- Diagrama a bloques de la memoria ROM
Un diagrama a bloques común para una
memoria ROM. Tiene tres conjunto de señales: entrada de direcciones, entrada o
entradas de control, y salidas de datos. Podemos determinar que esta ROM
almacena 16 palabras, puesto que tiene
= 16 direcciones posibles y cada palabra contiene ocho
bits, ya que hay ocho salidas de datos. Así, esta es una ROM 16 X 8.
Otra forma de describir la capacidad
de esta ROM, es decir, que almacena 16 bytes de datos. Las salidas de datos de
la mayoría de los circuitos integrados ROM son de triestinos para permitir la
conexión de muchos chips ROM al mismo bus de datos para la expansión de la
memoria. Los números más comunes de salida de datos para ROM son 4, 8 y 16
bits; las palabras de 8 bits son las más comunes.
La entrada de control CS significa
selección de chip. En esencia, se trata de una entrada que habilita o
deshabilita las salidas ROMs, algunos de los fabricantes usan etiquetas
diferentes para la entrada de control, como CE (habilitación de chip) o
también OE (habilitación de
salida
Muchas ROMs tienen dos o más entradas
de control que deben de ser activadas a fin de habilitar las salidas de datos,
de modo que los datos se pueden leer de la dirección de selección.
En algunos circuitos integrados ROM,
unas de las entradas de control (por lo general CE) se usa para poner la ROM en
un modo de espera de bajo consumo de potencia cuando no se usa. Esto reduce el
consumo de corriente de la fuente de alimentación del sistema. La entrada CS
que se muestra en la figura 1(a) es activa en BAJO; por lo tanto, debe estar en
el estado BAJO para habilitar los datos ROM y que estos aparezcan en las
salidas de datos. Note que no hay entrada R/W (lectura-escritura), porque en la
ROM no se pueden escribir durante un operación normal.
- Símbolo común para una ROM
Tabla que
muestra los datos en binario en cada dirección de localidad
Misma tabla en
HEX
- ROM PROGRAMADA CON MASCARA
Este tipo de ROM tiene sus localidades
de almacenamiento ya escritas (programadas) por el fabricante, de acuerdo con
las especificaciones del cliente, un negativo fotográfico llamado mascara
se usa para controlar las interconexiones eléctricas en el chip. Se requiere
una máscara especial para cada conjunto distinto de información que se
almacenará en la ROM. Debido a que estas mascaras son costosas, este tipo de
ROM solo es económico si usted necesita una gran cantidad de la misma ROM.
Algunas ROMs de este tipo están disponibles como dispositivo de
fabricación normalizada pre programadas con información o datos de uso
común, como ciertas tablas matemáticas y códigos generadores de caracteres para
visualizadores CRT.
Una desventaja importante de este tipo
de ROM es que no se puede re programar cuando tiene lugar un cambio de diseño
que requiere una modificación de los datos almacenados. Se tendrá que remplazar
la ROM por una nueva con los datos que se requieran escritos en ella.
Se ha desarrollado varios tipos
de ROM que puede programar el usuario para superar esta desventaja. Sin
embargo, las ROMs programadas con mascara aún representa la opción más
económica cuando se necesitan una gran cantidad de ROM programadas de forma
idéntica. A las ROMs programadas con mascara comúnmente sólo se les domina ROM,
pero esto puede ser confuso puesto que el termino ROM en realidad representa
una categoría muy amplia de dispositivos que, durante una operación normal, solo
se puede leer.
En la figura se muestra la
estructura de una MROM bipolar pequeña. Consta de 16 celdas de memoria
colocadas en cuatro renglones de cuatro celdas, cada celda esta formadas por un
transmisor bipolar conectado en configuración de colector abierto (entrada en
la base, salida al emisor). El renglón superior de la celda (REGION 0) forma
una registro de 4 bits.
Estructura de una ROM bipolar que
ilustra el uso de un transistor bipolar para cada celda de memoria. Una
conexión de base abierta almacena uno “0”; una conexión de base cerrada
almacena un “1”.
- ROMs PROGRAMABLES (PROMs)
Una ROM programable por mascara es muy
costosa y no se usa con mucha frecuencia, excepto en aplicaciones en las que se
requieren grandes volúmenes y el costo se prorratea entre muchas unidades.
Para aplicaciones de menor volumen,
los fabricantes han desarrollado PROMs con enlace de fusible que el usuario
programa; es decir, no son programadas durante el proceso de manufactura. Sin
embargo una vez que se programa una PROM es similar a una MROM que no se puede
borrar o reprogramar.
Es decir, si el programa en la PROM es
defectuoso o hay que cambiarlo, se debe desechar la PROM. Por esa razón, con
frecuencia a estos dispositivos se les domina ROM “programables una sola vez”.
La estructura de la PROM con enlace de
fusible es muy similar a la estructura MROM por que ciertas conexiones se dejan
intactas o abiertas con el fin de programar una celda de memoria como 1 o un 0,
respectivamente. En la MROM de la de la figura 2 estas conexiones fueron de la
terminal fuente MOSFET a la columna de salida. En la PROM cada una de estas
conexiones se hace con un enlace de fusible intacto que proviene del
fabricante.
En la figura se muestra la
programación, todos los transistores en la fila seleccionada (líneas de datos)
que tienen un 0 lógico en ellas (por ejemplo
) proporcionará una trayectoria de alta corriente a través del
enlace de fusible, quemándolo y por consiguiente dejándolo abierto y
almacenando de manera permanente un 0 lógico. Las columnas que tengan un 1
lógico (por ejemplo
) tienen
en un lado del fusible, y
en el otro por lo cual consumen mucho menos
corriente y dejan intacto el fusible.
Una vez que todas las ubicaciones de
dirección hayan sido programadas de esta manera, los datos quedarán
permanentemente almacenados en la PROM y se podrán leer una y otra vez
ingresando a la dirección apropiada. Los datos no cambiarán cuando se remueva
la energía del chip PROM, porque nada causará que un enlace de fusible abierto
se cierre de nuevo.
- ROM PROGRAMABLE Y BORRABLE (EPROM).
Una EPROM la puede programar el
usuario, y también la puede borrar y reprogramar tan seguido como desee. Una
vez programada, la EPROM es una memoria no volátil que mantendrá sus datos
almacenados indefinidamente. El proceso para programar una EPROM implica la
aplicación de niveles de voltaje especiales (por lo común en un rango de 10 a
25 V) a las entradas apropiadas del chip durante determinada cantidad de tiempo
(por lo común 50 ms por ubicación de dirección). El proceso de programación por
lo general se realiza mediante un circuito especial de programación que está
separado del circuito, ene l cual la EPROM finalmente está trabajando. El
proceso de programación completo le puede tomar hasta varios minutos a un chip
EPROM.
- PROM ELECTRICAMENTE BORRABLE (EEPROM)
Las desventajas de la EPROM se
superaron mediante el desarrollo de PROM eléctricamente borrable (EEPROM) como
una mejora sobre la EPROM. La EEPROM retiene la misma estructura de compuerta
flotante que la EPROM, pero con la inclusión de una región de oxido muy delgada
arriba del drenado de la celda MOSFET. Esta modificación constituye la
principal característica de la EEPROM: su capacidad de borrado eléctrico. Aplicando
un voltaje alto (21 V) entre la compuerta y el drenado MOSFET, se puede inducir
una carga hacia la compuerta flotante, donde permanecerá aun cuando se suspenda
la energía; la inversión del mismo voltaje causa la remoción de las cargas
atrapadas de la compuerta flotante y borra la celda.
Debido a que este mecanismo de
transporte de carga requiere corrientes muy bajas, el borrado y la programación
de una EEPROM se puede hacer en el circuito (es decir, sin una fuente de luz UV
ni una unidad de programación PROM especial). Otra ventaja de la EEPROM
respecto a EPROM es su habilidad para borrar y rescribir bytes individuales(palabra
de ocho bits) eléctricamente en la matriz de memoria.
Durante una operación de escritura, la
circuitería interna borra automáticamente todas las celdas en una ubicación de
dirección antes de escribir los nuevos datos, la capacidad de borrar un byte
hace mucho más fácil realizar cambios en los datos almacenados en una EEPROM.
(a) Símbolo de la EEPROM 2864; (b)
modos de operación
(b) sincronización para la operación
de escritura
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