2.3.2.- TIPOS DE MEMORIA DE SOLO LECTURA (ROM, PROM

2.3.2.- TIPOS DE MEMORIA DE SOLO LECTURA (ROM, PROM, EPROM, EEPROM)
“ROM´S PROGRAMABLES (PROM´S)”
PROM es el acrónimo de Programmable Read-Only Memory (ROM programable). Es una
memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible), que
puede ser quemado una sola vez. Por esto la memoria puede ser programada (pueden ser
escritos los datos) una sola vez a través de un dispositivo especial, un programador PROM. Estas
memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROM´s, o
cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.
Una PROM común se encuentra con todos los bits en valor 1 como valor por defecto de fábrica;
el quemado de cada fusible, cambia el valor del correspondiente bit a 0. La programación se
realiza aplicando pulsos de altos voltajes que no se encuentran durante operaciones normales
(12 a 21 voltios). El término Read-only (sólo lectura) se refiere a que, a diferencia de otras
memorias, los datos no pueden ser cambiados (al menos por el usuario final).
“ROM PROGRAMADA CON MÁSCARA”
Una ROM programable por máscara es muy cara y no es usada excepto en aplicaciones de altos
volúmenes, donde el costo se extiende sobre algunas unidades. Para aplicaciones de bajos
volúmenes, los fabricantes han desarrollado PROMs de unión por fusible que son programables
por el usuario; es decir, no son programadas durante su proceso de fabricación, pero su
programación es hecha por el usuario. Sin embargo, una PROM es como una MROM en la que
no puede ser borrada y reprogramada. Esto es, si el programa en la memoria fallo o es
cambiado, está se tendrá que tirar. Por esta razón, estos dispositivos son siempre referidos como
ROMs de “una sola programación”.
La rom programada con máscara tiene sus ubicaciones de almacenamiento ya escritas por el
fabricante, de acuerdo con las especificaciones del cliente.
Un negativo fotográfico llamado máscara se usa para controlar las interconexiones eléctricas en
el chip. Se requiere una máscara especial para cada conjunto distinto de información que se
almacenará en la ROM.
A las ROM´s programadas con máscara comúnmente sólo se les denomina ROM, pero esto
puede ser confuso puesto que el término de ROM en realidad representa una categoría muy
amplia de dispositivos que, durante una operación normal, solo se pueden leer. Usaremos la
abreviación MROM para referirnos a las ROM programadas con máscara.
“ROM PROGRAMABLE Y BORRABLE (EPROM)”
EPROM son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM programable
borrable de sólo lectura).
Es un tipo de chip de memoria ROM no volátil inventado por el ingeniero Dov Frohman. Está
formada por celdas de FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) o
transistores de puerta flotante, cada uno de los cuales viene de fábrica sin carga, por lo que son
leídos como 0 (por eso, una EPROM sin grabar se lee como 00 en todas sus celdas). Se
programan mediante un dispositivo electrónico que proporciona voltajes superiores a los
normalmente utilizados en los circuitos electrónicos. Las celdas que reciben carga se leen
entonces como un 1.
Una vez programada, una EPROM se puede borrar solamente mediante exposición a una fuerte
luz ultravioleta.
Una EPROM puede ser programada por el usuario, y también puede ser borrada y reprogramada
tanto como sea deseado. Una vez programada, la EPROM es una memoria no volátil que
mantiene sus datos almacenados indefinidamente. El proceso para programar una EPROM
incluye la aplicación de niveles de voltaje especiales (típicamente en el rango de 10 a 25 V) en
las entradas apropiadas del CI en un tiempo especificado (típicamente de 50 ms por dirección).
El proceso de programación es generalmente realizado por un circuito de programación que esta
separado del circuito en el cual la EPROM esta eventualmente trabajando. El proceso de
programación de la EPROM completo puede tomar varios minutos.
Las EPROMs fueron desarrolladas originalmente para usarse en aplicaciones de investigación y
desarrollo donde se necesitaba alterar el programa almacenado varias veces. Como eran más
reutilizables y menos caras, ellas eran atractivas para incluirse en producciones y sistemas de
volúmenes bajos y medianos. Hoy, millones de EPROMs están en uso. Sin embargo, ellas tienen
desventajas que han sido mejoradas por las nuevas EEPROMs y memorias flash, así las EPROMs
no están siendo usadas en algunas nuevas aplicaciones y diseños. Estas desventajas son: (1)
ellas tienen que ser removidas de su circuito para ser borradas y reprogramadas; (2) la operación
de borrado el chip completo, no hay un camino para seleccionar sólo ciertas direcciones ha
borrar; (3) el proceso de borrado y reprogramado puede tomar típicamente 20 minutos o más.
“PROM BORRABLE ELÉCTRICAMENTE (EEPROM)”
EEPROM son las siglas de Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM
programable y borrable eléctricamente). Es un tipo de memoria ROM que puede ser
programado, borrado y reprogramado eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de
borrarse mediante un aparato que emite rayos ultravioletas. Son memorias no volátiles.
Este dispositivo mantiene la misma estructura de la compuerta flotante como la EPROM, pero
tiene adicionalmente una capa muy delgada de una región de óxido sobre el drenaje de la celda
de memoria MOSFET. Esta modificación produce las mejores características de la EEPROM (la
borrabilidad eléctrica). Al aplicarle un alto voltaje (21 V) entre la compuerta y el drenaje, una
carga puede ser inducida sobre la compuerta flotante, donde permanece siempre y cuando la
alimentación sea retirada; al aplicarle de nuevo el mismo voltaje causa que se remueva la carga
atrapada en la compuerta flotante y borre la celda. Como este mecanismo de transporte de
carga requiere muy bajas corrientes, el borrado y la programación de una EEPROM puede
hacerse en el mismo circuito (esto es por que no se requiere una fuente de luz UV y un
programador de PROM especial).
Otra ventaja de la EEPROM sobre la EPROM es la habilidad para borrar eléctricamente y
reescribir bytes individuales (palabras de 8 bits) en el arreglo de la memoria. Durante una
operación de escritura, la circuitería interna automáticamente borra todo de las celdas en una
localidad, previa a una escritura de los datos nuevos. La facilidad de borrar bytes hace mucho
más fácil hacer cambios en los datos almacenados en este tipo de memoria. Adicionalmente,
puede ser programada más rápidamente que cualquier EPROM; típicamente esto toma 5 ms
para escribir en una localidad, comparado con 50ms para la EPROM, aunque nuevas EPROM son
mucho más rápidas (100ms).
La facilidad de borrado por byte de la EEPROM y su alto nivel de integración conlleva dos fallas:
densidad y costo. La complejidad de la celda de memoria y el circuito de soporte sobre el mismo
chip pone a la EEPROM por detrás de la EPROM en capacidad de bit por milímetro cuadrado de
silicio; para 1 Mbit la EEPROM requiere el doble de silicio que 1 Mbit de EPROM. Así, a pesar de
la superioridad operacional, la falta de densidad en la EEPROM y costos efectivos tiene que
conservar el reemplazar la EPROM en lugares donde la densidad y costo son factores
importantes.