Аппаратные средства персональных компьютеров
все про компьютерное железо
Сайт создан в системе uCoz
на главную
ПК
процессоры
ОЗУ и ПЗУ
⇒ виды памяти
⇒основные принципы работы электронной памяти
⇒статическая память
⇒маркировка микросхем SRAM
⇒динамическая память
⇒модули памяти
⇒адресация памяти
⇒типы динамической памяти
⇒постоянные запоминающие устройства
⇒ПЗУ с электрическим стиранием информации
⇒флэш-устройства
системные платы
BIOS
блоки питания
устройства ввода
интерфейсы
магнитные диски
звук
компакт-диски
видеоадаптеры
мониторы
сети

ПЗУ с электрическим стиранием информации


Рассмотренные ППЗУ и РПЗУ для изменения содержащейся в них информации требовали, в общем случае, дополнительного оборудования для ее записи и стирания. Для многих применений такое положение не устраивало разработчиков и пользователей, поэтому были разработаны микросхемы, где световой поток заменили электрическими импульсами, а в остальном они оказались аналогичными РПЗУ со стиранием ультрафиолетовыми лучами. Но по-прежнему для таких микросхем при программировании требовалось подавать на выводы повышенное напряжение.
Дальнейшим развитием микросхем ПЗУ с электрическим стиранием стала флэш-технология, которая позволяла приблизить параметры ПЗУ к параметрам обычной статической памяти. Первые такие микросхемы выпустила корпорация Intel в 1988 г. Флэш-память позволяет достичь более плотной упаковки запоминающих ячеек на- кристалле, чем у микросхем динамической памяти, при этом информация не теряется при выключении питания.
Низкая стоимость, малое энергопотребление и высокая надежность флэш-памяти обусловили ее популярность, поэтому были разработаны микросхемы с интерфейсами, которые имитировали работу ранее выпущенных популярных серий памяти как ПЗУ, так и различных видов RAM. Например, выпускаются микросхемы флэш-памяти с интерфейсом DRAM, которые предназначены для установки на модули SIMM и DIMM, а также на модули PostScript для лазерных принтеров. Частота считывания информации из флэш-памяти с синхронным интерфейсом достигает 66 МГц. Специально для ноутбуков выпускаются PCMCIA-модули (PC Card) с IDE-интерфейсом, имитирующим жесткий диск. Для ряда применений изготавливается флэш-память с двухпроводным интерфейсом I2С, который позволяет использовать корпуса всего с восьмью выводами, что удобно для применения, например, в модемах. Кроме того, микросхемы с таким интерфейсом и с небольшим объемом памяти используются в различных устройствах для идентификации, например модулей памяти DIMM или в аппаратных ключах, где пароль доступа хранится в ячейках, доступных только для чтения.
Наиболее существенный недостаток флэш-технологии в том, что хотя количество циклов записи и достигает 1 млн., для использования в качестве обычной оперативной памяти этого маловато. Но все же параметры современных микросхем на основе такой технологии вполне сопоставимы с винчестерами недавнего прошлого, что позволяет применять их, например, 'для хранения графических файлов в электронных фотоаппаратах.
Первое поколение флеш-памяти по параметрам соответствовало микросхемам с ультрафиолетовым стиранием, а число гарантированных циклов стирания-программирования достигало всего 10 000. Стирание информации в микросхемах допускалось только целиком, а запись побайтно. Микросхемы выпускались однобайтными и имели следующую маркировку: 28F256, 28F512, 28F010, 28F020 (аналогично серии 27хх). Для примера в табл. приведена маркировка некоторых микросхем флэш-памяти.
Во флэш-микросхемах второго поколения уже допускалось стирание не всего массива информации целиком, а поблочно. Длительный цикл записи у таких микросхем можно было безболезненно прерывать для чтения информации.
Третье поколение флэш-памяти делалось уже по технологии Smart Voltage, что допускает стирание и запись информации при напряжении 5 В, а чтение — при напряжении 3,3 и 2,7.В.
Микросхемы флэш-памяти могут иметь различную организацию массивов ячеек:
  • Bulk Erase — вся информация может быть стерта только целиком;
  • Boot Block — ячейки памяти объединены в несколько блоков различного размера, причем один из блоков может иметь защиту от стирания и записи;
  • Flash File — все ячейки памяти разделены на одинаковые и равноправные блоки.

Маркировка микросхем флэш-памяти

Маркировка

Организация ячеек

28F256 28F512

32Кх8 64Кх8

28F010, 29ЕЕ010

28F001.29EE020

128 Кх8

128Кх8

28F002

256 К х 8

28F004

28F008

28F200, 29F200, 29LV200

512 Кх 8

1024Кх8

256К х 8, 128К х 16

28F400,

29F400,

29LV400 28F800, 29F800,

29LV800

512 К х 8,

256 К х 16

1024 К х 8,

512 К х 16


Наиболее интересной для пользователей PC является флэш-память с организацией ячеек Boot Block, которую удобно применять для хранения BIOS. В такой флэш-памяти, как минимум, существуют два блока — один блок используется для хранения BIOS, которую можно оперативно изменять, а второй блок, аппаратно защищенный от записи и стирания, используется для хранения программы-загрузчика (Boot Recovery code). Программу-загрузчик можно рассматривать как неизменяемую часть BIOS, которая используется для начальной записи BIOS или при ее восстановлении после некорректной записи или воздействия вируса-вандала. Один из вариантов организации такой BIOS показан на рис. 3.25. Принцип использования заключается в том, что основной блок BIOS может изменять свое положение в адресном пространстве. При нормальной работе блок BIOS располагается по стандартным адресам, поэтому при первоначальной загрузке компьютера будут выполняться его команды. При записи новой версии BIOS или в аварийной ситуации перестановкой джампера на место стандартного BIOS подставляется блок начального загрузчика, с помощью которого можно произвести новую запись основного блока. Конкретный способ переключения между блоками флэш-памяти зависит от типа системной платы и используемой микросхемы.
Несмотря на кажущуюся простоту перепрограммирования BIOS, любые работы по изменению информации в ее микросхеме требуют соблюдения следующих условий:
  • навыков программирования микросхем;
  • документации на системную плату или периферийное устройство с инструкцией по программированию BIOS;
  • наличия копии старой версии BIOS;
  • наличия источника бесперебойного питания (желательно).
Реконфигурирование флэш-BIOS Несоблюдение этих условий может, в крайних случаях, привести к необходимости замены микросхемы BIOS, что не всегда просто, т. к., например, в новых компьютерах она припаяна к системной плате. В случае сбоя питания или при ошибке программирования не всегда возможно восстановление данных в микросхеме, скажем, без использования программатора, имеющего адаптер ОВР (On-Board Programming). Обратите внимание, что не все системные платы и микросхемы поддерживают режим восстановления!
В любом случае, для перепрограммирования микросхемы BIOS требуются веские причины — невозможность установить новый процессор, необходимость введения поддержки других стандартов, например в приводах CD-RW и т. п. Простое же улучшение некоторых параметров компьютера возможно и другими способами, не требующими перепрограммирования BIOS.
В настоящее время выпускаются самые разнообразные микросхемы флэш-памяти, которые используются в компьютерах, цифровых фотоаппаратах, игровых приставках и т. д. Для того чтобы знать, какая микросхема установлена в вашем устройстве, в табл. 3.5 указаны буквенные индексы маркировки микросхем Flash Memory корпорации AMD, которая выпускает популярную серию микросхем Am29DL400B, применяемую для записи BIOS.
Таблица обозначение микросхем Flash Memory корпорации AMD

Буквенный индекс

Цифровой индекс

Объем памяти

F(5V)

040

4 Mbit, x8-only

LV (2,7 V)

002

2 Mbit, x8-only


400

4 Mbit, х8/х16

DL (2,7 V dual bank)

162

16 Mbit, x8/x16


322

32 Mbit, x8/x16

SL(1,8V)

800

4 Mbit, x8/x16

 

Rambler's Top100