ROM只读存储器的优点及类型

只读存储器有两个显著的优点：

1)结构简单，位密度比可读/写存储器高;

2)具有非易失性，所以可靠度较高。

通常采用ROM存放系统监控程序，数据表格等。

ROM的电路结构主要由地址译码器，存储矩阵和输出缓冲器组成。

地址译码器根据地址信号总线，选中相应的存储单元。假设译码器有j条地址输入线，则可以寻址2的j次方个存储器单元，则存储矩阵由2的j次方个存储器单元组成，每个存储单元为k位。

输出缓冲器具有三态功能，受控制信号控制，当控制信号有效时，才将存储单元的数据输出到数据总线上，否则数据总线呈现高阻状态。

如前文所述，ROM可以分为5类，特性如下。

1)掩模工艺ROM(maskrom)

这种ROM一般由生产厂家根据用户的需求而定制，适用于大批量生产和使用。这种ROM的结构简单，集成度高，但制作成本也很高，只有在大量生产某种定型的ROM产品时才采用该工艺定制所需的ROM。

存储器从译码方式上看，可分为字译码结构和复合译码结构两种，MOS只读存储器也不例外。

字译码结构

如下图为一个4*4位的MOS ROM图，采用字译码结构，由两线的地址译码器进行两位地址输入，经译码后，输出4条选择线，每一条选中一个字，位线输出即为该字的各个位，即数据线。在图示的存储矩阵中，有的字线连着MOS管，有的没有，这是制造时由二次光刻机的图形(掩模)所决定的，所以把它叫做掩模式ROM。

例如当A1A0=01时，字线2为高电平，则与字线2相连的MOS管导通，位线1和位线3为低电平，输出0，另外两个没有与字线2相连的位线为高电平，输出1。

复合译码结构

当地址线数增大时，译码器的输出线数将会呈现指数规律上升，变得很大，给工艺加工带来不便。实际设计中，往往采用行列两个方向同时译码的复合译码结构。

如下图为1024*1的MOS ROM结构图。1024个单元若采用字译码结构，10根地址线，会有1024根输出线，现在将10根地址线分成两组，分别经过行和列译码，分别产生32根选择线，共计64根，这比1024根少很多。

2)可编程的只读存储器PROM

PROM只允许用编程器写入一次，在出厂时，存储的内容全为1，用户可以根据需要将其中某些单元写入数据0，以实现对其编程的目的。

3)可擦除可编程的只读存储器EPROM

这是国内用的较多的程序存储器，其特点就是具有可擦除功能，擦除后即可进行再编程，用户可以反复编程使用，但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。

这一类芯片特别容易识别，在芯片外壳上方的中央有一个圆形窗口的”石英玻璃窗”，在紫外线照射下，存储器的各位信息均变为1，即擦除。

擦除后通过编程器可将应用程序固化到芯片中。随着电可擦除存储器件的大量出现，EPROM存储器慢慢退出主流市场。

4)电可擦除可编程的只读存储器EEPROM

最大的优点是可直接电信号擦除和写入。具有ROM的非易失性，又有RAM的随机读写特性。但是内容擦除和写入的时间比较长，约10mS。

其可以通过读写操作进行逐个存储单元读出和写入，且读写操作与RAM几乎没什么差别，所不同的是写入速度慢一些，断电后能保存信息。缺点就是重编程时间比较长，有效重编程次数也比较低，所以不能取代RAM。

5)快闪存储器ROM(Flash ROM)

Flash ROM是在EPROM和EEPROM基础上发展起来的，其读写速度快，存取时间可达20nS，所以也叫闪速存储器，简称闪存。

目前很多单片机内均采用Flash作为程序存储器。很多Flash内部集成DC/DC变换器，使读，写，擦除，编程使用单一电压，从而使在系统编程成为可能，可重复擦写10万次以上，数据可靠保持超过10年。

闪存必须按块(Block)擦除，每个区块大小不定，不同厂商有不同规格，而EEPROM一次只能擦除1字节。也不能取代RAM，因为RAM需要按字节改写。