Что такое внешнее пзу
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.
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!
Внешнее запоминающее устройство
Содержание
Классификация запоминающих устройств
По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:
По типу доступа ЗУ делятся на:
По геометрическому исполнению:
По физическому принципу:
По форме записанной информации выделяют аналоговые и цифровые запоминающие устройства.
Цифровые запоминающие устройства
Цифровые запоминающие устройства — устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом коде.
К основным параметрам ЗУ относятся информационная ёмкость (бит), потребляемая мощность, время хранения информации, быстродействие.
Самое большое распространение запоминающие устройства приобрели в компьютерах (компьютерная память). Кроме того, они применяются в устройствах автоматики и телемеханики, в приборах для проведения экспериментов, в бытовых устройствах (телефонах, фотоаппаратах, холодильниках, стиральных машинах и т. д.), в пластиковых карточках, замках.
Наиболее распространённые в настоящее время ЗУ
Переносные накопители данных
Некоторые типы запоминающих устройств оформлены как компактные, носимые человеком устройства, приспособленные для переноса информации. В частности:
Литература
Полезное
Смотреть что такое «Внешнее запоминающее устройство» в других словарях:
внешнее запоминающее устройство — внешнее запоминающее устройство; внешняя память; отрасл. внешний накопитель Запоминающее устройство, предназначенное для длительного хранения массивов информации и обмена ими … Политехнический терминологический толковый словарь
Внешнее Запоминающее Устройство — ВЗУ Внешнее устройство памяти. Скорость работы устройства ВЗУ ниже скорости работы процессоров, поэтому эти устройства с ними непосредственно не взаимодействуют. ВЗУ осуществляют пересылку данных быстродействующим Оперативным Запоминающим… … Справочник технического переводчика
внешнее запоминающее устройство — ВЗУ Запоминающее устройство, подключаемое к центральной части вычислительной системы и предназначенное для хранения большого объема данных. [ГОСТ 25492 82] [ГОСТ 25868 91] Тематики оборуд. перифер. систем обраб. информацииустройства цифр. выч.… … Справочник технического переводчика
Внешнее запоминающее устройство — 8. Внешнее запоминающее устройство ВЗУ External storage Запоминающее устройство, подключаемое к центральной части вычислительной системы и предназначенное для хранения большого объема данных Источник: ГОСТ 25492 82: Устройства цифровых… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
внешнее запоминающее устройство — išorinė atmintinė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. external memory; external storage; peripheral memory; peripheral storage vok. externer Speicher, m; Externspeicher, m; peripherer Speicher, m; Peripheriespeicher, m; äußerer… … Automatikos terminų žodynas
внешнее запоминающее устройство — išorinė atmintinė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. external memory vok. äußere Speichereinrichtung, f rus. внешнее запоминающее устройство, n pranc. mémoire extérieure, f; mémoire périphérique, f … Fizikos terminų žodynas
ВНЕШНЕЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО — запоминающее устройство (ЗУ), предназнач. для длит. хранения очень больших массивов информации в ЭВМ и вычислит. системах. В качестве внешних используют ЗУ на магн. лентах, магн. и оптич. дисках, дискетах (магн. дисках в неразборной кассете),… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Внешнее запоминающее устройство — запоминающее устройство, предназначенное для хранения большого объема информации и, как правило, конструктивно не объединенное с центральными блоками ЭВМ … Краткий толковый словарь по полиграфии
внешнее запоминающее устройство ВЗУ — 18 внешнее запоминающее устройство ВЗУ: Запоминающее устройство, подключаемое к центральной части вычислительной системы и предназначенное для хранения большого объема данных (ГОСТ 25492) Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Кассетное запоминающее устройство — внешнее запоминающее устройство, в котором носителем информации является магнитная лента, заключенная в компактную кассету (существует также устройство, позволяющее производить запись на видеокассетах). см. также стример … Краткий толковый словарь по полиграфии
ЦП Автоматизированные системы управления и промышленная безопасность
БК Автоматизированные системы управления и кибернетика
10. Запоминающие устройства: классификация, принцип работы, основные характеристики
Классификация запоминающих устройств
По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на:
· оперативные ЗУ ( ОЗУ ) обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки.
По типу доступа ЗУ делятся на:
· устройства с последовательным доступом (например, магнитные ленты).
· устройства с произвольным доступом (RAM) (например, оперативная память).
· устройства с прямым доступом (например, жесткие магнитные диски).
· устройства с ассоциативным доступом (специальные устройства, для повышения производительности БД)
По геометрическому исполнению:
· барабанные ( магнитные барабаны );
· печатные платы (карты DRAM ).
По физическому принципу:
· перфорационные ( перфокарта ; перфолента );
· использующие эффекты в полупроводниках ( флэш-память ) и другие.
По форме записанной информации выделяют аналоговые и цифровые запоминающие устройства.
ПЗУ предназначено для хранения постоянной программной и справочной информации. Данные в ПЗУ заносятся при изготовлении. Информацию, хранящуюся в ПЗУ, можно только считывать, но не изменять.
· программа управления работой процессора;
· программа запуска и останова компьютера;
· программы тестирования устройств, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;
· программы управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью;
· информация о том, где на диске находится операционная система.
ПЗУ является энергонезависимой памятью, при отключении питания информация в нем сохраняется.
На сегодня наибольшее распространение имеют два вида ОЗУ: SRAM (Static RAM) и DRAM (Dynamic RAM).
Таким образом, DRAM дешевле SRAM и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом её быстродействие ниже. SRAM, наоборот, более быстрая память, но зато и дороже. В связи с этим обычную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется для построения, например, кэш-памяти в микропроцессорах.
Жесткий магнитный диск
Основные характеристики жестких дисков:
Скорость передачи данных ( англ. Transfer Rate) при последовательном доступе:
— внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с;
— внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с.
Жёсткий диск состоит из гермозоны и блока электроники.
Интерфейсный блок обеспечивает сопряжение электроники жёсткого диска с остальной системой.
Блок ПЗУ хранит управляющие программы для блоков управления и цифровой обработки сигнала, а также служебную информацию винчестера.
Буферная память сглаживает разницу скоростей интерфейсной части и накопителя (используется быстродействующая статическая память ). Увеличение размера буферной памяти в некоторых случаях позволяет увеличить скорость работы накопителя.
При способе адресации LBA адрес блоков данных на носителе задаётся с помощью логического линейного адреса.
Оптические диски
Существует несколько видов оптических дисков: CD, DVD, Blu-Ray и др. (рисунок 23).
Рисунок 23 – Дисковод для чтения оптических дисков
Накопители NAND SSD, построенные на использовании энергонезависимой памяти появились относительно недавно, но в связи с гораздо более низкой стоимостью начали уверенное завоевание рынка. До недавнего времени существенно уступали традиционным накопителям в чтении и записи, но компенсировали это (особенно при чтении) высокой скоростью поиска информации (сопоставимой со скоростью оперативной памяти). Сейчас уже выпускаются твердотельные накопители Flash со скоростью чтения и записи, сопоставимой с традиционными, и разработаны модели, существенно их превосходящие. Характеризуются относительно небольшими размерами и низким энергопотреблением. Уже практически полностью завоевали рынок ускорителей баз данных среднего уровня и начинают теснить традиционные диски в мобильных приложениях.
Преимущества по сравнению с жёсткими дисками :
· меньше время загрузки системы;
· отсутствие движущихся частей;
· производительность: скорость чтения и записи до 270 МБ/с;
· низкая потребляемая мощность;
· полное отсутствие шума от движущихся частей и охлаждающих вентиляторов;
· высокая механическая стойкость;
· широкий диапазон рабочих температур;
· практически устойчивое время считывания файлов вне зависимости от их расположения или фрагментации;
· малый размер и вес.
Благодаря своей компактности, дешевизне и низкому энергопотреблению флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах (рисунок 24).
Рисунок 24 – Разновидности флеш-накопителей
В основе типа флеш-памяти NOR лежит ИЛИ-НЕ элемент ( англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.
Программирование и чтение ячеек сильно различаются в энергопотреблении: устройства флеш-памяти потребляют достаточно большой ток при записи, тогда как при чтении затраты энергии малы.
Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.
В NOR-архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND-архитектуры.
В основе NAND-типа лежит И-НЕ элемент ( англ. NAND). Принцип работы такой же, от NOR-типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND-чипа может быть существенно меньше. Также запись и стирание происходит быстрее. Однако эта архитектура не позволяет обращаться к произвольной ячейке.
NAND и NOR-архитектуры сейчас существуют параллельно и не конкурируют друг с другом, поскольку находят применение в разных областях хранения данных.
Существуют несколько типов карт памяти, используемых в портативных устройствах:
SDHC (SD High Capacity): Старые карты SD (SD 1.0, SD 1.1) и новые SDHC (SD 2.0) (SD High Capacity) и устройства их чтения различаются ограничением на максимальную ёмкость носителя, 4 Гб для SD и 32 Гб для SD High Capacity (Высокой Ёмкости). Устройства чтения SDHC обратно совместимы с SD, то есть SD-карта будет без проблем прочитана в устройстве чтения SDHC, но в устройстве SD карта SDHC не будет читаться вовсе. Оба варианта могут быть представлены в любом из трёх форматов физических размеров (стандартный, mini и micro).
M iniSD (Mini Secure Digital Card): От стандартных карт Secure Digital отличаются меньшими размерами 21,5×20×1,4 мм. Для обеспечения работы карты в устройствах, оснащённых обычным SD-слотом, используется адаптер.
M icroSD (Micro Secure Digital Card): являются на настоящий момент самыми компактными съёмными устройствами флеш-памяти (11×15×1 мм). Используются, в первую очередь, в мобильных телефонах, коммуникаторах, и т. п., так как, благодаря своей компактности, позволяют существенно расширить память устройства, не увеличивая при этом его размеры.
Memory Stick Micro (M2): Данный формат является конкурентом формата microSD (по аналогичному размеру), сохраняя преимущества карт памяти Sony.