Что такое маска ПЗУ?

Что такое ПЗУ-маска?

ПЗУ-маска — это тип постоянной памяти (ПЗУ), содержимое которой предопределено в процессе производства на заводе по производству полупроводников.

В классификации полупроводниковой памяти ПЗУ делится на две категории: ПЗУ-маска и программируемое ПЗУ. В отличие от программируемых ПЗУ, ПЗУ-маска нельзя стереть или перезаписать после производства.

Маскирующие ПЗУ экономически эффективны для массового производства и предотвращают несанкционированную перезапись программ после отправки. Однако они создают проблемы для модификаций после производства из-за длительных периодов разработки и производства.

Применение масочных ПЗУ

Маскирующие ПЗУ, будучи неизменяемыми после отправки, находят применение в качестве фиксированной памяти данных для управляющих программ во встроенных устройствах, микрокода для ЦП, игрового программного обеспечения, шрифтов кандзи, словарных данных и многого другого.

Из-за невозможности легко исправить ошибки после производства, программируемые ПЗУ часто используются во время разработки системы, а затем финализированные данные отправляются на завод по производству памяти для производства масочных ПЗУ.

Принцип работы масочных ПЗУ

Масковые ПЗУ бывают двух основных структур: типа NAND и типа NOR. Тип NAND отличается последовательно соединенными транзисторами, а тип NOR — параллельно соединенными транзисторами. Оба типа состоят из сетки из линий слов и битовых линий, при этом каждая ячейка памяти представлена ​​транзистором.

Данные записываются в ПЗУ маски во время процесса изготовления полупроводниковой пластины. Содержимое каждого транзистора устанавливается в 1 или 0 во время этого процесса, и после записи данные остаются неизменными.

Для считывания данных активируется линия слова, подключенная к ячейке, которую нужно прочитать, а другие линии слова деактивируются. Затем определяется ток в линии бита, подключенной к ячейке, при этом ток указывает на 1, а отсутствие тока указывает на 0.

Типы ПЗУ маски

Масочные ПЗУ используют три метода записи данных: диффузию, контакт и ионную имплантацию.

1. Метод диффузии

Применимо к типу NOR, где на пластине формируются только транзисторы с данными 1, исключая транзисторы с данными 0. Однако он имеет ограниченное применение из-за длительного времени изготовления.

2. Метод контакта

Также применимый к типу NOR, этот метод подразумевает отсутствие подключения источника транзисторов с данными 0 к битовой линии. Время его изготовления короче, поскольку оно зависит от того, сделаны ли контактные отверстия, соединяющие транзисторы и проводку, во второй половине процесса изготовления пластины.

3. Метод ионной имплантации

Совместимый с типами NAND и NOR, этот метод имплантирует ионы в транзисторы для изменения их пороговых напряжений. Транзисторы с относительно высокими пороговыми напряжениями устанавливаются на 0, а транзисторы с низкими пороговыми напряжениями устанавливаются на 1.

Как выбрать ПЗУ с маской

Помимо масочных ПЗУ, EEPROM и флэш-память также доступны как типы ПЗУ, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

1. EEPROM

Этот тип ПЗУ позволяет пользователям перезаписывать его содержимое. Его можно использовать как для чтения, так и для записи без специальных процедур, что делает его пригодным для записи информации о конфигурации компьютера.

2. Флэш-память

Флэш-память позволяет легко записывать и стирать данные, сохраняя содержимое даже при отключении питания. Обычно используется в картах памяти и USB-флеш-накопителях для хранения данных.

3. Преимущества масочного ПЗУ

Более низкие производственные затраты по сравнению с флэш-памятью и EPROM. Более простые периферийные схемы и структуры ячеек приводят к высоким уровням интеграции среди полупроводниковых запоминающих устройств.

4. Недостатки масочного ПЗУ

Требуются первоначальные затраты на разработку маски. Процесс производства занимает от нескольких дней до месяца, чтобы начать массовое производство. Изменение содержимого записи требует переделки маски, а обновления программы, такие как исправление ошибок, являются сложной задачей.