رام مخفف حافظه فقط خواندنی است. این نوعی حافظه است که با قطع برق محتویات خود را از دست نمی دهد. به همین دلیل به رام حافظه غیر فرار نیز می گویند. از آنجایی که رام ها در کاربردهای بسیار متنوعی مستقر هستند، انواع مختلفی از رام ها برای کاربردهای مختلف در صنعت وجود دارد.
انواع مختلف رام
اگرچه همه انواع رام اساساً یک هدف را دنبال می کنند، اما امروزه چند نوع مختلف معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند. درک انواع مختلف رام ها همچنین به شما کمک می کند بفهمید که چگونه برای برنامه های مختلف استفاده می شوند و کدام نوع ممکن است برای برنامه شما اعمال شود. انواع مختلف رام مورد استفاده در صنعت عبارتند از:
1- PROM (رام قابل برنامه ریزی)
2- EPROM (رام قابل برنامه ریزی قابل پاک شدن)
3- EEPROM (رام قابل برنامه ریزی با قابلیت پاک شدن الکتریکی)
4- فلش EPROM
5- رام ماسک
1. PROM (رام قابل برنامه ریزی) و OTP
PROM به نوع رامی اشاره دارد که کاربر می تواند اطلاعات را در آن رایت کند. به عبارت دیگر، PROM یک حافظه قابل برنامه ریزی توسط کاربر است. برای هر بیت از PROM، یک فیوز وجود دارد. PROM با دمیدن فیوزها برنامه ریزی می شود. اگر اطلاعات سوزانده شده در PROM اشتباه باشد، آن PROM باید دور ریخته شود، زیرا فیوزهای داخلی آن برای همیشه منفجر شده است. به همین دلیل به PROM OTP (One Time Programmable) نیز گفته می شود. رام برنامه نویسی که رام رایتینگ نیز نامیده می شود، به تجهیزات خاصی به نام رایتر رام یا برنامه نویس رام نیاز دارد.
2. EPROM (رم قابل برنامه ریزی قابل پاک کردن) و UV-EPROM
EPROM اختراع شد تا امکان ایجاد تغییرات در محتویات PROM پس از رایت آن را فراهم کند. در EPROM می توان تراشه حافظه را برنامه ریزی کرد و هزاران بار آن را پاک کرد. این امر به ویژه در طول توسعه نمونه اولیه یک پروژه مبتنی بر ریزپردازنده ضروری است. یک EPROM که به طور گسترده استفاده می شود UV-EPROM نامیده می شود که در آن UV مخفف ماوراء بنفش است. تنها مشکل UV-EPROM این است که پاک کردن محتویات آن می تواند تا 20 دقیقه طول بکشد.
همه تراشه‌های UV-EPROM دارای پنجره‌ای هستند که برنامه‌نویس می‌تواند از طریق آن پرتوهای فرابنفش (UV) را بتاباند تا محتویات تراشه را پاک کند. به همین دلیل، EPROM به عنوان EPROM قابل پاک کردن با اشعه ماوراء بنفش یا به سادگی UV-EPROM نیز شناخته می شود. برای برنامه ریزی تراشه UV-EPROM مراحل زیر باید انجام شود:
محتویات آن باید پاک شود. برای پاک کردن یک تراشه، آن را از سوکت آن روی برد سیستم بردارید و آن را در تجهیزات پاک کردن EPROM قرار دهید تا به مدت 5 تا 20 دقیقه در معرض اشعه UV قرار گیرد.
تراشه را برنامه ریزی کنید. برای برنامه ریزی تراشه UV-EPROM، آن را در رایتر رام (برنامه نویس) قرار دهید. برای رایت کد یا داده ها در EPROM، رایتر ROM از 12.5 ولت یا بالاتر بسته به نوع EPROM استفاده می کند. این ولتاژ در برگه اطلاعات UV-EPROM به عنوان Vpp نامیده می شود.
تراشه را دوباره در سوکت خود روی برد سیستم قرار دهید.
همانطور که از مراحل بالا مشخص است، نه تنها یک برنامه نویس (رایتر) EPROM وجود دارد، بلکه تجهیزات پاکسازی EPROM جداگانه نیز وجود دارد.
مشکل اصلی و در واقع عیب اصلی UV-EPROM این است که نمی توان آن را در حالی که در برد سیستم است پاک و برنامه ریزی کرد. برای ارائه راه حلی برای این مشکل، EEPROM اختراع شد.
3. EEPROM (رام قابل برنامه ریزی با قابلیت پاک شدن الکتریکی)
EEPROM چندین مزیت نسبت به EPROM دارد، از جمله این واقعیت است که روش پاک کردن آن الکتریکی است و در نتیجه آنی است در مقابل زمان پاک کردن 20 دقیقه ای مورد نیاز برای UV-EPROM. علاوه بر این، در EEPROM می توان انتخاب کرد که کدام بایت پاک شود، برخلاف UV-EPROM که در آن کل محتویات رام پاک می شود.
با این حال، مزیت اصلی EEPROM این است که می توان محتوای آن را در حالی که هنوز در برد سیستم است، برنامه ریزی و پاک کرد. این نیازی به حذف فیزیکی تراشه حافظه از سوکت خود ندارد. به عبارت دیگر، بر خلاف UV-EPROM، EEPROM نیازی به پاک کردن و برنامه نویسی خارجی ندارد. برای استفاده کامل از EEPROM، طراح باید مداری را برای برنامه ریزی EEPROM در برد سیستم قرار دهد. به طور کلی، هزینه هر بیت برای EEPROM بسیار بالاتر از UV-EPROM است.
4. حافظه فلش EPROM
از اوایل دهه 1990، Flash EPROM به یک چیپ حافظه قابل برنامه ریزی توسط کاربر تبدیل شده است. اولاً، پاک کردن کل محتویات کمتر از یک ثانیه طول می کشد، یا شاید بتوان گفت در یک لحظه، از این رو نام آن فلش مموری است. علاوه بر این روش پاک کردن، الکتریکی است و به همین دلیل گاهی اوقات از آن به عنوان Flash EEPROM یاد می شود. برای جلوگیری از سردرگمی، معمولاً به آن حافظه فلش می گویند. تفاوت عمده EEPROM و Flash Memory در این است که وقتی محتویات فلش مموری پاک می شود، کل دستگاه پاک می شود، برخلاف EEPROM که می توان بایت مورد نظر را پاک کرد.
اگرچه در بسیاری از حافظه‌های فلش که اخیراً در دسترس قرار گرفته‌اند، محتویات به بلوک‌ها تقسیم می‌شوند و پاکسازی را می‌توان بلوک به بلوک انجام داد، برخلاف EEPROM، حافظه فلش گزینه‌ای برای پاک کردن بایت ندارد. چون حافظه را می توان در حالی که در سوکت خود روی برد سیستم قرار دارد برنامه ریزی کرد، به طور گسترده ای برای ارتقاء رام بایوس رایانه شخصی استفاده می شود. برخی از طراحان معتقدند که حافظه فلش جایگزین هارد دیسک به عنوان یک رسانه ذخیره سازی انبوه خواهد شد.
این کارکرد کامپیوتر را به شدت افزایش می دهد زیرا حافظه فلش یک حافظه نیمه هادی با زمان دسترسی در محدوده 100 ثانیه در مقایسه با زمان دسترسی به دیسک در محدوده ده ها میلی ثانیه است. برای اینکه این اتفاق بیفتد، چرخه برنامه/پاک کردن حافظه فلش باید مانند دیسک های سخت بی نهایت باشد.
چرخه برنامه/پاک کردن به تعداد دفعاتی اطلاق می شود که یک تراشه می تواند قبل از غیرقابل استفاده شدن پاک شود و دوباره برنامه ریزی شود. در این زمان، چرخه برنامه/پاک کردن برای Flash و EEPROM 100000، برای UV-EPROM 1000 و برای RAM و دیسک‌ها بی‌نهایت است.
5. رام ماسک
Mask ROM به نوعی از رام اطلاق می شود که محتویات آن توسط سازنده آی سی برنامه ریزی شده است. به عبارت دیگر، رام قابل برنامه ریزی توسط کاربر نیست. اصطلاح ماسک در ساخت آی سی استفاده می شود. از آنجایی که فرآیند پرهزینه است، ماسک رام زمانی استفاده می شود که حجم مورد نیاز زیاد باشد (صدها هزار) و کاملاً مطمئن است که محتویات تغییر نخواهد کرد. استفاده از UV-EPROM یا Flash برای مرحله توسعه یک پروژه معمول است، و تنها پس از نهایی شدن کد/داده ها، نسخه ماسک محصول سفارش داده شده است.
مزیت اصلی ماسک ROM هزینه آن است زیرا به طور قابل توجهی ارزان تر از سایر انواع ROM است، اما اگر خطایی در داده/کد پیدا شود، کل دسته باید دور ریخته شود. لازم به ذکر است که تمامی حافظه های ROM دارای 8 بیت برای پین های داده می باشند. بنابراین، سازمان x8 است.
