Постоянное запоминающее устройство

Постоя́нное запомина́ющее устро́йство (ПЗУ) — энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

Микросхема масочного ПЗУ NEC D23128C в компьютере ZX Spectrum

Микросхема EPROM Intel 1702 с ультрафиолетовым стиранием

Микросхема EPROM AMD AM2716, выпущенная в 1979 году

Классификация

По типу исполнения ПЗУ выделяют:

• ПЗУ, в которых массив данных (в обиходе называемый «прошивкой») совмещён с устройством выборки (считывающим устройством):
  • микросхема ПЗУ;
  • один из внутренних ресурсов однокристального компьютера (микроконтроллера), как правило, FlashROM;
  • моноскоп;
• ПЗУ, в которых массив данных существует самостоятельно:
  • компакт-диск;
  • гибкая грампластинка с цифровой записью (с 1975 года);
  • перфокарта;
  • перфолента;
  • штрих-коды;
  • монтажные «1» и монтажные «0»;
  • магнитная полоска на пластиковой карте: при нормальном использовании записанные данные являются неизменяемыми (при этом, в списке отсутствует магнитная лента, так как данные на ней нередко перезаписываются).

По разновидностям микросхем выделяют ПЗУ:

• по технологии изготовления кристалла:
  • ROM — (англ. read-only memory, постоянное запоминающее устройство) — масочное ПЗУ, изготовляемое фабричным методом;
  • PROM — (англ. programmable read-only memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) — ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем;
  • EPROM (англ. erasable programmable read-only memory) — перепрограммируемое ПЗУ, например, содержимое микросхемы К573РФ1 стиралось при помощи ультрафиолетовой лампы. Для прохождения ультрафиолетовых лучей к кристаллу в корпусе микросхемы было предусмотрено окошко с кварцевым стеклом;
  • EEPROM (англ. electrically erasable programmable read-only memory) — электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ, память которого может стираться и заполняться данными несколько десятков тысяч раз, используется в твердотельных накопителях, одной из разновидностей EEPROM является флеш-память;
  • ПЗУ на магнитных доменах, например, К1602РЦ5, которое имело сложное устройство выборки и хранило довольно большой объём данных в виде намагниченных областей кристалла, при этом не имея движущихся частей, обеспечивает неограниченное количество циклов перезаписи;
  • NVRAM (англ. non-volatile memory, «неразрушающаяся» память) — ПЗУ, выполняющее роль ОЗУ небольшого объёма, конструктивно совмещённое с батарейкой; в СССР такие устройства часто назывались «Dallas» по имени фирмы Dallas Semiconductor, выпустившей их на рынок; в NVRAM современных ЭВМ батарейка уже конструктивно не связана с ОЗУ и может быть заменена;
• по виду доступа:
  • ПЗУ с параллельным доступом — ПЗУ, которое в системе может быть доступно в адресном пространстве ОЗУ, например, К573РФ5;
  • ПЗУ с последовательным доступом — ПЗУ, часто используемые для однократной загрузки констант или «прошивки» в процессор или ПЛИС, используемые для хранения, например, настроек каналов телевизора и других данных, например, 93С46, AT17LV512A;
• по способу программирования микросхем (то есть, по способу записи «прошивки» в микросхему):
  • непрограммируемые ПЗУ;
  • ПЗУ, программируемые только с помощью специального устройства — программатора ПЗУ (как однократно, так и многократно прошиваемые), использование программатора необходимо, в частности, для подачи нестандартных и относительно высоких напряжений (до ±27 В) на специальные выводы;
  • внутрисхемно перепрограммируемые ПЗУ (англ. in-system programming, ISP) — микросхемы, имеющие внутри генератор всех необходимых высоких напряжений, могут быть перепрошиты программным способом, то есть, без программатора и без выпайки из печатной платы.

Применение

В постоянную память часто записывают микропрограмму управления техническим устройством: телевизором, сотовым телефоном, различными контроллерами или компьютером (BIOS или OpenBoot на машинах SPARC).

BootROM — такая прошивка, что если её записать в подходящую микросхему ПЗУ, установленную в сетевой карте, то становится возможной загрузка операционной системы на компьютер с удалённого узла локальной сети. Для встроенных в ЭВМ сетевых плат BootROM можно активировать через BIOS.

ПЗУ в IBM-PC-совместимых ЭВМ располагается в адресном пространстве с F600:0000 по FD00:0FFF.

ПЗУ может быть использовано в качестве основы частотного детектора, при этом для его адресации используются значения цифровых кодов сигнала.

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 ёмкости 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 берёт своё 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

• Образ ПЗУ
• CD-ROM
• WORM
• Open Firmware

Литература

• Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. — СПб.: БХВ-Петербург, 2005. — Глава 5.