающего устройства не отличается от описанного ранее масочного ПЗУ. Единственное отличие — вместо плавкой перемычки используется описанная выше ячейка. Такой вид ПЗУ называется репрограммируемыми постоянными запоминающими устройствами (РПЗУ) или EPROM. В РПЗУ стирание ранее записанной информации осуществляется ультрафиолетовым излучением. Для того, чтобы этот свет мог беспрепятственно проходить к полупроводниковому кристаллу, в корпус микросхемы ПЗУ встраивается окошко из кварцевого стекла.
Рисунок 8. Внешний вид стираемого постоянного запоминающего устройства (EPROM)
Количество циклов записи-стирания микросхем EPROM находится в диапазоне от 10 до 100 раз, после чего микросхема РПЗУ выходит из строя. Это связано с разрушающим воздействием ультрафиолетового излучения на оксид кремния. В качестве примера микросхем EPROM можно назвать микросхемы 573 серии российского производства, микросхемы серий 27сXXX зарубежного производства. В РПЗУ чаще всего хранятся программы BIOS универсальных компьютеров. РПЗУ изображаются на принципиальных схемах как показано на рисунке 8.
Рисунок 9. Условно-графическое обозначение РПЗУ (EPROM)
Репрограммируемые ПЗУ достаточно длительное время применялись в компьютерах для хранения BIOS. Их содержимое называется прошивкой микросхемы. В настоящее время они в основном вытеснены микросхемами FLASH памяти. Ряд комплектующих компьютера, такие как видеокарты, звуковые карты, дополнительные порты тоже комплектуются микросхемами EPROM памяти.
Дата последнего обновления файла 25.10.2021
Понравился материал? Поделись с друзьями!
ПЗУ — где хранится и зачем нужна
Доброго времени суток.
Если вы хотите заполнить пробел в знаниях относительно того, что такого ПЗУ, то попали по адресу. В нашем блоге вы сможете прочитать об этом емкую информацию на языке, доступном для простого пользователя.
Расшифровка и объяснение
Буквы ПЗУ являются заглавными в формулировке «постоянное запоминающее устройство». Его еще можно равноправно назвать «ROM». Английская аббревиатура расшифровывается как Read Only Memory, а переводится — память только для чтения.
Эти два названия раскрывают суть предмета нашей беседы. Речь идет об энергонезависимом типе памяти, которую можно только считывать. Что это значит?
Стереть информацию с такого устройства можно только специальными методами, к примеру, ультрафиолетовыми лучами.
Примеры
Постоянная память в компьютере — это определенное место на материнской плате, в котором хранятся:
В мобильных гаджетах постоянная память хранит в себе стандартные приложения, темы, картинки и мелодии. При желании пространство для дополнительной мультимедийной информации расширяют с помощью перезаписываемых SD-карт. Однако если устройство используется только для звонков, в расширении памяти нет необходимости.
В целом, сейчас ROM есть в любой бытовой технике, автомобильных плеерах и прочих девайсах с электроникой.
Физическое исполнение
Чтобы вы лучше могли познакомиться с постоянной памятью, расскажу больше о ее конфигурации и свойствах:
Разновидностей ПЗУ несколько, но чтобы не терять ваше время, назову только две основных модификации:
В принципе это всё, что я хотел сегодня до Вас донести.
Буду рад, если вы подпишетесь на обновления и будете заходить чаще.
Память компьютера ROM по другому еще называют ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.
Где хранятся данные
Данные, которые хранятся в таком типе памяти компьютера, не пропадают при его выключении, то есть это полностью энергонезависимая память.
Быстрого динамического изменения данных в ПЗУ здесь не происходит. Их можно только перезаписать или в какой-то момент изменить, но изменения эти происходят относительно медленно с помощью специального программного обеспечения.
Многие пользователи ПК ошибаются, когда думают, что память компьютера ПЗУ и оперативная память ОЗУ это разные вещи.
Действительно в первый момент может так показаться, но на самом деле память компьютера ПЗУ это неотъемлемая часть всей памяти компьютера, а особенно его оперативной памяти.
Если говорить более грамотным языком, то некоторая часть адресного пространства ОЗУ отводится для памяти ПЗУ.
Это сделано для того, чтобы была возможность хранения специальных программ, которые обеспечивают запуск компьютера в первый момент включения кнопки СТАРТ, «подхват» операционной системы и выход на рабочий режим.
Основное предназначение ПЗУ компьютера
Вообще, память компьютера ПЗУ представляет из себя набор микросхем, которые расположены на системной плате или других дополнительных устройствах.
Основное применение памяти компьютера ПЗУ, это хранение кода BIOS.
Но если рассматривать этот вопрос глубже, то память ПЗУ (набор аналогичных микросхем) может быть расположена и на основных дополнительных устройствах компьютера, к примеру, на видеокарте.
В данной памяти хранится информация о самих устройствах, которую можно считывать с помощью специальных программ, к примеру, Sandra или Aida 32.
Так же там хранится код BIOS, драйвера нужные для установки и активизации устройства в первый момент загрузки, обычно это те же видеокарты.
В тех устройствах, которые не нужны в первый момент для запуска компьютера, памяти ПЗУ обычно нет или она очень мала.
Драйвера таких устройств обычно подхватывается с жесткого диска в процессе запуска операционной системы.
А в той памяти, которая есть, обычно хранятся данные про само устройство, кто производитель, когда выпущено, полный номер модели и так далее.
В данный момент развития компьютерных технологий, в большинстве систем применяется одна из видов флэш-памяти, которой было присвоено название электрически стираемой программируемой постоянной памятью – EEPROM.
Про удобство памяти флэш можно говорить много. Это действительно энергонезависимая память компьютера, которая к тому же может легко перезаписываться.
В память современного компьютера помимо других видов памяти все чаще стала входить и флэш-память, поскольку она действительно удобна в обращении.
Использование такой памяти в компьютере позволяет пользователям компьютера довольно просто изменять ROM, программно-аппаратные устройства материнских плат, видеокарт, плат SCSI и других периферийных устройств.
Память компьютера ROM, это его неотъемлемая часть. И хотя она на много медленнее работает, чем память ОЗУ, имеет свое назначение, с которым успешно справляется.
И при отсутствии такой памяти в компьютере, о возможности его работы вообще говорить не приходится.
Постоянное запоминающее устройство
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.
Содержание
Классификация
По типу исполнения
По разновидностям микросхем ПЗУ
Применение
В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различными контроллерами, или компьютером (BIOS или OpenBoot на машинах SPARC).
BootROM — прошивка, такая, что если её записать в подходящую микросхему ПЗУ, установленную в сетевой карте, то становится возможна загрузка операционной системы на компьютер с удалённого узла локальной сети. Для встроенных в ЭВМ сетевых плат BootROM можно активировать через BIOS.
Исторические типы ПЗУ
Постоянные запоминающие устройства стали находить применение в технике задолго до появления ЭВМ и электронных приборов. В частности, одним из первых типов ПЗУ был кулачковый валик, применявшийся в шарманках, музыкальных шкатулках, часах с боем.
С развитием электронной техники и ЭВМ возникла необходимость в быстродействующих ПЗУ. В эпоху вакуумной электроники находили применение ПЗУ на основе потенциалоскопов, моноскопов, лучевых ламп. В ЭВМ на базе транзисторов в качестве ПЗУ небольшой емкости широко использовались штепсельные матрицы. При необходимости хранения больших объёмов данных (для ЭВМ первых поколений — несколько десятков килобайт) применялись ПЗУ на базе ферритовых колец (не следует путать их с похожими типами ОЗУ). Именно от этих типов ПЗУ и берет свое начало термин «прошивка» — логическое состояние ячейки задавалось направлением навивки провода, охватывающего кольцо. Поскольку тонкий провод требовалось протягивать через цепочку ферритовых колец для выполнения этой операции применялись металлические иглы, аналогичные швейным. Да и сама операция наполнения ПЗУ информацией напоминала процесс шитья.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Постоянное запоминающее устройство» в других словарях:
постоянное запоминающее устройство — ПЗУ Запоминающее устройство, из которого может производиться только считывание данных. [ГОСТ 25492 82] ПЗУ Постоянное Запоминающее Устройство Как правило — часть микропроцессора, в которой находится операционная система и, возможно, часть… … Справочник технического переводчика
ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — Энергонезависимая память, используется для хранения данных, которые никогда не потребуют изменения. Содержание постоянной памяти зашивается в устройстве при его изготовлении для постоянного хранения. Из ПЗУ можно только читать. В постоянную… … Словарь бизнес-терминов
Постоянное запоминающее устройство — 6. Постоянное запоминающее устройство ПЗУ Read only memory ROM Запоминающее устройство, из которого может производиться только считывание данных Источник: ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых вычислительных машин запоминающие. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
постоянное запоминающее устройство — pastovioji atmintinė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. fixed storage; permanent storage; read only storage vok. Festwertspeicher, m; Nur Lese Speicher, m; Totspeicher, m rus. постоянное запоминающее устройство, n pranc. mémoire fixe … Automatikos terminų žodynas
Постоянное запоминающее устройство — запоминающее устройство, из которого может производиться только считывание данных … Краткий толковый словарь по полиграфии
ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — (ПЗУ) запоминающее устройство в составе ЭВМ, используемое только для считывания хранимой в нём информации. Обычно информация в ПЗУ записывается в процессе его изготовления, напр., в случае ПЗУ на магнитных сердечниках запись информации… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Постоянное запоминающее устройство компьютера — (ROM Read only memory) устройство для хранения и считывания неизменяемых данных … Издательский словарь-справочник
ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПЗУ) — (read only memory, ROM) Тип основного запоминающего устройства компьютера (main store memory), позволяющего считывать, но не распечатывать информацию; не уничтожает ее при выключении компьютера. Как правило, в ПЗУ хранится основная программа… … Словарь бизнес-терминов
постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска — Оптический накопитель информации емкостью 650 – 700 Mb. Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных на поликарбонатном слое. Каждый пит имеет примерно 125 нм в глубину и 500 нм в … Справочник технического переводчика
постоянное запоминающее устройство с эксплуатационным программированием — vartotojo programuojama pastovioji atmintinė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. field programmable read only memory vok. anwenderprogrammierbarer Festwertspeicher, m; anwenderprogrammierbarer ROM, m rus. постоянное запоминающее… … Automatikos terminų žodynas
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM)
В ПЗУ находятся:
— тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
— информация о том, где на диске расположена операционная система.
Типы ПЗУ:
ПЗУ с масочным программированием это память, в которую информация записана раз и навсегда в процессе изготовления полупроводниковых интегральных схем. Постоянные запоминающие устройства применяются только в тех случаях, когда речь идет о массовом производстве, т.к. изготовление масок для интегральных схем частного применения обходится весьма недешево.
Программирование ПЗУ – это однократно выполняемая операция, т.е. информация, когда-то записанная в ППЗУ, впоследствии изменена быть не может.
СППЗУ (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). При работе с ним, пользователь может запрограммировать его, а затем стереть записанную информацию.
ЭИПЗУ (электрически изменяемое постоянное запоминающее устройство). Его программирование и изменение осуществляются с помощью электрических средств. В отличии от СППЗУ для стирания информации, хранимой в ЭИПЗУ, не требуется специальных внешних устройств.
Наглядно ОЗУ и ПЗУ можно представить себе в виде массива ячеек, в которые записаны отдельные байты информации. Каждая ячейка имеет свой номер, причем нумерация начинается с нуля. Номер ячейки является адресом байта.
Центральный процессор при работе с ОЗУ должен указать адрес байта, который он желает прочитать из памяти или записать в память. Разумеется, из ПЗУ можно только читать данные. Прочитанные из ОЗУ или ПЗУ данные процессор записывает в свою внутреннюю память, устроенную аналогично ОЗУ, но работающую значительно быстрее и имеющую емкость не более десятков байт.
Процессор может обрабатывать только те данные, которые находятся в его внутренней памяти, в ОЗУ или в ПЗУ. Все эти виды устройства памяти называются устройствами внутренней памяти, они обычно располагаются непосредственно на материнской плате компьютера (внутренняя память процессора находится в самом процессоре).
Кэш-память. Обмен данными внутри процессора происходит намного быстрее, чем обмен данными между процессором и оперативной памятью. Поэтому, для того чтобы уменьшить количество обращений к оперативной памяти, внутри процессора создают так называемую сверхоперативную или кэш-память. Когда процессору нужны данные, он сначала обращается к кэш-памяти, и только тогда, когда там отсутствуют нужные данные, происходит обращение к оперативной памяти. Чем больше размер кэш-памяти, тем большая вероятность, что необходимые данные находятся там. Поэтому высокопроизводительные процессоры имеют повышенные объемы кэш-памяти.
Различают кэш-память первого уровня (выполняется на одном кристалле с процессором и имеет объем порядка несколько десятков Кбайт), второго уровня (выполняется на отдельном кристалле, но в границах процессора, с объемом в сто и более Кбайт) и третьего уровня (выполняется на отдельных быстродействующих микросхемах с расположением на материнской плате и имеет объем один и больше Мбайт).