3.4只读存储器ROM

news2024/11/27 1:20:05

文章目录

一、引子
二、介绍
- 1.MROM
- 2.PROM
- 3.EPROM
- 4.Flash Memory
- 5.SSD
三、运行过程
四、回顾

一、引子

这一小节，我们学习只读存储器ROM。

上一小节，学习了两种RAM芯片，分别是SRAM和DRAM。详情请戳：3.3Sram和Dram

RAM芯片可以支持随机存取，读写速度会很快，但是它是一种易失性的存储芯片，如果断电，芯片内的数据就会消失。

在生活中，有很多数据，在没有电的时候，也希望被保存。

这一小节，会介绍几种ROM芯片，断电之后数据不会丢失。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LAZ6JJGh-1674801256946)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127094940188.png)]$

二、介绍

1.MROM

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1Od6xAKq-1674801256948)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127100751943.png)]$

MROM芯片由厂家初始化，客户提出自己的要求，需要往里面写入什么数据，那么厂家生产芯片的时候，就会使用一种掩模式技术，把数据直接写进芯片。厂家一旦写入信息，以后任何人不能重改。

所以这种芯片，只能读出数据，不能往里面写数据。

这种芯片，可靠性高，但是灵活性差，只适合批量定制（需要生产掩模式模板）

2.PROM

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-N0CEGdju-1674801256948)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127100821031.png)]$

为了解决上面的问题，有人发明了PROM芯片。

这种芯片可以通过专门的PROM写入器，往芯片里面写入需要的信息。

但只能写一次，之后不可更改。

3.EPROM

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JBCsIMFM-1674801256949)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127101119185.png)]$

之后，又有人发明了EPROM芯片，可以擦除可以编程。

虽然它也叫“只读”，但是通过一些特殊的手段，也可以往里面写数据。

根据用户擦除数据的手段不同，可以把EPROM分为：UVEPROM和EEPROM。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-F2iQfKxr-1674801256949)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127101500093.png)]$

4.Flash Memory

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-OIhTivQN-1674801256950)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127101622699.png)]$

之后，又有人发明了Flash Memory。

这种闪存，保留了EEPROM的优点，断电后可以保存信息，可以进行多次快速擦除重写。

虽然这种芯片可读可写，但依然归为ROM类的芯片。

它的存储元只需要使用单个MOS管，因此每个存储元的体积比RAM存储元体积要更小，所以闪存的位密度要更高。也就是对于两块体积相同的芯片来说，工艺水平相同的情况下，闪存芯片上存储元的数量要比RAM更多，也就是保存更多的二进制比特位。

5.SSD

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-lfsEis7H-1674801256950)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127103322305.png)]$

之后，又出现了SSD固态硬盘。

固态硬盘由闪存芯片作为存储介质，也就是由闪存芯片来存储二进制数据。

另外，还需要一个控制单元，用来控制固态硬盘多块闪存芯片的读或者写。

由于SSD比机械硬盘造价高，所以像很多云存储中心主要还是使用机械硬盘，比如百度云。

我们买手机，可能会看到这样的介绍：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-EiPq4ntS-1674801256951)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127104033964.png)]$

RAM就是指内存，ROM就是指辅存。

三、运行过程

经过之前的学习，我们知道，计算机的主存用来存放一系列的指令和数据。

CPU的任务就是从主存中取指令并执行指令。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rPHUncuo-1674801256951)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127104641765.png)]$

在上一小节，我们知道RAM芯片是一种易失芯片，断电之后，RAM里面的数据会全部丢失。

也就是当计算机关机之后，主存里面的数据全部都没有了。

当我们再次开机的时候，就需要把操作系统、应用程序等指令数据重新调入主存。

如下：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-PRLvVC5C-1674801256951)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127104910842.png)]$

操作系统安装在辅存里面的。

那么CPU作为计算机的指挥中心，刚开始需要做什么事情，也是需要给它提供一系列的指令的。

CPU很傻，只能根据写好的指令来一步一步地执行。

由于刚开机的时候，主存里面没有数据指令，所以CPU就需要从主板上的一块ROM芯片上读取开机需要的指令。如下：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-A7KCjfVj-1674801256952)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127110016439.png)]$

这块ROM芯片其实就是BIOS芯片。它里面存储了自举装入程序。

自举装入程序：CPU在刚开始执行的那一段程序，根据那一段程序的指引，CPU可以指挥I/O系统，把辅存中存储的操作系统相关的数据放入主存。

所以这一块ROM芯片里面，存储的程序就是用来引导开机的。

ROM芯片是非易失性的，即便计算机没有被供电，ROM里面存储的自举装入程序相关的指令数据同样不会丢失。

BIOS界面：

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9U3uU2Ea-1674801256952)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127110052753.png)]$

📔注意

虽然这块ROM芯片通常是被集成在主板上。

但在逻辑上，应该看作是主存的一部分。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-8d3Lm0ot-1674801256952)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127110515711.png)]$

在这门课里面，当我们提到主存的时候，除了熟悉的内存条之外，还应该加上BIOS芯片。两者结合才是一个完整的主存。

$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4K5IlNVR-1674801256953)(C:\Users\Administrator\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20230127110543077.png)]$