Memoria rom

Informatica Bachillerato

1. PROFESIONAL: Heidy Janeth Guzmán Pérez

PROFESIÒN: Bachiller En Computación


ÀREA: Producción de Contenidos Digitales

DOCENTE: Osberto Moreno

CICLO ESCOLAR: 2019

2. INTRODUCION




La memoria solo para lectura. Es la parte del almacenamiento principal dla computadora que no
pierde su contenido cuando se interrumpe la energía. Contiene programas esenciales del sistema
que ni la computadora ni el usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el
funcionamiento cada vez que se enciende la computadora.

3. MEMORIA ROM

conocida por su acrónimo, Read Only Memory). En su sentido más estricto, se refiere sólo a
máscara ROM en inglés MROM (el más antiguo tipo de estado sólido ROM), que se fabrica con los
datos almacenados de forma permanente, y por lo tanto, su contenido no puede ser modificado.
Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM se pueden borrar y volver a
programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de sólo lectura (ROM), porque el
proceso de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se
permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los
dispositivos reprogramables son más flexibles y económicos, por dicha razón, las máscaras ROM
no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007.
Historia

El tipo más simple de ROM en estado sólido es de la misma antigüedad que la propia tecnología
semiconductora. Las puertas lógicas combinacionales pueden usarse en conjunto para indexar una
dirección de memoria de n bits en valores de m bits de tamaño (una tabla de consultas). Con la
invención de los circuitos integrados se desarrolló la máscara ROM. La máscara ROM consistía en
una cuadrícula de líneas formadas por una palabra y líneas formadas por un bit seleccionadas
respectivamente a partir de cambios en el transistor. De esta manera podían representar una
tabla de consultas arbitraria y un lapso de propagación deducible.
En las máscaras ROM los datos están codificados en el mismo circuito, así que sólo se pueden
programar durante la fabricación. Esto acarrea serias desventajas:
1. Sólo es económico comprarlas en grandes cantidades, ya que el usuario contrata fundiciones
para producirlas según sus necesidades.
2. El producto entre completar el diseño de la máscara y recibir el resultado final es muy largo.
3. Son inútiles para I+D por el hecho de que durante el desarrollo se ha de producir más de una.
4. Si un producto tiene un error en la máscara, la única manera de arreglarlo es cambiando
físicamente la ROM.
Los desarrollos posteriores tomaron en cuenta estas deficiencias, así pues se creó la memoria de
sólo lectura programable (PROM). Inventada en 1956 permitía a los usuarios modificarla sólo una
vez con la aplicación de pulsos de alto voltaje. Eliminó los problemas 1 y 2 antes mencionados, ya
que el usuario podía pedir gran cantidad de PROMs vacías y programarlas con el contenido
necesario elegido por los diseñadores. En 1971 se desarrolló la memoria de sólo lectura
programable y borrable (EPROM) que permitía reiniciar su contenido exponiendo el dispositivo a
fuertes rayos ultravioleta. De esta manera erradicaba el punto 3 de la anterior lista. Más tarde
en 1983 se inventó la EEPROM, resolviendo el conflicto número 4 de la lista ya que se podía

4. reprogramar el contenido mientras proveyese un mecanismo para recibir contenido externo (por
ejemplo, a través de un cable serial). En medio de la década de 1980 Toshiba inventó la memoria
flash, una forma de EEPROM que permitía eliminar y reprogramar contenido en una misma
operación mediante pulsos eléctricos miles de veces sin sufrir ningún daño.
Todas estas tecnologías mejoraron la versatilidad y flexibilidad de la ROM aunque el costo
por chip incrementaba. Por eso las máscaras ROM fueron la solución económica durante bastantes
años. Aún así, hay que tener en cuenta que las nuevas tecnologías con más capacidad de
modificación estuvieron diseñadas para eliminar del mercado a las ROM y reemplazarla.
El producto más reciente es la memoria NAND, otra vez desarrollada por Toshiba. Los diseñadores
rompieron explícitamente con el pasado diciendo que enfocaba "ser un reemplazo de los discos
duros y no de la antigua ROM. En 2007, NAND ha avanzado bastante en su meta, ofreciendo un
rendimiento comparable al de los discos duros, una mejor tolerancia a los choques físicos y una
miniaturización extrema (como por ejemplo memorias USB y tarjetas de memoria MicroSD).
Velocidad de la Rom
Velocidad de lectura
Aunque la velocidad relativa de RAM vs ROM ha variado con el tiempo, desde el año 2007 La
memoria RAM es más rápida para la lectura que la mayoría de las memorias ROM, por lo tanto el
contenido ROM se suele traspasar normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza.
Velocidad de escritura
Para esos tipos de ROM que puedan ser modificados eléctricamente, la velocidad es mucho más
lenta que la velocidad de lectura, y puede requerir excepcionalmente alto voltaje,
Clasificación de las memorias ROM

ROM (programables por máscara)
PROM (programables por el usuario)
PROM de fusibles
OTPROM (PROM programables una vez, no admiten borrado)
EPROM (PROM borrables)
UVPROM (PROM borrables por rayos ultravioleta)
EEPROM (PROM borrables eléctricamente)
EPROM flash (borrables eléctricamente).

5. Memoria ROM de Máscara

Esta memoria se conoce simplemente como ROM y se caracteriza porque la información

Memoria ROM con máscara.gif
contenida en su interior se almacena durante su construcción y no se puede alterar. Son memorias
ideales para almacenar microprogramas, sistemas operativos, tablas de conversión y caracteres.
Generalmente estas memorias utilizan transistores MOS para representar los dos estados lógicos
(1 ó 0). La programación se desarrolla mediante el diseño de un negativo fotográfico

Organización interna de una Memoria ROM.gif
llamado máscara donde se especifican las conexiones internas de la memoria. Las celdas de
memoria se organizan en grupos para formar registros del mismo tamaño y estos se ubican
físicamente formando un arreglo.

Memoria PROM
Esta memoria es conocida como ROM programable de la sigla en inglés Programmable Read Only
Memory. Este tipo de memoria a diferencia de la ROM no se programa durante el proceso de
fabricación, en vez de ello la programación la efectúa el usuario y se puede realizar una sola vez,
después de la cual no se puede borrar o volver a almacenar otra información.
El proceso de programación es destructivo, es decir, que una vez grabada, es como si fuese una
ROM normal. Para almacenar la información se emplean dos técnicas: por destrucción de fusible o
por destrucción de unión. Comúnmente la información se programa o quema en las diferentes
celdas de memoria aplicando la dirección en el bus de direcciones, los datos en los buffers de
entrada de datos y un pulso de 10 a 30V, en una terminal dedicada para fundir los fusibles
correspondientes. Cuando se aplica este pulso a un fusible de la celda, se almacena un 0 lógico, de
lo contrario se almacena un 1 lógico (estado por defecto), quedando de esta forma la información
almacenada de forma permanente.
El proceso de programación de una PROM generalmente se realiza con un equipo especial llamado
quemador. Este equipo emplea un mecanismo de interruptores electrónicos
controlados por software que permiten cargar las direcciones, los datos y genera los pulsos para
fundir los fusibles del arreglo interno de la memoria. En la figura 2.2. se indica de forma
esquemática la función del programador.

6. Memoria EPROM
Este tipo de memoria es similar a la PROM con la diferencia que la información se puede borrar

Memoria EPROM.
y volver a grabar varias veces. Su nombre proviene de la sigla en inglés Erasable Read Only
Memory.
La programación se efectúa aplicando en un pin especial de la memoria una tensión entre 10 y 25
Voltios durante aproximadamente 50 ms, según el dispositivo, al mismo tiempo se direcciona la
posición de memoria y se pone la información a las entradas de datos. Este proceso puede tardar
varios minutos dependiendo de la capacidad de memoria.
La memoria EPROM, tal como las memorias vistas anteriormente se compone de un arreglo de
transistores MOSFET de Canal N de compuerta aislada.
Cada transistor tiene una compuerta flotante de SiO2 (sin conexión eléctrica) que en estado
normal se encuentra apagado y almacena un 1 lógico. Durante la programación, al aplicar una
tensión (10 a 25V) la región de la compuerta queda cargada eléctricamente, haciendo que el
transistor se encienda, almacenando de esta forma un 0 lógico. Este dato queda almacenado de
forma permanente, sin necesidad de mantener la tensión en la compuerta ya que la carga
eléctrica en la compuerta puede permanecer por un período aproximado de 10 años.
Por otra parte el borrado de la memoria se realiza mediante la exposición del dispositivo a rayos
ultravioleta durante un tiempo aproximado de 10 a 30 minutos. Este tiempo depende del tipo de
fabricante y para realizar el borrado, el circuito integrado dispone de una ventana de cuarzo
transparente, la cual permite a los rayos ultravioleta llegar hasta el material foto conductivo
presente en las compuertas aisladas y de esta forma lograr que la carga se disipe a través de este
material apagando el transistor, en cuyo caso todas las celdas de memoria quedan en 1 lógico.
Generalmente esta ventana de cuarzo se ubica sobre la superficie del encapsulado y se cubre con
un adhesivo para evitar la entrada de luz ambiente que pueda borrar la información, debido a su
componente UV.
Memoria EEPROM

7. Memoria EEPROM.gif
La memoria EEPROM es programable y borrable eléctricamente y su nombre proviene de la sigla
en inglés Electrical Erasable Programmable Read Only Memory. Actualmente estas memorias se
construyen con transistores de tecnología MOS (Metal Oxide Silice) y MNOS (Metal Nitride-Oxide
Silicon).
Las celdas de memoria en las EEPROM son similares a las celdas EPROM y la diferencia básica se
encuentra en la capa aislante alrededor de cada compuesta flotante, la cual es más delgada y no
es fotosensible.
La programación de estas memorias es similar a la programación de la EPROM, la cual se realiza
por aplicación de una tensión de 21 Voltios a la compuerta aislada MOSFET de cada transistor,
dejando de esta forma una carga eléctrica, que es suficiente para encender los transistores y
almacenar la información. Por otro lado, el borrado de la memoria se efectúa aplicando tensiones
negativas sobre las compuertas para liberar la carga eléctrica almacenada en ellas.
Esta memoria tiene algunas ventajas con respecto a la Memoria EPROM, de las cuales se pueden
enumerar las siguientes:
Las palabras almacenadas en memoria se pueden borrar de forma individual.
Para borra la información no se requiere luz ultravioleta.
Las memorias EEPROM no requieren programador.
Para reescribir no se necesita se necesita hacer un borrado previo.
Se pueden reescribir aproximadamente unas 1000 veces sin que se observen problemas para
almacenar la información.
Nota: El tiempo de almacenamiento de la información es similar al de las EPROM, es decir
aproximadamente 10 años.
Memoria EPROM flash

La memoria FLASH es similar a la EEPROM, es decir que se puede programar y borrar

8. Celda de memoria de una FLASH.gif
eléctricamente. Sin embargo esta reúne algunas de las propiedades de las memorias
anteriormente vistas, y se caracteriza por tener alta capacidad para almacenar información y es de
fabricación sencilla, lo que permite fabricar modelos de capacidad equivalente a las EPROM a
menor costo que las EEPROM.
Las celdas de memoria se encuentran constituidas por un transistor MOS de puerta apilada, el cual
se forma con una puerta de control y una puerta aislada, tal como se indica en la figura 4.1. La
compuerta aislada almacena carga eléctrica cuando se aplica una tensión lo suficientemente alta
en la puerta de control. De la misma manera que la memoria EPROM, cuando hay carga eléctrica
en la compuerta aislada, se almacena un 0, de lo contrario se almacena un 1.
Las operaciones básicas de una memoria Flash son la programación, la lectura y borrado.
Como ya se mencionó, la programación se efectúa con la aplicación de una tensión (generalmente
de 12V o 12.75 V) a cada una de las compuertas de control, correspondiente a las celdas en las
que se desean almacenar 0’s. Para almacenar 1’s no es necesario aplicar tensión a las compuertas
debido a que el estado por defecto de las celdas de memoria es 1.
La lectura se efectúa aplicando una tensión positiva a la compuerta de control de la celda de

Proceso de descarga de una celda de memoria FLASH.gif
Memoria, en cuyo caso el estado lógico almacenado se deduce con base en el cambio de estado
del transistor:
Si hay un 1 almacenado, la tensión aplicada será lo suficiente para encender el transistor y hacer
circular corriente del drenador hacia la fuente.
Si hay un 0 almacenado, la tensión aplicada no encenderá el transistor debido a que la carga
eléctrica almacenada en la compuerta aislada.
Para determinar si el dato almacenado en la celda es un 1 ó un 0, se detecta la corriente
circulando por el transistor en el momento que se aplica la tensión en la compuerta de control.
El borrado consiste en la liberación de las cargas eléctricas almacenadas en las compuertas
aisladas de los transistores. Este proceso consiste en la aplicación de una tensión lo
suficientemente negativa que desplaza las cargas como se indica en la figura 4.2.
.

9. BIOS





En el terreno de los PC compatibles IBM, el sistema básico de entrada-salida o BIOS (del
inglés Basic Input/Output System) es un estándar de facto que define
la interfaz de firmware para computadoras IBM PC compatibles.1 También es conocido como BIOS
del sistema, ROM BIOS2 y BIOS de PC. El nombre se originó en 1975, en el BIOS usado por
el sistema operativo CP/M.34
El firmware del BIOS es instalado dentro de la computadora personal (PC), y es el primer programa
que se ejecuta cuando se enciende la computadora.
El propósito fundamental del BIOS es iniciar y probar el hardware del sistema y cargar un gestor de
arranque o un sistema operativo desde un dispositivo de almacenamiento de datos. Además, el
BIOS provee una capa de abstracción para el hardware, por ejemplo, que consiste en una vía para
que los programas de aplicaciones y los sistemas operativos interactúen con el teclado, el monitor
y otros dispositivos de entrada/salida. Las variaciones que ocurren en el hardware del sistema
quedan ocultos por el BIOS, ya que los programas usan servicios de BIOS en lugar de acceder
directamente al hardware. Los sistemas operativos modernos ignoran la capa de abstracción
provista por el BIOS y acceden al hardware directamente.
El BIOS del PC/XT de IBM original no tenía interfaz interactiva con el usuario. Los mensajes de
error eran mostrados en la pantalla, o codificados por medio de una serie de sonidos. Las opciones
en la PC y el XT se establecían por medio de interruptores y jumpers en la placa base y en
las placas de los periféricos. Las modernas computadoras compatibles Wintel proveen una rutina
de configuración, accesible al iniciar el sistema mediante una secuencia de teclas específica. El
usuario puede configurar las opciones del sistema usando el teclado y el monitor.
El software del BIOS es almacenado en un circuito integrado de memoria ROM no volátil en
la placa base. Está específicamente diseñado para trabajar con cada modelo de computadora en
particular, interconectando los diversos dispositivos que componen el conjunto de chips
complementarios del sistema. En computadoras modernas, el BIOS está almacenado en
una memoria flash, por lo que su contenido puede ser reescrito sin retirar el circuito integrado de
la placa base. Esto permite que el BIOS sea fácil de actualizar para agregar nuevas características o
corregir errores, pero puede hacer que la computadora sea vulnerable a los rootkit de BIOS.

10. El MS-DOS (PC DOS) fue el sistema operativo de PC dominante desde principios de la década de
1980 hasta mediados de la década de 1990. Dependía de los servicios del BIOS para las funciones
de disco, teclado y visualización de textos. Windows NT, Linux y otros sistemas operativos
de modo protegido en general no lo usan después de cargarse en memoria.
La tecnología de BIOS está en un proceso de transición hacia la interfaz de firmware extensible
unificada (UEFI) desde el año 2010.5
Historia
El acrónimo BIOS fue inventado por Gary Kildall6 y apareció por primera vez en 1975 en el sistema
operativo CP/M3478 describiendo la parte específica de la máquina del CP/M cargado durante el
arranque que interactúa directamente con el hardware4 (por lo general, una máquina de CP/M
solo tiene un simple arranque en su ROM).
Las versiones de MS-DOS o PC DOS contienen un archivo denominado bajo alguno de los
siguientes nombres: IO.SYS, IBMBIO.COM, IBMBIO.SYS, o DRBIOS.SYS. Este archivo se conoce
como el BIOS DOS o Sistema I/O DOS, y contiene la parte de hardware específico de bajo nivel del
sistema operativo. Junto con el hardwareespecífico, pero independiente del BIOS del sistema
subyacente al sistema operativo que reside en la memoria ROM, este representa el análogo
al CP/M BIOS.
En otros tipos de computadoras, se emplean en su lugar los términos monitor de arranque, gestor
de arranque, y ROM de arranque. Algunos equipos basados en PowerPC y Sun utilizan Open
Firmware para este propósito.
Con la introducción de las máquinas PS/2, IBM dividió el sistema BIOS en porciones en modo real y
modo protegido. La porción de modo real estaba destinada a proporcionar retrocompatibilidad
con los sistemas operativos como DOS, y por lo tanto fue nombrado CBIOS (para compatibilidad
del BIOS), mientras que el ABIOS (por Advanced BIOS) proporcionaba nuevas interfaces adaptadas
específicamente para sistemas operativos multitarea como OS/2.
Hay algunas alternativas a la funcionalidad de la legacy BIOS en el mundo x86: Extensible Firmware
Interface, Open Firmware (usado en la OLPC XO-1), y Coreboot.
Funcionamiento
Cuando se reinicia el procesador x86, se carga el contador de programa con una dirección fija en la
parte superior del espacio de direccionamiento en modo real de 1 megabyte. La dirección de la
memoria de la BIOS está situado de tal manera que se ejecutará cuando el equipo se pone en
marcha primero. Entonces, una instrucción de salto dirige el procesador para iniciar la ejecución
de código en la BIOS. Si el sistema acaba de ser encendido o el botón de reinicio fue presionado
(arranque en frío), se ejecuta completamente la autoprueba de encendido (POST). Si se
inició Ctrl+Alt+Supr ("arranque en caliente"), se detecta un valor de indicador especial en
la memoria no volátil (NVRAM) y el BIOS no se ejecuta el POST. Esto ahorra el tiempo utilizado de

11. otra manera para detectar y probar toda la memoria. La NVRAM está en el reloj en tiempo
real (RTC).
El indicador de pruebas de autodiagnóstico, identifica e inicializa los dispositivos del sistema, como
la CPU, la RAM, interruptores y controladores DMA y otras partes del chipset, tarjeta de
vídeo, teclado, unidad de disco duro, unidad de disco óptico y otro hardware básico. La BIOS
localiza el software gestor de arranque celebrada en un dispositivo almacenamiento designado
como dispositivo de arranque, tal como un disco duro, un disquete, CD o DVD, carga y ejecuta
ese software, dándole el control del WC . Este proceso se conoce como arranque o secuencia de
arranque.
Actualización Firmware
Para una referencia de placa base el fabricante puede publicar varias revisiones del BIOS, en las
cuales se solucionan problemas detectados en los primeros lotes, se codifican mejores
controladores o se da soporte a nuevos procesadores.
La actualización de este firmware puede ser realizado con algún programa para quemar una nueva
versión directamente desde el sistema operativo, los programas son propietarios de cada
compañía desarrolladora del firmware y por lo general pueden conseguirse en internet junto al
BIOS propiamente dicho.
La actualización del BIOS es percibida como no exenta de riesgos, dado que un fallo en el
procedimiento conduce a que la placa base no arranque. Debido a ello algunos fabricantes usan
sistemas como el bloqueo de arranque, que es una porción de BIOS que está protegida y que no es
actualizable a diferencia del resto del firmware.
Overclocking
Algunos chips de BIOS permiten el overclocking, una acción en el que la CPU se ajusta a
una velocidad de reloj más alta que su ajuste de fábrica. De manera previsora, es altamente
recomendable realizar la implementación de un sistema de refrigeración y control de temperatura
correcto y confiable que asegure la preservación de la integridad estructural de los componentes
electrónicos que serán afectados por la acción del overclocking, incluyendo la protección de
componentes como el bus, chips y múltiples dispositivos electrónicos adicionales, considerando la
regla de proporcionalidad descrita como el Efecto Joule: "la cantidad de calor producido por un
alambre (conductor eléctrico), es proporcional al cuadrado de la corriente que pasa a través del
alambre conductor, multiplicado por la resistencia eléctrica del mismo." El overclocking podría
comprometer seriamente la confiabilidad del sistema en computadoras insuficientemente
refrigeradas y provocar la reducción de la vida útil de sus componentes. De realizarse
correctamente, el overclocking puede asegurar la integridad estructural e incremento en el
rendimiento de los componentes electrónicos en la placa base, de otro modo podría ocasionar el
sobrecalentamiento de los componentes y su autodestrucción instantánea.
Firmware en tarjetas adaptadoras

12. Un sistema puede contener diversos chips con firmware BIOS además del que existe en la placa
base: tarjetas de vídeo, de red y otras cargan trozos de código en la memoria (con ayuda de la
BIOS principal) que permite el funcionamiento de esos dispositivos.

La BIOS de video es visible como un integrado separado.
Tarjetas de vídeo
A diferencia de otros componentes del sistema, la tarjeta de vídeo debe funcionar desde el
arranque inicial, mucho antes de que cualquier sistema operativo esté siendo cargado en la
memoria RAM: en los sistemas con vídeo integrado, la BIOS de la placa base contiene las rutinas
necesarias para hacer funcionar el vídeo de la placa.
Los primeros ordenadores (que no poseían vídeo integrado) tenían BIOS capaces de controlar
cualquier tarjeta adaptadora MDA y CGA. En 1984 cuando aparecieron sistemas nuevos como
el EGA fue necesario agregar una BIOS de vídeo para mantener la compatibilidad con esos
sistemas que no tenían las rutinas de manejo para el nuevo estándar; desde esa época las tarjetas
de vídeo incluyen un firmware propio.
El BIOS de estas adaptadoras provee herramientas básicas para manejar el hardware de vídeo que
ofrece la tarjeta. Cuando el computador inicia, algunas de esas tarjetas muestran en pantalla la
marca de la misma, el modelo y la versión del firmware además del tamaño de la memoria de
vídeo.
El mercado de los BIOS
La gran mayoría de los proveedores de placas base de arquitectura x86 delegan a terceros la
producción de los BIOS. Los fabricantes suelen escribir y publicar actualizaciones del firmware en
las cuales se corrigen problemas o se da compatibilidad a nuevos productos.
Los principales proveedores de BIOS son American Megatrends (AMI) y Phoenix Technologies (que
compró Award Software International en 1998).
Existen proyectos de BIOS bajo el esquema de software libre, como Coreboot, que
ofrecen firmware alternativos para unas pocas referencias de placas base.

13. Conclusión


Lo citado anteriormente ha exigido a los fabricantes de memorias, la constante actualización de las
mismas, superándose una y otra vez en velocidad, capacidad y almacenamiento.