Sistemas Digitais - ROM:Memórias Só de Leitura

Memória Só de Leitura(ROM)
As Memórias Só de Leitura (Read Only Memories - ROM) são uma classe de memórias semicondutoras projetadas para aplicações onde a relação de operações de leitura para operações de escrita é muito alta, ao contrário das memórias de leitura/escrita(Read/Write Memories - RWM), vistas anteriormente, onde a memória podia ser lida ou escrita com a mesma facildade. O uso corrente emprega os têrmos RAM para designar as memórias RWM e ROM para qualquer memória que pode ser apenas lida.

Em uma memória tipo ROM os bits não são armazenados em latches ou flip-flops como nas memórias RWM. Os bits em uma ROM são fixos e inalterados, programados na fabricação da ROM, ou em laboratório, e as células são circuitos combinacionais. Alguns tipos de ROM permitem programação do conteúdo da ROM sem retirar do circuito.

Memória ROM 8X4-palavrasXbits
O conteúdo de uma ROM com 8-palavras e 4-bits por palavras é mostrado na Fig.6. A tabela verdade para memória indica que a memória é um conversor de código de entrada(endereços A2A1A0) para outro código de saída(dados D3D2D1D0), isto é, um circuito decodificador em cascata com um circuito codificador.

Tabela do Conteúdo da ROM: sistgif6

Fig.6

Equações do decodificador da ROM:

Fig.7-14

Equações do codificador da ROM:

Fig.15-18

Circuito Lógico da ROM

O conteúdo de uma ROM com 8-palavras e 4-bits por palavras é mostrado na Fig.6.

A tabela verdade para memória indica que a memória é um conversor de código de entrada(endereços A2A1A0) para outro código de saída(dados D3D2D1D0), isto é, um circuito decodificador em cascata com um circuito codificador.

Fig.19

Codificador de ROM

O codificador de uma ROM pode ser implementado empregando uma matriz de diodos, em lugar de portas OR, desde que uma matriz de diodos realiza uma função OR. A Fig.20 mostra o circuito de duas portas OR com diodos: a primeira realiza Z=A+B e a segunda, a operação OR para qualquer número de variáveis de entrada.
			Fig.20

A Fig.21 abaixo mostra o codificador da ROM 8 X 4-palavrasXbits.


		Veja que para cada 1 no cruzamento de uma linha mj com uma coluna Dk na tabela verdade existe um diodo na matriz do codificador, na interseção, ligando a linha de endereço mj com a linha de dados Dk. Há tantos diodos no codificador quanto 1s nas colunas de dados da tabela da ROM.
Fig.21

Memórias ROM Semicondutoras

fig18
Fig.22

Memórias MROM(MASK ROM - ROM de MÁSCARA)
As memórias MROM têm suas locações de armazenamento programadas pelo fabricante de acordo com as especificações do cliente. As maiores desvantagens da MROM é que não pode ser reprogramada e só é econômica em grandes quantidades.

fig23_99_1
Fig.23

A Fig.23 acima mostra a estrutura de uma MROM MOS com 16-células arranjadas em 4-linhas e 4-colunas.A conexão da fonte(source) dos transistores MOSFET às linhas de dados na saída de dados determina se a célula armazena 1 ou 0: conexão de fonte aberta armazena 0 e fechada armazena 1.Todas as células de uma coluna estão ligadas à linha de saída da coluna, porém apenas uma linha de células é habilitada por vez através das saídas do decodificador de endereços aplicadas nos gates.

O decodifcador de endereços seleciona que linha terá seus dados lidos através do endereço A1A0.Quando o decodificador estiver desabilitado - entrada de habilitação no nível alto, então todos os transistores na matriz estão em corte, pois as saídas do decodificador estão baixas.

CMOS MASK ROM(MROM) KM23C4000D(E)
A Fig.24 mostra as principais características da MROM KM23C4000D(E) que é uma memória organizada com 512K x 8-palavrasXbits, em tecnologia CMOS.

Diagrama de blocos e funções dos pinos

		Fig.24

Diagramas de Tempo

mrom23c4000d_time

Símbolo	Definição
t_ACE	Tempo de Habilitação do Circuito
t_OE	Tempo de Habilitação da Saída
t_AA	Tempo de Acesso após Endereço
t_OH	Tempo de Manutenção da Saída
t_RC	Tempo do Ciclo de Leitura

Modos de Operação

mrom23c4000d_mode

Memórias PROM(Programmable Read Only Memory - Memória Programável Só de Leitura )
Para aplicações de pequenas quantidades, os fabricantes desenvolveram PROMs com elos-fusíveis que podem ser programadas pelo usuário.Uma vez programada, a PROM não pode ser apagada e reprogramada.A Fig.25 mostra como os fusíveis podem ser queimados para armazenar 0 na célula correspondente.

fig25_99_1
Fig.25

OTP PROM TMS27PC256
A série TMS27PC256 são memórias de apenas leitura programáveis eletricamente (PROM) somente uma vez(OTP) organizadas como 32768 X 8- palavrasXbit.

fig26
Fig.26

Esta memória pode ser programada empregando um programador de EPROM comercial. As locações podem ser programadas uma a uma, em bloco, ou aleatoriamente. Utilizando a ferramenta de programação do fabricante, com VPP de 13V e VCC de 6,5V o tempo nominal de programação de toda a memória é 4 segundos aproximadamente.

Memória EPROM(Erasable Programmable ROM - ROM Apagável e Programável)
As células de armazenamento em uma EPROM são transistor MOS com porta de sílicio sem conexão(flutuante). No estado normal, o transistor está desligado e a célula armazena 1 lógico. O transistor pode ser ligado aplicando um pulso de tensão que injeta elétrons de alta energia na região da porta. Estes elétrons ficam presos, pois não há caminho de fuga. A Fig.27 mostra uma célula de uma EPROM.

fig27
Fig.27

Uma EPROM pode ser programada pelo usuário e também pode ser apagada e reprogramada quantas vezes desejar.O processo de programar uma EPROM consiste em aplicar tensões especiais (10 a 24V) nos pinos apropriados, durante um certo tempo(50ms por locação).

Uma EPROM pode ser apagada se for exposta a luz ultravioleta, que produzirá uma corrente da porta flutuante para o substrato, removendo as cargas e desligando o transistor, e restaurando o 1 lógico.Este processo deve gastar entre 15 e 20 minutos, dependendo da memória e intensidade de luz, e apagará toda a memória.

CMOS EPROM Am27C64
A Am27C64 é uma memória só de leitura apagável por ultravioleta e programável. É organizada como 8K palavras de 8-bits.Abaixo está o diagrama de blocos da Am27C64 e a tabela com os modos de operação da memória.