¿Qué es Máscara ROM?
Una máscara ROM es una ROM cuyo contenido de memoria se determina cuando la memoria se fabrica en una planta de semiconductores.
La memoria de los semiconductores incluye la memoria de sólo lectura (ROM) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) de lectura y escritura, y la ROM se divide en ROM de máscara y ROM programable. Las máscaras ROM no pueden borrarse ni reescribirse tras su fabricación.
Son las más baratas cuando se fabrican en serie y pueden evitar la reescritura no autorizada de programas después del envío, pero los cambios después de la fabricación son difíciles debido a los largos plazos de desarrollo y fabricación.
Usos de las Máscaras ROM
Las máscaras ROM no pueden borrarse, escribirse ni reescribirse de ninguna forma una vez que han salido de fábrica. Esta característica se utiliza como memoria de datos fija para programas de control de dispositivos integrados, microcódigo de CPU, software de juegos a la venta, fuentes kanji, datos de diccionario, etc.
Además, debido a que los errores no se pueden corregir fácilmente en el programa almacenado si se encuentran, un método común es utilizar una ROM programable durante la etapa de desarrollo del sistema cuando se requieren correcciones, y luego enviar los datos a una planta de fabricación de memorias para fabricar una máscaras ROM una vez que el sistema está terminado.
Principio de las Máscaras ROM
Existen dos tipos de estructuras de las máscaras ROM: el tipo NAND con transistores conectados en serie y el tipo NOR con transistores conectados en paralelo; el tipo NAND es excelente para una alta integración, mientras que el tipo NOR tiene una alta velocidad de funcionamiento.
En ambos tipos, las líneas de señal conectadas a las puertas de los transistores se denominan líneas de palabra y las conectadas a las fuentes se denominan líneas de bit. Una máscaras ROM es un conjunto de transistores (células de memoria) conectados a una rejilla de líneas de palabras y líneas de bits.
Los datos se escriben en la máscara ROM en el proceso de fabricación de obleas en la planta de fabricación de semiconductores. El contenido de cada transistor se escribe a 1 o 0. Una vez escritos, los datos permanecen inalterados.
Para leer los datos, se enciende el potencial de la línea de bits a la que está conectada la célula que se va a leer y se apagan las demás líneas de bits. Se detecta la corriente en la línea de bits a la que está conectada la celda que se va a leer, y se lee 1 si fluye la corriente, y 0 si no fluye.
Tipos de Máscaras ROM
Existen tres métodos para escribir datos en máscaras ROM: difusión, contacto e implantación de iones.
1. Método de Difusión
El método de difusión es aplicable al tipo NOR y sólo forma transistores con datos de 1 en la oblea y no crea transistores con datos de 0. No se utiliza con frecuencia debido al largo tiempo que requiere el proceso de fabricación.
2. Método de Contacto
El método de contacto es aplicable al tipo NOR y no conecta la fuente de un transistor con datos 0 a la línea de bits. El tiempo de fabricación es corto porque depende de si los orificios de contacto que conectan el transistor y el cableado se realizan en la última mitad del proceso de la oblea.
3. Método de Implantación de Iones
El método de implantación de iones puede utilizarse tanto para los tipos NAND como NOR. Se implantan iones en los transistores para cambiar la tensión umbral a la que funcionan, y se escribe 0 en los transistores con una tensión umbral relativamente alta y 1 en los que tienen una tensión umbral baja.
Cómo Seleccionar una Máscara ROM
Además de las máscaras ROM, existen otros tipos de ROM, como la EEPROM y la memoria flash, que deben seleccionarse teniendo en cuenta sus ventajas e inconvenientes.
1. EEPROM
Se trata de una ROM cuyo contenido puede ser re-escrito por el usuario. Se puede utilizar el mismo circuito o dispositivo para leer y escribir, y el contenido se puede cambiar cualquier número de veces sin operaciones especiales. Se utiliza como memoria auxiliar cuando se graba información de configuración del ordenador.
2. Memoria Flash
Permite al usuario escribir y borrar datos fácilmente y conservar el contenido aunque se apague el ordenador. Las tarjetas de memoria son memorias flash con forma de tarjeta. Se utilizan mucho como medio de almacenamiento en teléfonos móviles y cámaras digitales, etc. Al tener un conector USB y una memoria flash, las memorias USB son fáciles de transportar y pueden almacenar datos fácilmente.
3. Ventajas de las Máscaras ROM
El costo de producción en masa es inferior al de las memorias flash y las EPROM. Los circuitos periféricos y la estructura celular son los más sencillos de todas las memorias semiconductoras, con un alto grado de integración.
4. Desventajas de las Máscaras ROM
Se requieren costes iniciales para el desarrollo de máscaras. Se tarda entre varios días y un mes en fabricar la máscara, y se tarda tiempo en iniciar la producción en serie. Si se modifica el contenido de la grabación, hay que volver a fabricar la máscara, lo que significa que no se pueden realizar actualizaciones del programa, como correcciones de errores.