Microprocessor structure Control device Kontrolin ang aparato ay functionally ang pinaka-kumplikadong PC device. Bumubuo ito ng mga control signal na dumarating sa pamamagitan ng mga instruction code bus sa lahat ng bloke ng makina. Ang isang pinasimple na functional diagram ng control unit ay ipinapakita sa Fig. 4.5. Iniharap dito: Fig. 4.5. Pinalaki ang functional diagram ng control device Magrehistro ng command – isang rehistro ng imbakan kung saan naka-imbak ang command code: ang code ng operasyon na ginagawa at ang mga address ng mga operand na kasangkot sa operasyon. Ang command register ay matatagpuan sa interface na bahagi ng MP, sa command register block. Operation decoder – isang lohikal na bloke na pumipili, alinsunod sa operation code (OPC) na natanggap mula sa command register, isa sa maraming mga output na mayroon ito. Read Only Memory ng Firmware – ang mga tindahan sa mga cell nito ay kumokontrol ng mga signal (pulso) na kinakailangan upang maisagawa ang mga operasyon sa pagpoproseso ng impormasyon sa mga bloke ng PC. Ang isang pulso na pinili ng operation decoder alinsunod sa operation code ay nagbabasa ng kinakailangang sequence ng mga control signal mula sa microprogram ROM. Node ng pagbuo ng address (matatagpuan sa interface na bahagi ng MP) ay isang device na kinakalkula ang buong address ng isang memory cell (rehistro) gamit ang mga detalye na nagmumula sa command register at MPP register. Mga bus ng data, address at instruction code

• – bahagi ng panloob na interface bus ng microprocessor. Sa pangkalahatan, ang control unit ay bumubuo ng mga control signal upang maisagawa ang mga sumusunod na pangunahing pamamaraan:
• pagkuha ng susunod na command code mula sa mga cell ng RAM at pagtanggap ng read command sa command register;
• pag-decipher ng operation code at mga katangian ng napiling command;
• pagbabasa ng mga control signal (pulse) mula sa microprogram ROM cells na naaayon sa decrypted operation code, na tumutukoy sa pamamaraan para sa pagsasagawa ng isang naibigay na operasyon sa lahat ng mga bloke ng makina, at pagpapadala ng mga control signal sa mga bloke na ito;
• ang pagbabasa mula sa command register at ang MPP ay nagrerehistro ng mga indibidwal na bahagi ng mga address ng mga operand (mga numero) na kasangkot sa mga kalkulasyon, at bumubuo ng buong address ng mga operand;
• pagkuha ng mga operand (sa mga nabuong address) at pagsasagawa ng isang ibinigay na operasyon ng pagproseso ng mga operand na ito;
• pagtatala ng mga resulta ng operasyon sa memorya;
• bumubuo ng address ng susunod na utos ng programa.

Arithmetic logic unit idinisenyo upang magsagawa ng mga operasyon sa pagbabagong-anyo ng aritmetika at lohikal na impormasyon.
Sa paggana, ang ALU (Larawan 4.6) ay karaniwang binubuo ng dalawang rehistro, isang adder at control circuit (lokal na control device). kanin. 4.6. Functional na diagram ng ALU Adder – isang computing circuit na nagsasagawa ng pamamaraan ng pagdaragdag ng mga binary code na natanggap sa input nito; Ang adder ay may kapasidad ng double machine word. Mga Rehistro - high-speed memory cell na may iba't ibang haba: ang register 1 (Rg1) ay may kapasidad ng dobleng salita, at ang register 2 (Rg2) ay may kapasidad ng isang salita. Kapag nagsasagawa ng mga operasyon, ang unang bilang na kalahok sa operasyon ay inilalagay sa Pr1, at sa pagkumpleto ng operasyon, ang resulta ay inilalagay; sa Pr2 - ang pangalawang numero na kasangkot sa operasyon (sa pagkumpleto ng operasyon, ang impormasyon sa loob nito ay hindi nagbabago). Ang Register 1 ay parehong makakatanggap ng impormasyon mula sa mga code data bus at output ng impormasyon sa kanila, ang register 2 ay nakakatanggap lamang ng impormasyon mula sa mga bus na ito. Mga control circuit Tumanggap ng mga control signal mula sa control device sa pamamagitan ng instruction code bus at i-convert ang mga ito sa mga signal para makontrol ang pagpapatakbo ng mga register at ang ALU adder. Ang ALU ay gumaganap ng mga pagpapatakbo ng arithmetic (+, -, *, :) sa- memorya ng maliit na kapasidad, ngunit napakataas na bilis (ang oras ng pag-access sa MPP, ibig sabihin, ang oras na kinakailangan upang maghanap, magsulat o magbasa ng impormasyon mula sa memorya na ito, ay sinusukat sa nanoseconds - thousandths ng isang microsecond). Ito ay inilaan para sa panandaliang pag-iimbak, pag-record at paglabas ng impormasyon nang direkta sa mga susunod na cycle ng pagpapatakbo ng makina na kasangkot sa mga kalkulasyon; Ginagamit ang MPP upang matiyak ang mataas na bilis ng makina, dahil ang pangunahing memorya ay hindi palaging nagbibigay ng bilis ng pagsulat, paghahanap at pagbabasa ng impormasyon na kinakailangan para sa mahusay na trabaho high-speed microprocessor. Ang memorya ng microprocessor ay binubuo ng mataas na bilis nagrerehistro na may kaunting lalim ng kahit isang machine word. Ang bilang at lapad ng mga rehistro sa iba't ibang mga microprocessor ay iba: mula sa 14 na dalawang-byte na mga rehistro para sa MP 8086 hanggang sa ilang dosenang mga rehistro ng iba't ibang haba para sa Pentium MP. Mga rehistro ng microprocessor ay nahahati sa pangkalahatang layunin at mga espesyal na rehistro. Mga espesyal na rehistro ay ginagamit upang mag-imbak ng iba't ibang mga address (mga address ng command, halimbawa), mga palatandaan ng mga resulta ng mga operasyon at mga mode ng pagpapatakbo ng PC (flag register, halimbawa), atbp. Mga rehistro ng pangkalahatang layunin ay pangkalahatan at maaaring gamitin upang mag-imbak ng anumang impormasyon, ngunit ang ilan sa mga ito ay dapat ding gamitin kapag nagsasagawa ng ilang mga pamamaraan. Interface na bahagi ng microprocessor Ang interface na bahagi ng microprocessor ay idinisenyo upang makipag-usap at i-coordinate ang microprocessor sa PC system bus, gayundin upang makatanggap at paunang pag-aralan ang mga utos ng program na isinasagawa at bumuo ng buong address ng mga operand at command. Gumagamit din sila ng pangunahing memorya upang mag-imbak ng malaking halaga ng impormasyon na ipapalit. Maraming karaniwang device (HDD, HDD, keyboard, printer, coprocessor, atbp.) ang may permanenteng nakatalagang I/O port sa kanila. Pamamahala ng bus at port scheme gumaganap ng mga sumusunod na function:

• pagbuo ng port address at kontrolin ang impormasyon para dito (pagpalit ng port para tumanggap o magpadala, atbp.);
• pagtanggap ng impormasyon ng kontrol mula sa port, impormasyon tungkol sa kahandaan ng port at katayuan nito;
• organisasyon ng isang end-to-end na channel sa interface ng system para sa paglipat ng data sa pagitan ng port ng I/O device at ng MP.

Ang bus at port control circuitry ay gumagamit ng pagtuturo, address, at data code bus para makipag-ugnayan sa mga port. sistemang bus: Kapag nag-a-access ng port, ang MP ay nagpapadala ng signal sa pamamagitan ng CSA, na nag-aabiso sa lahat ng I/O device na ang address sa CSA ay ang port address, at pagkatapos ay ipinapadala ang port address mismo. Ang device na ang port address ay tumutugma ay tumutugon na ito ay handa na, pagkatapos ay ang data ay ipinagpapalit sa pamamagitan ng CAS.

Read-only memory, o read-only memory (ROM o ROM, English) Nagsisilbi para sa pag-iimbak ng mga program para sa pag-boot ng computer at pagsubok sa mga bahagi nito. Ginagamit para sa pagbabasa lamang. Ito ay hindi pabagu-bago, ibig sabihin, ang impormasyong naitala dito ay hindi nagbabago pagkatapos na patayin ang computer.

· Ayon sa uri ng pag-access:

· Sa parallel access (parallel mode o random access): ang naturang ROM ay maaaring ma-access sa system sa RAM address space. Halimbawa, K573RF5;

· Sa sunud-sunod na pag-access: ang mga naturang ROM ay kadalasang ginagamit para sa isang beses na pag-load ng mga constant o firmware sa isang processor o FPGA, na ginagamit upang mag-imbak ng mga setting ng channel ng TV, atbp. Halimbawa, 93C46, AT17LV512A.

· Ayon sa paraan ng programming microcircuits (pagsusulat ng firmware sa kanila):

· Non-programmable ROM;

· Ang mga ROM ay naka-program lamang sa tulong ng isang espesyal na aparato - isang ROM programmer (parehong isang beses at paulit-ulit na nag-flash). Ang paggamit ng isang programmer ay kinakailangan, lalo na, para sa pagbibigay ng hindi pamantayan at medyo mataas na boltahe (hanggang +/- 27 V) sa mga espesyal na terminal.

· In-circuit (re)programmable ROMs (ISP, in-system programming) - ang mga microcircuit ay nasa loob ng generator ng lahat ng kinakailangang matataas na boltahe, at maaaring i-reflash nang walang programmer at kahit na walang desoldering naka-print na circuit board, sa pamamagitan ng programming.

Ang firmware para sa pagkontrol ng isang teknikal na aparato ay madalas na naitala sa permanenteng memorya: TV, cellphone, iba't ibang mga controller, o isang computer (BIOS o OpenBoot sa mga makina ng SPARC).

Layunin at katangian ng RAM.

RAM, o random access memory (RAM) o RAM, English) Siya idinisenyo upang mag-imbak ng impormasyon na nagbabago sa panahon ng pagpoproseso ng processor. Ginagamit para sa parehong impormasyon sa pagbasa at pagsulat. Ito ay pabagu-bago, iyon ay, ang lahat ng impormasyon ay naka-imbak sa memorya na ito lamang kapag ang computer ay naka-on.

Sa pisikal, upang makabuo ng isang RAM-type na storage device, ginagamit ang mga dynamic at static na memory chips, kung saan ang pag-save ng kaunting impormasyon ay nangangahulugan ng pag-save ng electrical charge (ito ay nagpapaliwanag ng pagkasumpungin ng lahat ng RAM, iyon ay, ang pagkawala ng lahat ng impormasyon na nakaimbak sa ito kapag naka-off ang computer).

Ang computer RAM ay pisikal na pinaandar sa mga elemento dynamic na RAM, at para i-coordinate ang pagpapatakbo ng medyo mabagal na device (sa aming kaso, dynamic na RAM) na may medyo mabilis na microprocessor, gumagamit sila ng functionally na dinisenyong cache memory na binuo mula sa mga cell. static na RAM. Kaya, ang mga computer ay naglalaman ng parehong uri ng RAM nang sabay-sabay. Pisikal na panlabas memorya ng cache ipinatupad din sa anyo ng mga microcircuits sa mga board na ipinasok sa kaukulang mga puwang sa motherboard.

Mga pangunahing elemento ng isang PC.

Sa istruktura, ang mga PC ay ginawa sa anyo ng isang sentral na yunit ng system, kung saan ang mga panlabas na aparato ay konektado sa pamamagitan ng mga konektor - mga kasukasuan: karagdagang mga yunit ng memorya, keyboard, display, printer, atbp.

Unit ng system karaniwang kasama system board, power supply, disk drive, connectors para sa karagdagang mga aparato at mga expansion board na may mga controller - mga adapter para sa mga panlabas na device.

ROM. Mga prinsipyo ng konstruksyon at

ROM chips (Read Only Memory, ROM - Read-Only Memory

Read-only memory) ay isang minsanang programmable memory device na idinisenyo para sa pagbabasa ng impormasyon (non-volatile).
Mayroong ilang mga uri ng ROM:
ROM (Read-Only Memory, Read Only Memory, ROM). Ang mga ito ay binuo gamit ang mga multiplexer o isang istraktura ng maskara (tingnan sa ibaba). Na-program sa pabrika sa panahon ng produksyon. Hindi posible ang reprogramming.
PROM (Programmable ROM, Programmable ROM, PROM). Ang mga espesyal na jumper ay ginagamit bilang mga elemento ng programming. Binubuo ang programming ng pagsira o paglikha ng jumper. Isa rin itong isang beses na aksyon, gayunpaman, hindi tulad ng ROM, maaari itong gawin kahit sa bahay.
EPROM (Nabubura PROM, Nabubura PROM, EPROM). Sa kasaysayan, ito ang unang reprogrammable ROM. Ang teknolohiya ay batay sa paggamit ng mga floating gate transistors. Ang mga ROM na nakabatay sa EPROM ay nangangailangan ng lumang configuration na mabura kapag nalantad
ultraviolet (UV) radiation na may pag-alis ng mga IC mula sa mga device at may limitadong bilang ng mga ikot ng programming dahil sa pagkasira ng mga materyal na katangian sa ilalim ng impluwensya ng UV radiation.
EEPROM (Electrically Erasable PROM, Electrically Erasable PROM, ES-PROM). Na-clear ang EPROM ng mga signal ng kuryente. Upang mag-update, hindi ito nangangailangan ng pag-alis ng chip mula sa device at nagbibigay-daan sa isang medyo malaking bilang ng mga cycle ng pagbubura.
FLASH (flash memory). Teknolohikal na katulad ng EEPROM, ngunit gumagamit ito ng block access sa nakaimbak na data.
ROM. Kadalasan, sa iba't ibang mga application, kinakailangan na mag-imbak ng impormasyon na hindi nagbabago sa panahon ng pagpapatakbo ng device. Ito ay impormasyon tulad ng mga programa sa microcontrollers, bootloader at BIOS sa mga computer, mga talahanayan ng mga digital filter coefficient sa mga signal processor. Halos palaging, ang impormasyong ito ay hindi kinakailangan sa parehong oras, kaya ang pinakasimpleng mga aparato para sa pag-iimbak ng permanenteng impormasyon ay maaaring itayo sa mga multiplexer (Larawan 1).
Sa circuit na ito, binuo ang isang read-only na memory device na may walong single-bit na cell. Ang pag-iimbak ng isang partikular na bit sa isang solong digit na cell ay ginagawa sa pamamagitan ng paghihinang ng wire sa pinagmumulan ng kuryente (pagsusulat ng isa) o pag-seal ng wire sa case (pagsusulat ng zero).
Upang madagdagan ang kapasidad ng isang ROM memory cell, ang mga microcircuit na ito ay maaaring konektado nang magkatulad (ang mga output at naitala na impormasyon, siyempre, ay mananatiling independyente). Ang parallel connection diagram ng single-bit ROMs ay ipinapakita sa Fig. 2.
Sa mga totoong ROM, ang impormasyon ay naitala gamit ang huling operasyon ng paggawa ng chip - metallization. Ginagawa ang metallization gamit ang isang maskara, kaya naman ang mga naturang ROM ay tinatawag na mask ROMs. Ang isa pang pagkakaiba sa pagitan ng totoong microcircuits at ang pinasimpleng modelo na ibinigay sa itaas ay ang paggamit ng isang demultiplexer bilang karagdagan sa isang multiplexer. Ginagawang posible ng solusyon na ito na gawing multidimensional ang istraktura ng isang-dimensional na imbakan at sa gayon ay makabuluhang bawasan ang dami ng circuit ng decoder na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng ROM circuit. Ang ROM programming ay isinasagawa sa pabrika ng tagagawa.
PROM. Ang mga Programmable ROM ay binuo din. Sa mga chips na ito, ang permanenteng koneksyon ng mga conductor sa memory matrix ay pinalitan ng mga fusible na link na gawa sa polycrystalline silicon. Sa panahon ng paggawa ng isang microcircuit, ang lahat ng mga jumper ay ginawa, na katumbas ng pagsulat ng mga lohikal na yunit sa lahat ng mga cell ng memorya. Sa panahon ng proseso ng programming, ang pagtaas ng kapangyarihan ay ibinibigay sa mga power pin at mga output ng microcircuit. Bukod dito, kung ang supply boltahe (lohikal na yunit) ay ibinibigay sa output ng microcircuit, kung gayon walang kasalukuyang dumadaloy sa jumper at ang jumper ay mananatiling buo. Kung ang isang mababang antas ng boltahe ay inilapat sa output ng microcircuit (nakakonekta sa kaso), pagkatapos ay ang isang kasalukuyang ay dadaloy sa pamamagitan ng jumper, na kung saan ay sumingaw ang jumper na ito, at kapag ang impormasyon ay kasunod na basahin mula sa cell na ito, isang lohikal na zero ay basahin. Ginagawa ang programming gamit ang isang espesyal na programmer.
Posible rin na gumamit ng isa pang teknolohiya para sa paglikha ng PROM, kapag ang jumper ay nabuo ng isang tatlong-layer na dielectric na may mga alternating na layer ng oxide-nitride-oxide. Ang isang programming boltahe pulse break sa pamamagitan ng jumper at lumilikha ng isang conductive channel sa pagitan ng mga electrodes. Ang dami ng kasalukuyang nabuo ng mga pulso ng programming ay nakakaapekto sa diameter ng conductive channel, na nagpapahintulot sa iyo na kontrolin ang mga parameter ng conductive jumper.

21 tanong (Reprogrammable ROMs)

Sa mga reprogrammable ROM, i.e. na may mga variable na nilalaman, ang mga bit na bumubuo ng isang ibinigay na code ay maaaring maimbak sa mga gate ng MOS transistor matrice sa loob ng mahabang panahon. Ang lahat ng reprogrammable ROM ay MOS device.

I-mask ang mga programmable na ROM. Ang pinakasimpleng uri ng ROM ay isang diode ROM (Larawan 3.41).

Figure 3.41 - Diode ROM circuit

Ang pagpili ng gustong salita ay ginagawa sa pamamagitan ng paglalapat ng mababang antas ng signal sa kaukulang address bus A i. Sa kasong ito, ang mga diode na nagkokonekta sa mga bit na linya at ang napiling linya ng address ay may mababang pagtutol, na nagiging sanhi ng mababang antas ng boltahe sa kaukulang mga linya ng bit. Kung walang diode sa intersection point, pagkatapos ay walang kasalukuyang dumadaloy sa risistor R at isang solong signal ang itinatag sa output ng kaukulang bit line Ш j. Ang ROM (Fig. 3.41) ay naglalaman ng walong 3-bit na code na tumutugma sa walong binary na numero mula 000 hanggang 111.

Bilang karagdagan, ang ROM matrix ay maaari ding itayo sa MOS transistors. Gamit ang mask ng metallization, ang mga kinakailangang elemento ay konektado.

Sa mga user-programmable ROM, hindi tulad ng mask-programmable ROMs, ang impormasyon ay maaaring ipasok ng user gamit ang isang espesyal na programming console. Ang paggamit ng ROM ng ganitong uri ay ipinapayong kapag ang bilang ng mga LSI ROM ay maliit.

Ang mga ROM ay binuo batay sa mga bipolar diode matrice (Fig. 3.42) o mga matrice ng bipolar transistors, katulad ng matrix ng MOS transistors sa mask-programmable ROMs. Ang operasyon ng parehong uri ng ROM ay batay sa deposition ng fuse-links (FC) sa serye na may base-emitter junctions ng bipolar transistors o p-n junctions ng diodes. Ang PV ay isang maliit na lugar ng metalisasyon na nasisira (natunaw) kapag ang isang kasalukuyang pulso ay inilapat (karaniwan ay 50-100 μA at 2 ms ang tagal). Tulad ng mask-programmable ROM, ang mga error na ginawa kapag nagprograma ng uri ng ROM na pinag-uusapan ay hindi maaaring itama.

Figure 3.42 - Bipolar diode matrix

Ang mga reprogrammable ROM (PROMs) ay mga semi-permanent na memory device, dahil pagkatapos burahin ang impormasyong nakaimbak sa ROM, maaaring magdagdag ng bagong data sa parehong storage device. Mayroong dalawang uri ng mga PROM: batay sa mga MOS matrice at batay sa mga ROM na may impormasyong binura ng ultraviolet (UV) irradiation ng kristal.

Tanong 22 (Layunin at mga uri ng Flash memory)

Ngayon, gumagawa ang mga manufacturer ng ilang uri ng flash memory drive: Compact Flash, SmartMedia, MultiMedia Card, SecureDigital Card, Memory Stick at

ATA Flash. Ang unang flash memory drive na tumama sa merkado ay mga ATA Flash card. Ang mga drive na ito ay ginawa sa anyo ng mga karaniwang PC Card. Bilang karagdagan sa mga flash memory chips, ang isang ATA controller ay naka-install sa kanila, at sa panahon ng operasyon ay ginagaya nila ang isang regular na IDE disk. Ang interface ng mga card na ito ay parallel. Ang mga ATA Flash card ay hindi malawakang ginagamit at kasalukuyang bihirang ginagamit.

Compact na Flash. Ang mga Compact Flash (CF) card ay ipinakilala ng SanDisk bilang isang mas maliit, mas madaling gamitin na alternatibo sa mga ATA Flash card. Samakatuwid, ang mga developer ng CF standard ay nagbigay ng kakayahan para sa mga card na ito na gumana bilang mga PC Card device o bilang IDE device. Sa unang kaso, ang mga card ay gumagana tulad ng mga regular na PC Card device at ang kanilang interface ay "naging" sa isang PC Card bus. Sa pangalawa, sila ay tulad ng IDE hard drive at ang kanilang interface ay gumagana tulad ng isang ATA bus.

Ang mga CF card ay unang lumitaw noong 1994. Lahat ng mga card ng ganitong uri ay may 50-pin parallel interface. Sa pamamagitan ng paraan, mayroong dalawang uri ng CF card - Tour I at Tour II. Ang mga Type II na card ay dalawang milimetro na mas makapal at lumitaw lamang dahil ang mga dating Type I card case ay hindi pinapayagan ang malaking kapasidad na flash memory na mailagay sa loob para sa paggawa ng malawak na CF media. Sa kasalukuyan, walang ganoong pangangailangan at ang Tour II card ay unti-unting umaalis sa merkado. Tandaan na ang mga Type I card ay maaaring i-install sa mga drive para sa Type II card, habang ang kabaligtaran ay hindi posible.

Kabilang sa mga flash card, ang hindi mapag-aalinlanganang nangunguna sa pagganap ay ang Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB CF card, na marapat na ituring na benchmark para sa bilis ng mga modernong flash drive. Ang sequential/random write speed ng flash card na ito ay umaabot sa 3.6/0.8 MB/s, ang read speed ay 4.0/3.7 MB/s.

Ang bilis ng mga CF card ay bumabagal sa pagtaas ng kapasidad, na malinaw na nakikita sa halimbawa ng SanDisk CompactFlash 256 MB at SanDisk CompactFlash 512 MB flash card. Ang dalawang beses na pagtaas sa kapasidad ay humahantong sa isang 30% na pagbaba sa pagganap. maliban sa random na bilis ng pagsulat, na tumaas ng 2.5 beses - mukhang kakaiba at hindi inaasahan.

Ang mga katangian ng bilis ng mga CF card ay lubos ding nakadepende sa tagagawa. Ang Kingston CompactFlash 256 MB ay may mababang bilis ng pagsulat (sequential/random write - 1.4/0.3 MB/s), ngunit ito ang nangunguna sa bilis ng pagbasa (4.4/3.8 MB/s). Ang PQI Hi-Speed ​​​​Compact Flash 256 MB card ay nagpakita ng average na performance sa parehong sitwasyon: write - 2.1/0.7 MB/s, read - 3.8/3.3 MB/s. Mga kard ng SanDisk Ang CompactFlash 256 MB at SanDisk CompactFlash 512 MB ay gumana nang napakabagal: sumulat - 1.1/0.2 at 0.9/0.5 MB/s, basahin - 2.3/2.1 at 1.8/1.7 MB/s At ang Transcend Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB card ay nagsulat at nagbasa ng data nang pantay-pantay.

Kung ihahambing mo ang mga CF card sa iba pang mga uri ng drive, lumalabas na ang flash memory ay hindi kasingbagal ng karaniwang pinaniniwalaan! Sa mga tuntunin ng pagganap, ang pinakamabilis na flash memory sample (kunin natin bilang isang pamantayan Transcend card Ang Ultra Performance 25x CompactFlash 256 MB) ay maihahambing sa Iomega Zip na 750 MB, at sa mga tuntunin ng sunud-sunod na bilis ng pagsulat, nahihigitan pa nila ang drive na ito nang higit sa 1.5 beses! Sa mga tuntunin ng sunud-sunod na bilis ng pagsulat, ang flash memory ay 2 beses na mas mabilis kaysa sa mga CD-RW disk, at sa mga tuntunin ng sunud-sunod na bilis ng pagbabasa - ng 10%! Nahihigitan ng flash memory ang mga MO disk sa sunud-sunod na bilis ng pagsulat - 2 beses - at random na bilis ng pagbasa - ng 10%, ngunit nahuhuli sa sunud-sunod na bilis ng pagbasa at random na bilis ng pagsulat - ng 20%. Ang flash memory ay nahuhuli sa likod ng mga DVD disk sa sunud-sunod na bilis ng pagsulat (kapag "nasunog" sa 4x mode) - 1.4 beses.

Tandaan na kung ang isang CF card ay ginagamit sa isang digital camera, kung gayon ang bilis ay pangunahing mahalaga para dito pare-pareho pag-record - kung mas mataas ito, mas mabilis na babalik ang camera kondisyon sa pagtatrabaho pagkatapos "kunin" ang frame at "i-dumping" ito sa flash card. Gayunpaman, ang bilis ng pagbabasa ng CF card sa kasong ito ay mahalaga din, bagama't hindi masyadong kritikal - mas mabilis ang pagbabasa ng data, mas mabilis na gagana ang camera sa playback mode.

SmartMedia. Ang disenyo ng mga SmartMedia (SM) card ay napakasimple. Ang SM card ay walang built-in na interface controller at isa o dalawang flash memory chips ay "naka-pack" sa isang plastic casing. Ang pamantayang SM ay binuo ng Toshiba at Samsung noong 1995. Ang interface ng mga SM card ay parallel, 22-pin, ngunit walong linya lamang ang ginagamit para sa paghahatid ng data.

MultiMedia Card. Ang Mga Multi-Media Card (MMC) ay may 7-pin na serial interface na maaaring gumana nang hanggang 20 MHz. Sa loob ng plastic case ng card ay mayroong flash memory chip at MMC interface controller. Ang pamantayan ng MMC ay iminungkahi noong 1997 ng Hitachi, SanDisk at Siemens.

Secure na Digital Card. Ang Secure Digital Card (SD) ay ang pinakabatang flash card standard: ito ay binuo noong 2000 ng Matsushita, SanDisk at Toshiba. Sa katunayan, ang SD ay isang karagdagang pag-unlad ng pamantayan ng MMC, kaya ang mga MMC card ay maaaring mai-install sa mga SD drive (ang kabaligtaran ay hindi magiging totoo). Ang SD interface ay 9-pin, serial-parallel (ang data ay maaaring ipadala sa isa, dalawa o apat na linya nang sabay-sabay), na tumatakbo sa dalas ng hanggang 25 MHz. Ang mga SD card ay nilagyan ng switch upang maprotektahan ang kanilang mga nilalaman mula sa pagsulat (ang pamantayan ay nagbibigay din ng pagbabago nang walang ganoong switch).

USB flash memory. Ang USB flash memory (USB memory) ay isang ganap na bagong uri ng flash memory media na lumitaw sa merkado noong 2001. Ang hugis ng isang USB memory ay kahawig ng isang pinahabang keychain, na binubuo ng dalawang halves - isang proteksiyon na takip at ang USB drive mismo (naglalaman ito ng isa o dalawang flash memory chips at isang USB controller).

Ang pagtatrabaho sa USB memory ay napaka-maginhawa - walang karagdagang mga aparato ang kinakailangan. Ito ay sapat na magkaroon ng isang PC sa kamay Kontrol sa Windows na may walang tao na USB port upang "makuha" ang mga nilalaman ng drive na ito sa loob ng ilang minuto. Sa pinakamasamang kaso, kakailanganin mong mag-install ng mga driver ng USB memory sa pinakamahusay na kaso, awtomatikong lilitaw ang bagong USB device at logical drive sa system. Posible na sa hinaharap, ang USB memory ay magiging pangunahing uri ng device para sa pag-iimbak at paglilipat ng maliit na halaga ng data.

Tulad ng para sa USB flash memory, ito ay walang alinlangan na isang mas maginhawang solusyon para sa paglilipat ng data kaysa sa mga flash card - walang karagdagang flash drive ang kinakailangan. Gayunpaman, ang pagganap ng mga nasubok na drive ng ganitong uri ay Lumampas sa JetFlash 256 MB at Transcend JetFlashA 256 MB - limitado sa mababa throughput USB 1.1 interface. Samakatuwid, ang kanilang pagganap sa mga pagsubok sa bilis ay medyo katamtaman. Kung ang USB flash memory ay nilagyan ng isang mabilis na interface ng USB 2.0, kung gayon sa mga tuntunin ng "rate ng apoy" ang mga drive na ito ay tiyak na hindi magiging mas mababa sa pinakamahusay na mga flash card.

Ito ay kagiliw-giliw na tandaan na sa mga tuntunin ng sunud-sunod na bilis ng pagsulat, ang flash memory ay higit na mataas sa Iomega Zip 750, CD-RW drive at MO media at pangalawa lamang sa mga DVD drive. Muli nitong binibigyang-diin na pangunahing hinahangad ng mga developer ng flash memory na pataasin ang bilis pare-pareho recording, dahil ang flash memory ay orihinal na inilaan para sa paggamit sa mga digital camera, kung saan ang indicator na ito ay pangunahing mahalaga.

Bilang resulta, maaari nating tapusin na ang flash memory ay ang hindi mapag-aalinlanganang nangunguna sa pagiging maaasahan, kadaliang kumilos at paggamit ng kuryente sa mga maliliit at katamtamang kapasidad na mga drive, na mayroon ding mahusay na pagganap at sapat na kapasidad (ang mga flash card na may kapasidad na hanggang 2 GB ay mayroon na. magagamit sa merkado ngayon). Walang alinlangan, ito ay isang napaka-promising na uri, ngunit ang kanilang malawakang paggamit ay limitado pa rin ng mataas na presyo.

23 tanong ( Software IBM PC ROM. Mga Programa POST, Boot Loader)

boot device (IBM PC)

Ang boot device ay ang device kung saan nagbo-boot ang operating system. Moderno BIOS computer sumusuporta sa pag-boot mula sa iba't ibang mga aparato karaniwang lokal hard drive(o isa sa ilang mga partisyon sa naturang disk), optical disk, Mga USB device(flash drive, hard drive, optical drive disk, atbp.), o card interface ng network(gamit ang PXE). Dati, ang hindi gaanong karaniwang mga boot device ay may kasamang mga floppy drive mga floppy disk, mga SCSI device, Zip disk, at LS-120 disk.

Karaniwan, pinapayagan ng BIOS ang gumagamit na i-configure naglo-load ng order. Kung ang boot order ay nakatakda sa DVD drive muna, hard drive pangalawa, susubukan ng BIOS na mag-boot mula sa DVD, at kung nabigo iyon (halimbawa dahil walang DVD sa drive), susubukan nitong mag-boot mula sa lokal na hard drive.

Halimbawa, sa isang computer na may Windows XP na naka-install sa hard drive, maaaring itakda ng user ang boot order sa itaas at pagkatapos ay ipasok ang GNU/Linux Live CD upang subukan ang Linux nang hindi kinakailangang i-install ang operating system sa hard drive. Ito ay isang halimbawa dual boot- Pinipili ng user kung aling operating system ang tatakbo pagkatapos isagawa ng computer ang self-test nito. Sa halimbawang dual boot na ito, pipili ang user sa pamamagitan ng pagpasok o pag-alis ng CD mula sa computer, ngunit mas karaniwan na piliin kung aling operating system ang boot sa pamamagitan ng pagpili mula sa isang menu gamit ang keyboard ng computer. (Karaniwang F11 o ESC

Pagkatapos ilunsad, personal na computer"Ang x86 processor ay nagpapatupad ng pagtuturo na matatagpuan sa memorya CS:IP FFFF:0000 sa BIOS, na matatagpuan sa address na 0xFFFF0. Ang memory space na ito ay malapit sa dulo ng 1 MB ng system memory na available sa real mode. Karaniwang naglalaman ito isang tagubilin na ang Jump ay nagsasagawa ng mga pagsasalin sa lugar na BIOS startup program Ang program na ito ay nagpapatakbo ng power-on self test (POST) upang suriin at simulan ang mga kinakailangang device, ang BIOS ay dumaan sa isang paunang na-configure na listahan ng mga Non-Volatile na storage device ("Boot Device Sequence") hanggang sa matukoy nito na ito ay bootable. Ang device ay tinukoy bilang isang nababasang output, at ang huling dalawang byte ng unang sektor ay naglalaman ng mga salitang 0xAA55 (kilala rin bilang boot signature).

Pagkatapos kong mahanap I-boot ang BIOS mga device na nilo-load nito sektor ng boot sa hexadecimal segment: offset sa address na 0000:7 C00 o 07c0: 0000 (mga card na may parehong Ultimate address) at ipinapadala ang boot code para sa pagpapatupad. Sa kaso ng isang hard drive, ito ay tinatawag na master boot record. (MBR) at madalas hindi tiyak operating system. MBR code para sa normal na MBR partition table check para sa partition, itakda bilang boot(isang may bandila activity) Kung may nakitang aktibong partition, nilo-load ng MBR code ang boot sector code mula sa partition na iyon at ipapatupad ito. Ang sektor ng boot ay kadalasang partikular sa operating system, gayunpaman sa karamihan ng mga operating system, ang pangunahing tungkulin nito ay i-load at i-execute ang kernel ng operating system, na nagpapatuloy sa startup. Kung walang mga aktibong partisyon, o hindi wasto ang boot sector ng aktibong partisyon, maaaring mag-load ang MBR ng pangalawang bootloader na pipili ng partition (madalas sa pamamagitan ng input ng user) at maglo-load ng boot sector, na karaniwang naglo-load ng kaukulang mga kernel ng operating system.

Ang ilang mga system (lalo na ang mga mas bagong Macintoshes) ay gumagamit ng pagmamay-ari ng Intel na EFI Gayundin, pinapayagan ng Coreboot ang computer na mag-boot nang walang sobrang kumplikadong firmware/BIOS bilang Windows XP , Vista, at 7. Gayunpaman, karamihan sa mga boot loader ay may 16-bit na suporta para sa mga legacy na BIOS system na ito.

Sa lumang Mga Windows computer, lalo na sa mga nagpapatakbo ng Windows 9x, kung ang BIOS chips ay naroroon, maaaring ipakita o hindi nito ang detalyadong BIOS chip manufacturer screen, copyright hold chip manufacturer at chip ID sa startup. Kasabay nito, ipinapakita rin nito ang magagamit na memorya ng computer at iba pang bahagi ng display code ng impormasyon ng computer.

Magandang araw po.

Kung naghahanap ka upang punan ang puwang ng kaalaman tungkol sa kung ano ang ROM, napunta ka sa tamang lugar. Sa aming blog mababasa mo ang komprehensibong impormasyon tungkol dito sa isang wikang naa-access ng karaniwang gumagamit.

Pag-decode at pagpapaliwanag

Ang mga titik ng ROM ay naka-capitalize sa salitang "read only memory". Maaari din itong pantay na tinatawag na "ROM". Ang pagdadaglat ng Ingles ay nangangahulugang Read Only Memory, at isinalin bilang read-only memory.

Ang dalawang pangalang ito ay nagpapakita ng kakanyahan ng paksa ng aming pag-uusap. Ito ay isang non-volatile na uri ng memorya na mababasa lamang. Ano ang ibig sabihin nito?

• Una, nag-iimbak ito ng hindi nababagong data na inilatag ng developer sa panahon ng paggawa ng kagamitan, iyon ay, ang mga kung wala ang operasyon nito ay imposible.
• Pangalawa, ang terminong "non-volatile" ay nagpapahiwatig na kapag ang system ay na-reboot, ang data ay hindi nawawala mula dito, hindi katulad ng kung ano ang nangyayari sa RAM.

Ang impormasyon ay maaari lamang mabura mula sa naturang aparato gamit ang mga espesyal na pamamaraan, halimbawa, ultraviolet rays.

Mga halimbawa

Ang read-only na memorya sa isang computer ay isang partikular na lokasyon sa motherboard na nag-iimbak ng:

• Mga kagamitan sa pagsubok na sumusuri sa tamang operasyon ng hardware sa tuwing simulan mo ang PC.
• Mga driver para sa pagkontrol sa mga pangunahing peripheral device (keyboard, monitor, disk drive). Sa turn, ang mga puwang sa motherboard na ang mga function ay hindi kasama ang pag-on sa computer ay hindi nag-iimbak ng kanilang mga utility sa ROM. Pagkatapos ng lahat, limitado ang espasyo.
• Isang boot program (BIOS), na naglulunsad ng operating system boot loader kapag naka-on ang computer. Kahit na ang kasalukuyang BIOS ay maaaring i-on ang isang PC hindi lamang mula sa optical at magnetic disk, kundi pati na rin mula sa USB drive.

Sa mga mobile gadget, ang permanenteng memorya ay nag-iimbak ng mga karaniwang application, tema, larawan at melodies. Kung nais, ang espasyo para sa karagdagang impormasyon ng multimedia ay maaaring palawakin gamit ang mga rewritable SD card. Gayunpaman, kung ang aparato ay ginagamit lamang para sa mga tawag, hindi na kailangang palawakin ang memorya.

Sa pangkalahatan, ngayon ang ROM ay matatagpuan sa anumang mga gamit sa bahay, mga manlalaro ng kotse at iba pang mga elektronikong aparato.

Pisikal na pagpapatupad

Upang mas makilala mo ang patuloy na memorya, sasabihin ko sa iyo ang higit pa tungkol sa pagsasaayos at mga katangian nito:

• Pisikal na ito ay isang microcircuit na may pagbabasa ng kristal, kung kasama sa isang computer, halimbawa. Ngunit mayroon ding mga independiyenteng array ng data (CD, gramophone record, barcode, atbp.).
• Ang ROM ay binubuo ng dalawang bahagi na "A" at "E". Ang una ay isang diode-transformer matrix, na tinahi gamit ang mga address wire. Ginagamit upang mag-imbak ng mga programa. Ang pangalawa ay inilaan para sa pagpapalabas ng mga ito.
• Sa eskematiko, binubuo ito ng ilang solong-digit na mga cell. Kapag ang isang partikular na bit ng data ay nakasulat, isang seal ang ginawa sa case (zero) o sa power supply (isa). SA mga modernong kagamitan ang mga circuit ay konektado sa parallel upang madagdagan ang kapasidad ng mga cell.
• Ang kapasidad ng memorya ay nag-iiba mula sa ilang kilobytes hanggang terabytes, depende sa kung aling device ito inilapat.

Mga species

Mayroong ilang mga uri ng ROM, ngunit upang hindi mag-aksaya ng iyong oras, pangalanan ko lamang ang dalawang pangunahing pagbabago:

• Ang unang titik ay nagdaragdag ng salitang "programmable". Nangangahulugan ito na maaaring i-flash ng user ang device nang isang beses.

• Dalawa pang letra sa harap ang nagtatago ng salitang "electrically erasable". Ang ganitong mga ROM ay maaaring muling isulat hangga't gusto mo. Ang flash memory ay kabilang sa ganitong uri.

Sa prinsipyo, ito lang ang nais kong iparating sa iyo ngayon.

Natutuwa ako kung mag-subscribe ka sa mga update at babalik ka nang mas madalas.

Read Only Memory (ROM) dinisenyo para sa permanenteng, hindi pabagu-bagong pag-iimbak ng impormasyon.

Sa pamamagitan ng paraan ng pag-record ROM inuri bilang sumusunod:

1. sa sandaling na-program ng maskara sa tagagawa;
2. sa sandaling ma-program ng user gamit ang mga espesyal na device na tinatawag mga programmer - PROM ;
3. reprogrammable, o reprogrammable ROM - RPZU.

Mga mask ng ROM

Programming mask ROMs nangyayari sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura ng LSI. Karaniwan sa isang semiconductor chip, lahat mga elemento ng imbakan (SE), at pagkatapos ay sa mga huling teknolohikal na operasyon, gamit ang isang photomask ng switching layer, ang mga koneksyon ay natanto sa pagitan ng mga linya ng address, mga linya ng data at ang elemento ng imbakan mismo. Ang template na ito (mask) ay ginawa alinsunod sa mga kagustuhan ng customer ayon sa mga order card. Ang listahan ng mga posibleng opsyon para sa mga order card ay ibinibigay sa mga teknikal na detalye para sa IC ROM. ganyan ROM ay ginawa batay sa mga matrice ng diodes, bipolar o MOS transistors.

Mask ROMs batay sa isang diode matrix

Scheme ng ganyan ROM ipinapakita sa Fig. 12.1. Narito ang mga pahalang na linya ay mga linya ng address, at ang mga patayong linya ay mga linya ng data, kung saan sa kasong ito Ang 8-bit na binary na mga numero ay tinanggal. Sa scheme na ito, ang GE ay ang conditional intersection ng address line at ng data line. Ang buong linya ng SE ay pinili kapag ang isang lohikal na zero ay inilapat sa linya ng address LA i c ng kaukulang output ng decoder. Ang isang lohikal na 0 ay nakasulat sa napiling GE kung mayroong isang diode sa intersection ng linya D ako at LA ako, kasi sa kasong ito, ang circuit ay sarado: + 5 V, diode, ground sa address line. Oo, dito ROM kapag ang address 11 2 ay inilapat, isang aktibong zero signal ang lalabas sa address line LA 3, magkakaroon ito ng lohikal na antas na 0, sa data bus D 7 D 0 impormasyon ang lalabas 01100011 2 .

Mask ROMs batay sa isang matrix ng MOS transistors

Ang isang halimbawa ng circuit ng ROM na ito ay ipinapakita sa Fig. 12.2. Ang impormasyon ay naitala sa pamamagitan ng pagkonekta o hindi pagkonekta sa MOS transistor sa mga kaukulang punto ng LSI. Kapag pumipili ng isang tiyak na address sa kaukulang linya ng address LA i lumilitaw ang isang aktibong lohikal na 1 signal, i.e. potensyal na malapit sa potensyal ng power supply + 5 V. Ang lohikal na 1 na ito ay inilalapat sa mga pintuan ng lahat ng mga transistor sa hilera at binubuksan ang mga ito. Kung ang alisan ng tubig ng transistor ay metalized, sa kaukulang linya ng data D i isang potensyal ng pagkakasunud-sunod ng 0.2 0.3 V ay lilitaw, i.e. lohikal na antas 0. Kung ang alisan ng tubig ng transistor ay hindi metalized, ang tinukoy na circuit ay hindi ipinatupad, walang boltahe drop sa kabuuan ng paglaban R i, i.e. sa punto D magkakaroon ako ng potensyal na +5 V, i.e. lohikal na antas 1. Halimbawa, kung sa ipinapakita sa Fig. 12.2 ROM sa address, isumite ang code 01 2, sa address line LA Ang 1 ay magiging aktibong antas 1, at sa data bus D 3 D 0 ang magiging code 0010 2 .

Mask ROMs batay sa isang matrix ng bipolar transistors

Halimbawa ng diagram nito ROM ipinapakita sa Fig. 12.3. Ang impormasyon ay naitala din sa pamamagitan ng metallization o non-metalization ng lugar sa pagitan ng base at ng address line. Para pumili ng GE line sa bawat address line LA i, ang lohikal na 1 ay ibinibigay sa panahon ng metallization, ito ay ibinibigay sa base ng transistor, ito ay bubukas dahil sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng emitter (lupa) at ang base (humigit-kumulang + 5 V). Isinasara nito ang circuit: + 5 V; paglaban R ako ; bukas na transistor, lupa sa emitter ng transistor. Sa punto D i sa kasong ito magkakaroon ng potensyal na naaayon sa pagbaba ng boltahe sa bukas na transistor - mga 0.4 V, i.e. lohikal na 0. Kaya, ang isang zero ay nakasulat sa SE. Kung ang seksyon sa pagitan ng linya ng address at ang base ng transistor ay hindi metallized, ang tinukoy na electrical circuit ay hindi ipinatupad, ang boltahe ay bumababa sa paglaban R wala ako, kaya sa kaukulang linya ng data D magkakaroon ako ng potensyal na +5 V, i.e. lohikal 1. Kapag nag-aaplay, halimbawa, address 00 2 sa ipinapakita sa Fig. 12.3 ROM Lalabas ang Code 10 2 sa SD.

Mga halimbawa mask ROMs ay ipinapakita sa Fig. 12.4, at sa talahanayan. 12.1 - ang kanilang mga parameter.

Talahanayan 12.1.

Mga parameter ng mask ROM	pagtatalaga ng BIS	Teknolohiya sa paggawa	Kapasidad ng impormasyon, bit
Oras ng pagsa-sample, ns	505PE3	pMOS	1500
512x8	K555PE4	TTLSH	800
2Kx8	K568PE1	TTLSH	120
nMOS	K596RE1	TTL	350

8Kx8

Mga Programmable ROM (PROM Mga Programmable ROM PROM) ay ang parehong diode o transistor matrice bilang mask ROMs, ngunit may ibang disenyo ng electronic device. Elemento ng memorya LA ipinapakita sa Fig. 12.5. Ang pag-access dito ay ibinibigay sa pamamagitan ng paglalapat ng lohikal na 0 sa linya ng address i. Ang pagsulat dito ay isinasagawa bilang isang resulta ng pag-aalis (pagtunaw) ng mga PV fuse-link na konektado sa serye na may mga diode, emitters ng bipolar transistors, at drains ng MOS transistors. link ng fuse LA Ang PV ay isang maliit na lugar ng metalization na nawasak (natunaw) kapag na-program gamit ang kasalukuyang mga pulso na 50-100 microamps at may tagal na humigit-kumulang 2 millisecond. Kung ang pagpasok ay nai-save, pagkatapos ay isang lohikal na 0 ay nakasulat sa EE, dahil ang circuit sa pagitan ng power supply at lupa ay ipinatupad sa