Es gibt verschiedene Arten von Speichergeräten, IC-Chips und Modulen. Jede Art hat ihren eigenen, einzigartigen Zweck. Einige werden für die vorübergehende Speicherung von Daten und Anweisungen verwendet, während andere für die dauerhafte Speicherung dieser Dinge verwendet werden. Einige erlauben es Ihnen, den Inhalt zu ändern und einige erlauben es Ihnen nicht einmal, den Inhalt zu kopieren.
Dieser Artikel ist ein sehr einfacher und anschaulicher Leitfaden zu einem bekannten Speichertyp, dem ROM (Read-Only Memory). ROM ist einer der Speicher, der die Daten dauerhaft speichern kann. Deshalb gehört er zur Kategorie der nichtflüchtigen Speichergeräte. Lassen Sie uns mehr über ROMs herausfinden.
1. Was ist ROM?
Read-Only Memory wird als ROM abgekürzt. Wie aus dem Namen ersichtlich ist, kann der Inhalt dieses Speichertyps nur gelesen werden, aber das stimmt nicht ganz, denn es gibt Typen von ROM, die immer wieder neu beschrieben werden können. ROMs sind nicht flüchtig, d.h. der Inhalt dieser Speicher wird nicht gelöscht, wenn die Batterie oder die Stromversorgung unterbrochen wird.
Wofür wird ROM verwendet?
- BIOS-Chip in Computern
Alle Computer, Laptops und Geräte, die über ein Betriebssystem verfügen, haben einen IC-Chip auf ihrer Leiterplatte (Printed Circuit Board), der als BIOS bezeichnet wird. BIOS steht für Basic Input/Output System. Das BIOS initialisiert nicht nur die Computerhardware, sondern stellt auch Dienste für Betriebssysteme wie Windows und macOS, etc. bereit.
- Mobiltelefone
Auf allen Mobiltelefonen ist ein ROM installiert. Diese ROMs speichern die verschiedenen Funktionen Ihres Handys. Die Tastaturen in Mobiltelefonen verwenden beispielsweise ROMs zum Wählen von Nummern und Codes, während die ROMs in Smartphones die Touchscreen-Treiber steuern. ROMs werden auch zum Speichern von Betriebssystemen und integrierten Apps und Diensten in Mobiltelefonen verwendet, weshalb Sie diese Apps auch nach dem Zurücksetzen auf die Werkseinstellungen auf Ihrem Telefon finden können.
- Firmware
ROMs werden nicht nur als Firmware verwendet, sondern auch als Tool zur Aktualisierung der Firmware. Firmware sind Programmcodes, die dauerhaft in die ROMs geschrieben werden, um bestimmte Funktionen während der gesamten Lebensdauer eines Geräts auszuführen. Diese befinden sich in Webcams, Druckern und Scannern, digitalen Fernsehern, USB-Flash-Laufwerken, etc.
- Ein wesentlicher Bestandteil von Mikrocontrollern
Mikrocontroller oder MCUs sind programmierbare intelligente Schaltungen, die einen kleinen Prozessor enthalten. MCUs (Microcontroller Units) haben auf ihren PCBs (Printed Circuit Boards) eingebettete ROMs zum Speichern der Programmanweisungen. Alle Typen von Arduino, Atmega328p, AVR, PIC und 8051 sind Beispiele für Mikrocontroller.
- ROM ist in digitalen Geräten vorhanden
Videorecorder (Videokassettenrecorder), CD- und DVD-Laufwerke, Digitalkameras, Digitaluhren, Computermodems, Grafikkarten, Computerprozessoren, LCD- und LED-Monitore, etc. sind mit ROMs ausgestattet. Fast alle digitalen Geräte verfügen über ROMs zur Durchführung verschiedener integrierter und iterativer Operationen.
- Elektronische wissenschaftliche Instrumente
Heutzutage werden digitale elektronische Instrumente anstelle der alten analogen Messgeräte mit Nadeln verwendet. Diese Geräte liefern uns nicht nur fehlerfreie Ergebnisse, sondern auch präzisere und genauere Messwerte. Dies alles ist dank der in diesen wissenschaftlichen Instrumenten installierten ROMs möglich.
Funktionen von ROM
- Read-Only Memory
ROM ist eine Art von Speicher, der nur einmal programmiert wird und dessen Inhalt nur immer wieder von einem Gerät oder einem Benutzer gelesen werden kann. Die meisten ROMs sind nicht aktualisierbar und die meisten erlauben es Ihnen nicht einmal, ihren Inhalt zu kopieren. Diese hervorstechende Eigenschaft von ROMs macht sie zu Read-Only Memories.
- Nicht flüchtig
ROMs sind nicht flüchtig, d.h. Sie können das Gerät mit installiertem ROM von einer Stromquelle oder einer Batterie trennen und das ROM behält seine Daten ohne Probleme bei. Aus diesem Grund werden ROMs in fast jeder Art von digitalem Gerät verwendet, da wir die meisten Geräte ausschalten oder abtrennen, wenn wir sie nicht benutzen wollen.
- Programmierbar
Wenn der Speicher leicht programmierbar ist, können Sie ihn entsprechend den Anforderungen Ihres Projekts oder Produkts programmieren. Zum Glück ist ROM ein programmierbarer Speicherchip. Sie können ein ROM auf dem Markt kaufen und ihn entsprechend den Anforderungen Ihres Projekts programmieren, aber stellen Sie sicher, dass Sie Ihren Code mehrfach ändern können. Es gibt im Handel auch eine Vielzahl von programmierbaren Platinen, die ROMs enthalten.
- Geschichte von ROMs
Dawon Kahng und Simon Sze entdeckten den ROM (Read-Only Memory) 1967 in den Bell Labs. Diese genialen Ingenieure stammten aus Korea bzw. China. Sie schlugen vor, FGMOS-Transistoren als Speicher zu verwenden, der umprogrammiert werden kann. Heute gibt es kaum noch ein digitales Gerät auf der Welt, das nicht mit einem ROM ausgestattet ist.
2. Wie funktioniert ROM?
Es gibt zwei wesentliche Komponenten von ROM: ODER-Logik-Gates und Decoder. Decoder sind für die Umwandlung von High-Level-Code in Low-Level-Binärsprache und umgekehrt zuständig. Die ODER-Gates erhalten die Eingaben vom Decoder und führen die entsprechenden Funktionen aus. Die Logik-Gates in einem ROM werden so verwendet, dass sie den Befehlscode oder die Daten dauerhaft speichern können.
Durch die Eingabe der Adresse in ein ROM gibt es die darin gespeicherten Daten und Anweisungen aus. Dies geschieht häufig, wenn ein Benutzer ein digitales Gerät verwendet.
3. Verschiedene Arten von ROM
MROM
MROM ist eine Abkürzung für Masked Read-Only Memory. Die Maske ist ein Foto der Vorlage der Schaltung, von der die Ingenieure ein ROM erstellen möchten. Diese Schaltung verfügt über alle Funktionen, die in einem ROM eingebaut werden. Aber diese Vorlage muss den Herstellern von MROMs zur Verfügung gestellt werden.
MROMs waren eine alte Technologie und nur Hersteller konnten sie in großen Mengen bauen und programmieren. Die Methode, den Inhalt in ein maskiertes ROM zu schreiben, wird als Maskenprogrammierung bezeichnet. Der Inhalt des MROMs kann nicht geändert werden und wird dauerhaft darauf geschrieben.
Aufgrund dieser Einschränkungen konnten MROMs nicht erfolgreich werden, da die Wissenschaftler und Programmierer etwas wollen, das sie selbst programmieren und verändern können.
PROM
PROM bedeutet Programmable Read-Only Memory. Dieser Speicher wurde für Programmierer entwickelt, damit sie ihren eigenen Code schreiben können, ohne sich an einen Hersteller wenden und hohe Preise zahlen zu müssen. Es gibt ein spezielles Gerät, das zum Schreiben von Daten in das PROM verwendet wird, den PROM Programmer. Das Schreiben von Code mit diesem Gerät ist ein sehr schwieriger und mühsamer Prozess.
Das in ein PROM geschriebene Programm kann nachträglich nicht mehr geändert werden. Daher kann ein Fehler, der dazu führt, dass der ROM nicht richtig funktioniert, nicht entfernt werden. Infolgedessen wird der ROM völlig unbrauchbar.
EPROM
Ein Genie von Intel, Dov Frohman, erfand 1971 den EPROM-Speicher (Erasable Programmable Read-Only Memory). Dieser Speicher wurde entwickelt, um die Einschränkungen von PROM zu überwinden. Der Inhalt eines PROMs konnte nicht gelöscht werden, aber der Code und die Daten eines EPROMs können leicht gelöscht werden. Dadurch kann ein Programmierer den Chip neu programmieren, anstatt ihn in den Papierkorb zu werfen.
Wie wir bereits beschrieben haben, kann ein EPROM neu programmiert werden, nachdem er in ein Gerät namens EPROM Eraser gesteckt wurde. Dieser Eraser ist mit UV-Licht-Fächern ausgestattet. Wenn er ultraviolettem Licht ausgesetzt wird, werden die Daten eines EPROMs gelöscht. Aufgrund dieser Eigenschaft werden die EPROMs für Projekte verwendet, die während der Entwicklung geändert werden müssen.
EEPROM
Der Inhalt eines elektrisch löschbaren programmierbaren ROMs kann mit Hilfe eines Signals elektrisch gelöscht werden. Dies ist der Grund, warum dies die beliebteste Art von ROM ist. Diese Eigenschaft ermöglicht es den Programmierern, den Code mehrfach zu ändern, ohne darauf warten zu müssen, dass UV-Licht den Inhalt löscht.
In den meisten Fällen ist es nicht nötig, das EEPROM aus dem Sockel zu entfernen, wenn Sie es neu programmieren. Aufgrund dieser Eigenschaften werden EEPROMs in den meisten der neuesten digitalen Geräte verwendet, deren Software aktualisiert und neu installiert werden kann, falls sie beschädigt wird. Die Geräte mit EEPROM haben eine längere Lebensdauer.
Flash ROM
Flash ist ein sehr schneller Speicher, der in den neuesten Geräten verwendet wird. Die grundlegende Komponente des Flash-Speichers ist der FGMOS (Floating Gate Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Der ROM, der aus Flash Memory besteht, wird als Flash ROM bezeichnet. Er wird in industriellen Anwendungen und Verbrauchergeräten wie Computern, Mobiltelefonen, digitalen Fernsehgeräten, etc. verwendet.
4. Vorteile und Nachteile von ROM
Vorteile
ROM fügt der Hardware und Software auf niedriger Ebene Funktionen hinzu. Das macht die Geräte sehr schnell.
Die meisten ROMs erlauben es technischen Benutzern nicht, ihren Inhalt zu ändern. Auf diese Weise werden die meisten Geräte sicher.
ROMs benötigen keine Aktualisierungssignale, daher sind sie statisch.
ROMs sind zuverlässiger als RAMs, da die RAMs häufig ausbrennen.
ROMs sind billiger als RAMs.
Nachteile
Der Versuch, den Inhalt eines ROMs für Plagiate oder andere Zwecke zu kopieren, kann zu einem dauerhaften Ausfall des Geräts führen.
Ein Gerät mit einem ROM, das nicht aktualisiert werden kann, kann im Falle von Problemen, die durch das ROM verursacht werden, nicht repariert werden.
5. ROM vs. RAM: Was ist der Unterschied?
ROM steht für Read-only Memory und ist ein nichtflüchtiger Speicher, der in Form von programmierbaren IC-Chips vorliegt. ROM wird als Firmware in digitalen elektronischen Geräten verwendet, um integrierte Funktionen wie Computer, Laptops, Mobiltelefone, digitale Fernsehgeräte, etc. bereitzustellen. Read-Only Memory initialisiert nicht nur die Hardware, sondern lädt auch das Betriebssystem in den RAM.
RAM steht für Random-Access Memory und wird in weniger Geräten als ROM verwendet. RAM ist ein flüchtiger Speicher, d.h. er kann seinen Inhalt nicht behalten, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. RAM ist die einzige Möglichkeit, mit Prozessoren zu kommunizieren. Laufende Anwendungen und Daten, die verarbeitet werden, befinden sich im RAM. Er bietet auch Platz für die Verarbeitungsergebnisse. Erfahren Sie mehr darüber, was RAM ist.
RAM |
ROM |
| RAMs sind flüchtig und können Daten und Programme nur vorübergehend speichern. | ROMs sind nicht flüchtig, so dass sie Daten jahrzehntelang dauerhaft speichern können. |
| RAMs sind viel schneller als ROMs. | Nur die für Prozessoren installierten ROMs sind schnell, aber die meisten ROMs sind langsamer als RAMs. |
| RAMs arbeiten mit hohen Frequenzen. | Die meisten ROMs können nicht mit hohen Frequenzen arbeiten. |
| Alle RAMs können direkt mit der CPU kommunizieren. | Nur eine kleine Anzahl von ROMs kann direkt mit Prozessoren kommunizieren. |
| Die meisten Geräte haben keinen RAM. | Fast alle digitalen Geräte haben ein ROM. |
| Die Kosten für den RAM hängen von seiner Kapazität und Menge ab. | Die Kosten für ein ROM hängen von seinem Typ und seiner Funktion ab. |
| RAMs benötigen ständig Aktualisierungsimpulse. | ROMs benötigen keine Aktualisierungssignale. |
6. Leute fragen auch
Was ist ROM und seine Funktionen?
ROM steht für Read-Only Memory und ist in fast allen digitalen elektronischen Geräten vorhanden. Er speichert den Befehlscode, der ein Gerät in die Lage versetzt, bestimmte Aufgaben als integrierte Funktionen auszuführen. ROM wird von den Geräteherstellern nur einmal programmiert und sein Inhalt kann nur von den Benutzern des Geräts gelesen werden.
Wie werden die Daten im ROM gespeichert?
Die meisten ROMs können mit einem Computer programmiert werden. Die Daten in ROMs liegen in binärer Form oder in Form von 0en und 1en vor. Der Inhalt eines ROMs ist dauerhaft, da ROMs nicht flüchtig sind und die meisten Hersteller den Verbrauchern nicht erlauben, den Inhalt zu ändern.
Kann ROM geändert werden?
Nein, in den meisten Fällen kann ROM nicht geändert werden, da er den geheimen Code enthält, der ein Gerät funktionsfähig macht. Nur die Hersteller können die ROMs und deren Inhalte ändern, aber einige Hersteller erlauben den technischen Benutzern, die ROMs zu aktualisieren. In diesem Fall stellen die Hersteller den Code zur Verfügung, der in einem bestimmten ROM wie dem BIOS installiert wird.
Was sind Beispiele für Read-Only-Speicher?
Read-Only Memory ist auch als ROM bekannt. Es handelt sich um einen nichtflüchtigen Speicherchip, der Daten und Anweisungen dauerhaft speichert. ROM ist in fast jedem digitalen Gerät vorhanden, z.B. in Videospielkonsolen, Computern, Laptops, digitalen Fernsehern, Mobiltelefonen, etc.
Fazit
Dieser Artikel ist eine sehr einfache und leicht verständliche Anleitung zum Thema ROM (Read-Only Memory). Wenn Sie diesen Artikel lesen, erfahren Sie mehr über die Grundlagen von ROM und die Kategorie, in die dieser Speicher fällt. Neben der Funktionsweise von ROM werden Sie auch über die verschiedenen Arten von ROM wie MROM, PROM, EPROM, EEPROM, etc. informiert.
In diesem Artikel erfahren Sie nicht nur die Vor- und Nachteile von ROM, sondern können auch den bekannten RAM mit ROM vergleichen. Die Kenntnis des Unterschieds zwischen RAM und ROM ist sehr wichtig, da beide Speichertypen das Rückgrat eines jeden digitalen Geräts sind. Wir hoffen, dass dieser Artikel für Sie nützlich ist, um Ihr allgemeines und technisches Wissen zu erweitern.
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