「朝花夕拾」之ROM的故事

“朝花夕拾”之ROM的故事

ROM的故事

ROM(Read Only Memory,只讀存儲器)芯片:在微機的發展初期,BIOS都存放在ROM芯片中。ROM內部的資料是在ROM的製造工序中,在工廠裡用特殊的方法被燒錄進去的,其中的內容只能讀不能改,一旦燒錄進去,用戶只能驗證寫入的資料是否正確,不能再作任何修改。如果發現資料有任何錯誤,則只有捨棄不用,重新訂做一份。ROM是在生產線上生產的,由於成本高,一般只用在大批量應用的場合。

PROM(Programmable ROM,可編程ROM)芯片:由於ROM製造和升級的不便,後來人們發明了PROM(Programmable ROM,可編程ROM)。最初從工廠中製作完成的PROM內部並沒有資料,用戶可以用專用的編程器將自己的資料寫入,但是這種機會只有一次,一旦寫入後也無法修改,若是出了錯誤,已寫入的芯片只能報廢。PROM的特性和ROM相同,但是其成本比ROM高,而且寫入資料的速度比ROM的量產速度要慢,一般只適用於少量需求的場合或是ROM量產前的驗證。

EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可編程ROM)芯片:可重複擦除和寫入,解決了PROM芯片只能寫入一次的弊端。EPROM芯片有一個很明顯的特徵,在其正面的陶瓷封裝上,開有一個玻璃窗口,透過該窗口,可以看到其內部的集成電路,紫外線透過該孔照射內部芯片就可以擦除其內的數據,完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM內資料的寫入要用專用的編程器,並且往芯片中寫內容時必須要加一定的編程電壓(VPP=12—24V,隨不同的芯片型號而定)。EPROM 的型號是以27開頭的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在寫入資料後,還要以不透光的貼紙或膠布把窗口封住,以免受到周圍的紫外線照射而使資料受損。

EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,電可擦除可編程ROM)芯片:鑑於EPROM操作的不便,後來出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都採用EEPROM。EEPROM的擦除不需要藉助於其它設備,它是以電子信號來修改其內容的,而且是以Byte為最小修改單位,不必將資料全部洗掉才能寫入,徹底擺脫了EPROM Eraser和編程器的束縛。EEPROM在寫入數據時,仍要利用一定的編程電壓,此時,只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內容,所以,它屬於雙電壓芯片。藉助於EEPROM芯片的雙電壓特性,可以使BIOS具有良好的防毒功能,在升級時,把跳線開關打至“ON”的位置,即給芯片加上相應的編程電壓,就可以方便地升級;平時使用時,則把跳線開關打至“OFF”的位置,防止CIH類的病毒對BIOS芯片的非法修改。所以,至今仍有不少主板採用EPROM作為BIOS芯片並作為自己主板的一大特色。

FLASH ROM芯片:FLASH ROM則屬於真正的單電壓芯片,在使用上很類似EEPROM,因此,有些書籍上便把FLASH ROM作為EEPROM的一種。事實上,二者還是有差別的。FLASH ROM在擦除時,也要執行專用的刷新程序,但是在刪除資料時,並非以Byte為基本單位,而是以Sector(又稱Block)為最小單位,Sector 的大小隨廠商的不同而有所不同;只有在寫入時,才以Byte為最小單位寫入;FLASH ROM芯片的讀和寫操作都是在單電壓下進行,不需跳線,只利用專用程序即可方便地修改其內容;FLASH ROM的存儲容量普遍大於EEPROM,約為512K到至8M KBit,由於大批量生產,價格也比較合適,很適合用來存放程序碼,近年來已逐漸取代了EEPROM,廣泛用於主板的BIOS ROM,也是CIH攻擊的主要目標。

FLASH Memory又分為NOR型和NAND型。NOR型與NAND型閃存的區別很大,NOR型閃存更像內存,有獨立的地址線和數據線,但價格比較貴,容量比較小;而NAND型更像硬盤,地址線和數據線是共用的I/O線,類似硬盤的所有信息都通過一條硬盤線傳送一般,而且NAND型與NOR型閃存相比,成本要低一些,而容量大得多。因此,NOR型閃存比較適合頻繁隨機讀寫的場合,通常用於存儲程序代碼並直接在閃存內運行,手機就是使用NOR型閃存的大戶,所以手機的“內存”容量通常不大;NAND型閃存主要用來存儲資料,常用的閃存產品,如閃存盤、數碼存儲卡都是用NAND型閃存。

另外提一下,閃存卡(Flash Card)是利用閃存(Flash Memory)技術達到存儲電子信息的存儲器,一般應用在數碼相機,掌上電腦,MP3等小型數碼產品中作為存儲介質,所以樣子小巧,有如一張卡片,所以稱之為閃存卡。根據不同的生產廠商和不同的應用,閃存卡大概有SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、 MultiMediaCard(MMC卡)、Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(記憶棒)、 XD-Picture Card(XD卡)和微硬盤(MICRODRIVE)這些閃存卡雖然外觀、規格不同,但是技術原理都是相同的。

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