برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

حافظه و انواع آن در كامپیوتر

حافظه با هدف ذخیره سازی اطلاعات ( دائم ، موقت ) در كامپیوتر استفاده می گردد. انواع متفاوتی از حافظه دركامپیوتر استفاده می شود:

· RAM

· ROM

· Cache

· DynamicRAM

· StaticRAM

· FlashMemory

· VirtualMemory

· VideoMemory

· BIOS

استفاده از حافظه صرفا" محدود به كامپیوترهای شخصی نبوده و در دستگاههای متفاوتی نظیر : تلفن های سلولی،PDA، رادیوهای اتومبیل،VCR، تلویزیون و ... نیز در ابعاد وسیعی از آنها استفاده می شود.هر یك از دستگاه های فوق مدل های متفاوتی از حافظه را استفاده می كنند.

مبانی اولیه حافظه

با اینكه می توان واژه " حافظه " را بر هر نوع وسیله ذخیره سازی الكترونیكی اطلاق كرد، ولی اغلب ازاین واژه برای مشخص نمودن حافظه های سریع با قابلیت ذخیره سازی موقت استفاده می شود. در صورتیكه پردازنده مجبور باشد برای بازیابی اطلاعات مورد نیاز خود بصورت دائم از هارد دیسك استفاده كند، قطعا" سرعت عملیات پردازنده ( با آن سرعت بالا) كند خواهد گردید. زمانیكه اطلاعات مورد نیاز پردازنده در حافظه ذخیره گردند، سرعت عملیات پردازنده از بعد دستیابی به داده های مورد نیاز بیشتر خواهد گردید. از حافظه های متعددی به منظور نگهداری موقت اطلاعات استفاده می گردد.





همانگونه كه در شكل فوق مشاهده می گردد، مجموعه متنوعی ازانواع حافظه ها وجود دارد . پردازنده با توجه به ساختار سلسله مراتبی فوق به آنها دستیابی پیدا خواهد كرد. زمانیكه در سطح حافظه های دائمی نظیر هارد یا حافظه دستگاه هائی نظیر صفحه كلید، اطلاعاتی موجود باشد كه پردازنده قصد استفاده از آنها را داشته باشد، اطلاعات فوق از طریق حافظهRAM در اختیار پردازنده قرار می گیرند. در ادامه پردازنده، اطلاعات و داده های مورد نیاز خود را در حافظهCache و دستورالعمل های خاص عملیاتی خود را در رجیسترها ذخیره می نماید.

تمام عناصر سخت افزاری ( پردازنده، هارد دیسك،حافظه و ...) و عناصر نرم افزاری ( سیستم عامل و...) بصورت یك گروه عملیاتی به كمك یكدیگر وظایف محوله را انجام می دهند . بدون شك در این گروه " حافظه " دارای جایگاهی خاص است . از زمانیكه كامپیوتر روشن تا زمانیكه خاموش می گردد، پردازنده بصورت پیوسته و دائم از حافظه استفاده می نماید. بلافاصله پس از روشن نمودن كامپیوتر اطلاعات اولیه ( برنامهPOST) از حافظهROM فعال شده و در ادامه وضعیت حافظه از نظر سالم بودن بررسی می گردد ( عملیات سریع خواندن، نوشتن ) .در مرحله بعد كامپیوترBIOS را از طریقROM فعال خواهد كرد.BIOS اطلاعات اولیه و ضروری در رابطه با دستگاه های ذخیره سازی، وضعیت درایوی كه می بایست فرآیند بوت از آنجا آغاز گردد، امنیت و ... را مشخص می كند.
در مرحله بعد سیستم عامل از هارد به درون حافظهRAM استقرار خواهد یافت . بخش های مهم و حیاتی سیستم عامل تا زمانیكه سیستم روشن است در حافظه ماندگار خواهند بود. در ادامه و زمانیكه یك برنامه توسط كاربر فعال می گردد، برنامه فوق در حافظهRAM مستقر خواهد شد. پس از استقرار یك برنامه در حافظه و آغاز سرویس دهی توسط برنامه مورد نظر در صورت ضرورت فایل های مورد نیاز برنامه فوق، در حافظه مستقر خواهند شد و در نهایت زمانی كه به حیات یك برنامه خاتمه داده می شود (Close) یا یك فایل ذخیره می گردد،اطلاعات بر روی یك رسانه ذخیره سازی دائم ذخیره و در نهایت حافظه از وجود برنامه و فایل های مرتبط، پاكسازی ! می گردد.

همانگونه كه اشاره گردید در هر زمان كه اطلاعاتی، مورد نیاز پردازنده باشد،اطلاعات درخواستی در حافظهRAM مستقر شده تا زمینه استفاده از آنان توسط پردازنده فراهم گردد. چرخه درخواست اطلاعات موجود درRAM توسط پردازنده ، پردازش اطلاعات توسط پردازنده و نوشتن اطلاعات جدید در حافظه یك سیكل كاملا" پیوسته بوده و در اكثر كامپیوترها سیكل فوق ممكن است در هر ثانیه میلیون ها مرتبه تكرار گردد.

نیاز به سرعت دلیلی بر وجود حافظه های متنوع

چرا حافظه در كامپیوتر تا بدین میزان متنوع و متفاوت است ؟ در پاسخ می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

پردازنده های با سرعت بالا نیازمند دستیابی سریع و آسان به حجم بالائی از داده ها به منظور افزایش بهره وری و كارآئی خود می باشند. در صورتیكه پردازنده قادر به تامین و دستیابی به داده های مورد نیاز در زمان مورد نظر نباشد، می بایست عملیات خود را متوقف و در انتظار تامین داده های مورد نیاز باشد. پردازنده های جدید و با سرعت یك گیگا هرتز به حجم بالائی از داده ها ( میلیارد بایت در هر ثانیه ) نیاز خواهند داشت . پردازنده هائی با سرعت اشاره شده گران قیمت بوده و قطعا" اتلاف زمان مفید آنان مطلوب و قابل قبول نخواهد بود. طراحان كامپیوتر به منظور حل مشكل فوق ایده "لایه بندی حافظه" را مطرح نموده اند. در این راستا از حافظه های گران قیمت با میزان اندك استفاده و از حافظه های ارزان تر در حجم بیشتری استفاده به عمل می آید.
ارزانترین حافظه متداول، هارد دیسك است . هارد دیسك یك رسانه ذخیره سازی ارزان قیمت با توان ذخیره سازی حجم بالائی از اطلاعات است . با توجه به ارزان بودن فضای ذخیره سازی اطلاعات بر روی هارد، اطلاعات مورد نظر بر روی آنها ذخیره و با استفاده از روش های متفاوتی نظیر : حافظه مجازی می توان به سادگی و به سرعت و بدون نگرانی از فضای فیزیكی حافظهRAM ، از آنها استفاده نمود.

حافظهRAM سطح دستیابی بعدی در ساختار سلسله مراتبی حافظه است . اندازه بیت یك پردازنده نشان دهنده تعداد بایت هائی از حافظه است كه در یك لحظه می توان به آنها دستیابی داشت. مثلا" یك پردازنده شانزده بیتی، قادر به پردازش دو بایت در هر لحظه است . مگاهرتز واحد سنجش سرعت پردازش در پردازنده ها است و معادل "میلیون در هر ثانیه" است . مثلا" یك كامپیوتر 32 بیتی پنتیومiii با سرعت 800-MHz، قادر به پردازش چهار بایت بصورت همزمان و 800 میلیون بار در ثانیه است . حافظهRAM به تنهائی دارای سرعت مناسب برای همسنگ شدن با سرعت پردازنده نیست . به همین دلیل است كه از حافظه هایCache استفاده می گردد. بدیهی است هر اندازه كه سرعت حافظهRAM بالا باشد مطلوب تر خواهد بود.اغلب تراشه های مربوطه امروزه دارای سرعتی بین 50 تا 70Nanoseconds می باشند. سرعت خواندن یا نوشتن در حافظه ارتباط مستقیم با نوع حافظه استفاده شده دارد .در این راستا ممكن است از حافظه هایDRAM,SDRAM,RAMBUS استفاده گردد. سرعتRAM توسط پهنا و سرعت Bus كنترل می گردد. پهنای Bus، تعداد بایتی كه می تواند بطور همزمان برای پردازنده ارسال گردد را مشخص و سرعتBUS به تعداد دفعاتی كه می توان یك گروه از بیت ها را در هر ثانیه ارسال كرد اطلاق می گردد. سیكل منظم حركت داده ها از حافظه به سمت پردازنده راBus Cycle می گویند. مثلا" یكBus با وضعیت : 100MHz و 32 بیت، بصورت تئوری قادر به ارسال چهار بایت به پردازنده و یكصد میلیون مرتبه در هر ثانیه است . در حالیكه یكBUS شانرده بیتی 66MHZ بصورت تئوری قادر به ارسال دو بایت و 66 میلیون مرتبه در هر ثانیه است . با توجه به مثال فوق مشاهده می گردد كه با تغییر پهنای BUS از شانزده به سی و دو و سرعت از 66MHz به 100MHz سرعت ارسال داده برای پردازنده سه برابر گردید.

رجیستر وCache

با توجه به سرعت بسیار بالای پردازنده حتی در صورت استفاده ازBus عریض وسریع همچنان مدت زمانی طول خواهد كشید تا داده ها از حافظهRAM برای پردازنده ارسال گردند.Cache با این هدف طراحی شده است كه داده های مورد نیاز پردازنده را كه احتمال استفاده از آنان بیشتر است ، در دسترس بیشتری قرار دهد . عملیات فوق از طریق بكارگیری مقدار اندكی از حافظه Cache كهPrimary یاLevel 1 نامیده می شود صورت می پذیرد. ظرفیت حافظه های فوق بسیار اندك بوده و از دو كیلو بایت تا شصت و چهار كیلو بایت را شامل می گردد. نوع دومCache كهSecodray یاlevel 2 نامیده می شود بر روی یك كارت حافظه و در مجاورت پردازنده قرار می گیرد. این نوعCache دارای یك ارتباط مستقیم با پردازنده است. یك مدار كنترل كننده اختصاصی بر روی برد اصلی كه " كنترل كنندهL2 " نامیده می شود مسئولیت عملیات مربوطه را برعهده خواهد گرفت . با توجه به نوع پردازنده، اندازه حافظه فوق متغیر بوده و دارای دامنه ای بین 256Kb تا 2MB است. برخی از پردازنده های با كارائی بالا اخیرا" این نوعCache را به عنوان جزئی جداناپذیر در كنار خود دارند. ( بخشی از تراشه پردازنده ) در این نوع پردازنده ها با توجه به اینكه Cache بخشی از پردازنده محسوب می گردد، اندازه آن متغیر بوده و به عنوان یكی از مهمترین شاخص ها در كارائی پردازنده مطرح است.

نوع دیگری ازRAM با نامSRAM ( حافظ های با دستیابی تصادفی ایستا ) نیز وجود داشته كه در آغاز برایCache استفاده می گردید. این نوع حافظه ها از چندین ترانزیستور ( معمولا" چهار تا شش ) برای هر یك از سلول های حافظه خود استفاده می نمایند. حافظه های فوق دارای مجموعه ای از فلیپ فلاپ ها با دو وضعیت خواهند بود. بنابراین حافظه های فوق قادر به بازخوانی اطلاعات بصورت پیوسته نظیر حافظه هایDRAM نخواهند بود. هر یك از سلول های حافظه مادامیكه منبع تامین انرژی آنها فعال (On) باشد داده های خود را ذخیره نگاه خواهند داشت . در این حالت ضرورتی به بازخوانی اطلاعات بصورت پریودیك نخواهد بود . سرعت حافظه های فوق بسیار بالا است ، ولی به دلیل قیمت بالا ، در حال حاضر بعنوان جایگزینی استاندارد برای حافظه هایRAM مطرح نمی باشند.

انواع حافظه

حافظه ها را می توان بر اساس شاخص های متفاوتی تقسیم بندی كرد . Volatile وNonvolatile نمونه ای از این تقسیم بندی ها است . حافظه هایvolatile بلافاصله پس از خاموش شدن سیستم اطلاعات خود را از دست می دهند. و همواره برای نگهداری اطلاعات خود به منبع تامین انرژی نیاز خواهند داشت . اغلب حافظه هایRAM در این گروه قرار می گیرند. حافظه هایNonvolatile داده های خود را همچنان پس از خاموش شدن سیستم حفظ خواهند كرد. حافظهROM نمونه ای از این نوع حافظه ها است .


همه کاربران کامپیوتر مطمئناً با حافظه های جانبی مخصوص و مورد علاقه خودشان به صورت مداوم سر و کار دارند. از آنجایی که امکان ارسال و انتقال اطلاعات و فایل ها همواره از طریق شبکه های محلی و داخلی بین کامپیوترها و همچنین در سطح وسیع تر بین شهرها و کشورها وجود ندارد، این نیاز احساس می شود که حافظه هایی مانند فلاپی دیسک، لوح فشرده یا CD، Tapeها یا نوارهای ویدئویی و صوتی و نیز حافظه های سریع مانند Pen Driveها و انواع Flash Diskها، به حیات خود ادامه دهند و مدام تحول یابند.
اما گاهی اوقات حافظه های جانبی و افزودنی که محبوب ترین و رایج ترین آنها در حال حاضر نیز CD یا لوح فشرده محسوب می شود، کفاف میزان اطلاعات مورد نیاز برای انتقال را نمی دهد و نمی توان روی آن حساب خاصی باز کرد. Compact Diskها که در حال حاضر بیشترین حجم ممکن برای ذخیره اطلاعات در آنها، ۷۰۰ مگابایت است، هیچ گاه قادر نیستند اطلاعات حیاتی و ضروری هارددیسک یک کامپیوتر را به طور کامل به دستگاه دیگری انتقال بدهند و برای این مقصود باید از چندین واحد آنها استفاده کرد.
از سوی دیگر با رایج شدن استفاده از کامپیوترهای قابل حمل یا Laptop و انواع Notebookها، روش های قدیمی و سنتی مانند انتقال هارد به هارد اطلاعات هم ممکن نیست و کاربری که می خواهد برای مثال ۱۰ گیگابایت داده و فایل خود را از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگری انتقال دهد، باید حداقل از ۱۰ عدد سی دی استفاده کند و این کار علاوه بر هزینه بر بودن، زمان بسیار بالایی نیز تلف می کند.
در اوایل دهه ۱۹۹۰ مردم جهان با مفهوم جدیدی آشنا شدند که تحولی در دنیای ارتباطات و فناوری اطلاعات بود و امواج گسترش آن نیز چند سالی است که به کشور ما رسیده و کاربران ایرانی را تحت تاثیر قرار داده است.
● DVD که اختصاری برای عبارت
Digital Versatile Disk یا دیسک گردان دیجیتال است، در حال حاضر محبوب ترین حافظه جانبی برای ذخیره اطلاعات شامل فیلم، موسیقی، متن و... محسوب می شود که به لحاظ سایز و اندازه مشابه CDهای قدیمی است اما حداقل شش برابر بیش از آن ظرفیت دارد.
در اوایل دهه ۱۹۹۰ دو استاندارد بسیار قوی برای ذخیره اطلاعات به شیوه نوری تدوین شده بود. یکی از آنها MMCD یا لوح فشرده چندرسانه یی بود که توسط شرکت سونی و شرکت فیلیپس پشتیبانی و ارائه می شد و دیگری نیز دیسک فراچگال بود که به دلیل حجم فراوان قابل ذخیره اطلاعات، چنین نامی به خود گرفته بود و توسط چندین شرکت از جمله توشیبا، هیتاچی، میتسوبیشی الکتریک، پایونیر، تامپسون و تایم وارنر پشتیبانی علمی و مالی می شد.
«لو گرستنر» مدیرعامل وقت شرکت IBM که در این میان نقش یک واسط معامله را بازی می کرد، تلاش هایی برای یکپارچه کردن این دو اختراع ارائه شده تحت عنوان یک واحد یگانه و همگون را صرف کرد و با صرف نظر کردن سونی و فیلیپس از تولید جدیدشان تولید شرکت توشیبا با نام ابتدایی EFMPlus روانه بازار شد.
نخستین مزیت این محصول در نگاه اول، مقاومت آن در مقابل خراش روی سطح ذخیره اطلاعات و بر جای ماندن اثر و لکه انگشتان دست بود. تغییر و تحول های بعدی این محصول به ظاهر ساده در سال ۱۹۹۵ نتیجه داد و در نهایت نخستین محصول DVD به تاریخ مه ۱۹۹۷ روانه بازار شد.
لفظ DVD بر اساس نظر کارشناسان، یک تلفیق نسبتاً نامانوس از عبارت دیسک ویدئویی دیجیتال یا Digital Videodisk نیز بود و هدف اصلی و ابتدایی آن هم جای دادن چندین تراک فایل تصویری و ویدئویی در یک حافظه واحد بود در حالی که پیش از آن، اغلب فیلم های دو ساعته یا چندقسمتی، به صورت چهار یا شش سی دی ارائه می شدند و این امر برای کاربران چندان جالب و خوشایند نبود.
با این اختراع که در ابتدا به نظر نمی رسید یک حافظه جانبی قوی و پرکاربرد برای انواع فرمت های فایل های کامپیوتر باشد، یک تحول قابل توجه در عرصه چندرسانه یی و انتقال اطلاعات ایجاد شد.
در حال حاضر بیشترین حجم قابل ذخیره روی یک حافظه DVD، ۱۷ گیگابایت است که به صورت دورو و دوطرفه روی هر دو لایه و سطح پشت و روی این حافظه ذخیره می شود و حدوداً معادل گنجایش ۲۰ سی دی معمولی است.

و حافظه blue ray که تا 50 گیگا بایت اطلاعات ذخیره می کند. و به نوعی می توان گفت چون نوک قلم نور آبی(لیزر آبی) نازکتر از نوک قلم نور قرمز (لیزر) هست، حجم بیشتری می تواند ذخیره کند و شبیه cd است

انواع حافظه ها و نحوه ی برنامه ریزی آنها
طبقه بندی : برق - مقالات

حافظه ROM یک نوع مدار مجتمع (IC) است که در زمان ساخت داده هائی در آن ذخیره می گردد. این نوع از حافظه ها علاوه بر استفاده در کامپیوترهای شخصی در سایر دستگاههای الکترونیکی نیز بخدمت گرفته می شوند. حافظه های ROM از لحاظ تکنولوژی استفاده شده، دارای انواع زیر می باشند
PROM
EPROM
EEPROM
FlashMemory

هر یک از مدل های فوق دارای ویژگی های منحصربفرد خود می باشند . حافظه های فوق در موارد زیردارای ویژگی مشابه می باشند:
داده های ذخیره شده در این نوع تراشه ها " غیر فرار " بوده و پس از خاموش شدن منبع تامین انرژی اطلاعات خود را از دست نمی دهند.
داده های ذخیره شده در این نوع از حافظه ها غیر قابل تغییر بوده و یا اعمال تغییرات در آنها مستلزم انجام عملیات خاصی است.
مبانی حافظه های ROM
حافظه ROM از تراشه هائی شامل شبکه ای از سطر و ستون تشکیل شده است ( نظیر حافظه RAM) . هر سطر وستون در یک نقظه یکدیگر را قطع می نمایند. تراشه های ROM دارای تفاوت اساسی با تراشه های RAM می باشند. حافظه RAM از " ترانزیستور " بمنظور فعال و یا غیرفعال نمودن دستیابی به یک " خازن " در نقاط برخورد سطر و ستون ، استفاده می نمایند.در صورتیکه تراشه های ROM از یک " دیود" (Diode) استفاده می نماید. در صورتیکه خطوط مربوطه "یک" باشند برای اتصال از دیود استفاده شده و اگر مقدار "صفر" باشد خطوط به یکدیگر متصل نخواهند شد. دیود، صرفا" امکان حرکت " جریان " را در یک جهت ایجاد کرده و دارای یک نقطه آستانه خاص است . این نقطه اصطلاحا" (Forward breakover) نامیده می شود. نقطه فوق میزان جریان مورد نیاز برای عبور توسط دیود را مشخص می کند. در تراشه ای مبتنی بر سیلیکون نظیر پردازنده ها و حافظه ، ولتاژ Forwardbreakover تقریبا" معادل شش دهم ولت است .با بهره گیری از ویژگی منحصر بفرد دیود، یک تراشه ROM قادر به ارسال یک شارژ بالاتر از Forward breakover و پایین تر از ستون متناسب با سطر انتخابی ground شده در یک سلول خاص است .در صورتیکه دیود در سلول مورد نظر ارائه گردد، شارژ هدایت شده (از طریق Ground ) و با توجه به سیستم باینری ( صفر و یک )، سلول یک خوانده می شود ( مقدار آن 1 خواهد بود) در صورتیکه مقدار سلول صفر باشد در محل برخورد سطر و ستون دیودی وجود نداشته و شارژ در ستون ، به سطر مورد نظر منتقل نخواهد شد.
همانطور که اشاره گردید، تراشه ROM ، مستلزم برنامه نویسی وذخیره داده در زمان ساخت است . یک تراشه استاندارد ROM را نمی توان برنامه ریزی مجدد و اطلاعات جدیدی را در آن نوشت . در صورتیکه داده ها درست نبوده و یا مستلزم تغییر و یا ویرایش باشند، می بایست تراشه را دور انداخت و مجددا" از ابتدا عملیات برنامه ریزی یک تراشه جدید را انجام داد.فرآیند ایجاد تمپلیت اولیه برای تراشه های ROM دشوار است .اما مزیت حافظه ROM بر برخی معایب آن غلبه می نماید. زمانیکه تمپلیت تکمیل گردید تراشه آماده شده، می تواند بصورت انبوه و با قیمت ارزان به فروش رسد.این نوع از حافظه ها از برق ناچیزی استفاده کرده ، قابل اعتماد بوده و در رابطه با اغلب دستگاههای الکترونیکی کوچک، شامل تمامی دستورالعمل های لازم بمنظور کنترل دستگاه مورد نظر خواهند بود.استفاده از این نوع تراشه ها در برخی از اسباب بازیها برای نواختن موسیقی، آواز و ... متداول است
حافظه PROM
تولید تراشه های ROM مستلزم صرف وقت و هزینه بالائی است .بدین منظور اغلب تولید کنندگان ، نوع خاصی از این نوع حافظه ها را که PROM (ProgrammableRead-OnlyMemory) نامیده می شوند ، تولید می کنند.این نوع از تراشه ها با محتویات خالی با قیمت مناسب عرضه شده و می تواند توسط هر شخص با استفاده از دستگاههای خاصی که Programmer نامیده می شوند ، برنامه ریزی گردند. ساختار این نوع از تراشه ها مشابه ROM بوده با این تفاوت که در محل برخورد هر سطر و ستون از یک فیوز( برای اتصال به یکدیگر) استفاده می گردد. یک شارژ که از طریق یک ستون ارسال می گردد از طریق فیوز به یک سلول پاس داده شده و بدین ترتیب به یک سطر Grounded که نماینگر مقدار "یک" است ، ارسال خواهد شد. با توجه به اینکه تمام سلول ها دارای یک فیوز می باشند، درحالت اولیه ( خالی )، یک تراشه PROM دارای مقدار اولیه " یک" است . بمنظور تغییر مقدار یک سلول به صفر، از یک Programmer برای ارسال یک جریان خاص به سلول مورد نظر، استفاده می گردد.ولتاژ بالا، باعث قطع اتصال بین سطر و ستون (سوختن فیوز) خواهد کرد. فرآیند فوق را " Burning thePROM " می گویند. حافظه های PROM صرفا" یک بار قابل برنامه ریزی هستند. حافظه های فوق نسبت به RAM شکننده تر بوده و یک جریان حاصل از الکتریسیته ساکن، می تواند باعث سوخته شدن فیور در تراشه شده و مقدار یک را به صفر تغییر نماید. از طرف دیگر ( مزایا ) حافظه ای PROM دارای قیمت مناسب بوده و برای نمونه سازی داده برای یک ROM ، قبل از برنامه ریزی نهائی کارآئی مطلوبی دارند.
حافظه EPROM
استفاده کاربردی از حافظه های ROM و PROM با توجه به نیاز به اعمال تغییرات در آنها قابل تامل است ( ضرورت اعمال تغییرات و اصلاحات در این نوع حافظه ها می تواند به صرف هزینه بالائی منجر گردد)حافظه هایEPROM)Erasableprogrammableread-onlymemory) پاسخی مناسب به نیاز های مطح شده است ( نیاز به اعمال تغییرات ) تراشه های EPROM را می توان چندین مرتبه باز نویسی کرد. پاک نمودن محتویات یک تراشه EPROM مشتلزم استفاده از دستگاه خاصی است که باعث ساطع کردن یک فرکانس خاص ماوراء بنفش باشد.. پیکربندی این نوع از حافظه ها مستلزم استفاده از یک Programmer از نوع EPROM است که یک ولتاژ را در یک سطح خاص ارائه نمایند ( با توجه به نوع EPROM استفاده شده ) این نوع حافظه ها ، نیز دارای شبکه ای مشتمل از سطر و ستون می باشند. در یک EPROM سلول موجود در نقظه برخورد سطر و ستون دارای دو ترانزیستور است .ترانزیستورهای فوق توسط یک لایه نازک اکسید از یکدیگر جدا شده اند. یکی از ترانزیستورها FloatingGate و دیگری Control Gate نامیده می شود. Floating gate صرفا" از طریق Controlgate به سطر مرتبط است. مادامیکه لینک برقرارباشد سلول دارای مقدار یک خواهد بود. بمنظور تغییر مقدار فوق به صفر به فرآیندی با نام Fowler-Nordheim tunneling نیاز خواهد بود .Tunneling بمنظور تغییر محل الکترون های Floating gate استفاده می گردد.یک شارژ الکتریکی بین 10 تا 13 ولت به floating gate داده می شود.شارژ از ستون شروع و پس از ورود به floating gate در ground تخلیه خواهد گردید. شارژ فوق باعث می گردد که ترانزیستور floating gate مشابه یک "پخش کننده الکترون " رفتار نماید . الکترون های مازاد فشرده شده و در سمت دیگر لایه اکسید به دام افتاد و یک شارژ منفی را باعث می گردند. الکترون های شارژ شده منفی ، بعنوان یک صفحه عایق بین control gate و floating gate رفتار می نمایند.دستگاه خاصی با نام Cell sensor سطح شارژ پاس داده شده به floatinggate را مونیتور خواهد کرد. در صورتیکه جریان گیت بیشتر از 50 درصد شارژ باشد در اینصورت مقدار "یک" را دارا خواهد بود.زمانیکه شارژ پاس داده شده از 50 درصد آستانه عدول نموده مقدار به "صفر" تغییر پیدا خواهد کرد.یک تراشه EPROM دارای گیت هائی است که تمام آنها باز بوده و هر سلول آن مقدار یک را دارا است.
بمنظور باز نویسی یک EPROM می بایست در ابتدا محتویات آن پاک گردد. برای پاک نمودن می بایست یک سطح از انرژی زیاد را بمنظور شکستن الکترون های منفی Floating gate استفاده کرد.در یک EPROM استاندارد ،عملیات فوق از طریق اشعه ماوراء بنفش با فرکانس 253/7 انحام می گردد.فرآیند حذف در EPROM انتخابی نبوده و تمام محتویات آن حذف خواهد شد. برای حذف یک EPROM می بایست آن را از محلی که نصب شده است جدا کرده و به مدت چند دقیقه زیر اشعه ماوراء بنفش دستگاه پاک کننده EPROM قرار داد.

حافظه های EEPROM و Flash Memory
با اینکه حافظه ای EPROM یک موفقیت مناسب نسبت به حافظه های PROM از بعد استفاده مجدد می باشند ولی کماکن نیازمند بکارگیری تجهیزات خاص و دنبال نمودن فرآیندهای خسته کننده بمنظور حذف و نصب مجدد آنان در هر زمانی است که به یک شارژ نیاز باشد. در ضمن، فرآیند اعمال تغییرات در یک حافظه EPROM نمی تواند همزمان با نیاز و بصورت تصاعدی صورت پذیرد و در ابتدا می بایست تمام محتویات را پاک نمود.حافظه های ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory)EEPROM) پاسخی مناسب به نیازهای موجود است . در حافظه های EEPROM تسهیلات زیر ارائه می گردد:
برای بازنویسی تراشه نیاز به جدا نمودن تراشه از محل نصب شده نخواهد بود.
برای تغییر بخشی از تراشه نیاز به پاک نمودن تمام محتویات نخواهد بود.
اعمال تغییرات در این نوع تراشه ها مستلزم بکارگیری یک دستگاه اختصاصی نخواهد بود.
در عوض استفاده از اشعه ماوراء بنفش، می توان الکترون های هر سلول را با استفاده از یک برنامه محلی و بکمک یک میدان الکتریکی به وضعیت طبیعی برگرداند. عملیات فوق باعث حذف سلول های مورد نظر شده و می توان مجددا" آنها را بازنویسی نمود.تراشه های فوق در هر لحظه یک بایت را تغییر خواهند داد.فرآیند اعمال تغییرات در تراشه های فوق کند بوده و در مواردی که می بایست اطلاعات با سرعت تغییر یابند ، سرعت لازم را نداشته و دارای چالش های خاص خود می باشند.
تولیدکنندگان با ارائه Flash Memory که یک نوع خاص از حافظه های EEPROM می باشد به محدودیت اشاره شده پاسخ لازم را داده اند.در حافظه Falsh از مدارات از قبل پیش بینی شده در زمان طراحی ، بمنظور حذف استفاده می گردد ( بکمک ایجاد یک میدان الکتریکی). در این حالت می توان تمام و یا بخش های خاصی از تراشه را که " بلاک " نامیده می شوند، را حذف کرد.این نوع حافظه نسبت به حافظه های EEPROM سریعتر است ، چون داده ها از طریق بلاک هائی که معمولا" 512 بایت می باشند ( به جای یک بایت در هر لحظه ) نوشته می گردند.

برگرفته از سایتSrco.ir

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :