ROM और ROM के प्रकार कैसे काम करता है?

Read-Only Memory (Rom Aur Rom Ke Prakar Kaise Kaam Karta Hai) ROM कैसे काम करता है, और आइए विभिन्न प्रकार के ROM के बारे में जानें।

ROM के Types कैसे Work करता है?, जिसे फर्मवेयर के रूप में भी जाना जाता है, एक Integrated Circuit है जब इसे निर्मित किया जाता है तो विशिष्ट डेटा के साथ Program किया जाता है । ROM Chips का उपयोग केवल कंप्यूटरों में ही नहीं, बल्कि अधिकांश अन्य इलेक्ट्रॉनिक वस्तुओं में भी किया जाता है।

ROM के प्रकार – Types of ROM in Hindi

ROM के 5 मूल प्रकार हैं।

  • ROM
  • PROM
  • EPROM
  • EEPROM
  • Flash Memory

प्रत्येक प्रकार की Unique Characteristics होती हैं, जिनके बारे में आप इस लेख में जानेंगे, लेकिन वे सभी प्रकार की Memory हैं जिनमें दो चीजें समान हैं:

  • यह Chips में Stored डेटा Non Volatile है – जब बिजली चले जाती है तो भी यह Data नहीं खोता है।
  • इन Chips में Stored डेटा या तो अपरिवर्तनीय है या बदलने के लिए एक विशेष ऑपरेशन की आवश्यकता है (RAM के विपरीत, जिसे आसानी से पढ़ा जा सकता है)।

इसका मतलब है कि Chip से पावर स्रोत को हटाने से यह किसी भी Data को खोने का कारण नहीं होगा।

ROM का कार्य – ROM Works in Hindi

RAM के समान, ROM के Chips में Columns और Rows का एक ग्रिड होता है। लेकिन जहां Columns और Rows प्रतिच्छेद करती हैं, ROM Chips मौलिक रूप से RAM Chips से भिन्न होते हैं। जबकि RAM प्रत्येक चौराहे पर एक Capacitor तक पहुंच को चालू या बंद करने के लिए Transistor का उपयोग करता है, ROM लाइनों को जोड़ने के लिए एक Diode का उपयोग करता है यदि मान 1 है। यदि मान 0 है, तो लाइनें बिल्कुल भी Connect नहीं होती हैं।

BIOS फ्लैश मेमोरी का उपयोग करता है। जो ROM का एक प्रकार है।

एक Diode आमतौर पर करंट को केवल एक ही दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है और एक निश्चित सीमा होती है, जिसे आगे के Break Over के रूप में जाना जाता है, जो यह निर्धारित करता है कि Diode के इस पर से गुजरने से पहले कितना करंट आवश्यक है। Silicon आधारित वस्तुओं जैसे Processor और Memory Chips में, आगे का टूटने वाला वोल्टेज लगभग 0.6 वोल्ट है। एक Diode के अद्वितीय गुणों का लाभ उठाकर, एक ROM चिप एक Charge भेज सकता है जो कि एक विशेष Cell में कनेक्ट करने के लिए Selected row के साथ उपयुक्त Column के आगे के ब्रेकओवर के ऊपर होता है।

यदि उस सेल में एक Diode मौजूद है, तो चार्ज Ground के माध्यम से आयोजित किया जाएगा, और, Binary System के तहत, सेल को “ON” (1 का मान) के रूप में पढ़ा जाएगा। ROM का साफ हिस्सा यह है कि यदि सेल का मान 0 है, तो Columns और Rows को जोड़ने के लिए उस चौराहे पर कोई Diode नहीं है। तो Columns पर चार्ज Rows में स्थानांतरित नहीं होता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, जिस तरह से एक ROM Chip काम करती है वह चिप बनने पर सही और पूर्ण डेटा की Programming की आवश्यकता होती है। आप Standard ROM Chip को दोबारा नहीं लिख सकते हैं और न ही Program कर सकते हैं। यदि यह गलत है, या डेटा को Update करने की आवश्यकता है, तो आपको इसे दूर फेंकना और शुरू करना होगा। ROM चिप के लिए Original Template बनाना अक्सर परीक्षण और त्रुटि से भरा एक Laborious Process है। लेकिन ROM chips के लाभ कमियों से आगे निकल जाते हैं।

एक बार टेम्प्लेट पूरा हो जाने के बाद, वास्तविक चिप्स की कीमत कुछ सेंट जितनी कम हो सकती है। वे बहुत कम शक्ति का उपयोग करते हैं, अत्यंत विश्वसनीय हैं और, अधिकांश छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के मामले में, डिवाइस को नियंत्रित करने के लिए सभी आवश्यक Programming होते हैं। एक महान उदाहरण Singing Fish के खिलौने में Small Chip है। यह Chip, आपके नख के आकार के बारे में, ROM में 30-सेकंड के Song Clips और Music के लिए Motors को Synchronize करने के लिए नियंत्रण कोड शामिल हैं।

PROM (PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY)

Scratch से पूरी तरह से ROM Chips बनाने में बहुत समय लगेगा और कम मात्रा में बनाना बहुत महंगा है। इस कारण से, मुख्य रूप से, Developers ने एक प्रकार का ROM बनाया, जिसे Programmable Read-Only Memory (PROM) के रूप में जाना जाता है। खाली PROM Chips को सस्ते में खरीदा जा सकता है और Programmer नामक एक Special Tool के साथ किसी के द्वारा Coded किया जा सकता है।

PROM Chips में साधारण ROM की तरह ही Columns और Rows का एक ग्रिड होता है। अंतर यह है कि एक PROM चिप में Column और Row के प्रत्येक चौराहे को जोड़ने वाला एक Fuse होता है। Column के माध्यम से भेजा गया एक Charge, सेल में Fuse से होकर एक ग्राउंडेड Row के पास जाएगा, जिसका Value 1 होता है। चूंकि सभी Cells में Fuse होता है, इसलिए PROM चिप की सभी प्रारंभिक (Blank) स्थिति 1s होती है।

Cell के मान को 0 में बदलने के लिए, आप Cell को करंट की एक Specific Amount भेजने के लिए एक Programmer का उपयोग करते हैं। High Voltage फ्यूज को जलाकर Column और Row के बीच के संबंध को तोड़ देता है। इस प्रक्रिया को PROM को जलाने के रूप में जाना जाता है।

PROM को केवल एक बार Program किया जा सकता है। वे ROM से अधिक नाजुक हैं। Static Electricity का एक झटका आसानी से PROM में फ़्यूज़ का कारण बन सकता है, आवश्यक बिट्स को 1 से 0 तक बदल देता है। लेकिन खाली PROM सस्ती हैं और ROM की महंगी निर्माण प्रक्रिया से पहले ROM के लिए डेटा को Prototype करने के लिए महान हैं।

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EPROM (ERASABLE AND PROGRAMABLE READ ONLY MEMORY)

ROM और PROM के साथ काम करना एक Wasteful Business हो सकता है। भले ही वे प्रति Chip सस्ती हैं, लेकिन लागत समय के साथ बढ़ सकती है। Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM) इस मुद्दे को संबोधित करती है। EPROM चिप्स को कई बार फिर से लिखा जा सकता है। EPROM को मिटाने के लिए एक Special Tool की आवश्यकता होती है जो पराबैंगनी (Ultraviolet) प्रकाश की एक निश्चित Frequency का उत्सर्जन करता है। EPROM को एक EPROM प्रोग्रामर का उपयोग करके Configure किया गया है जो इस्तेमाल किए गए EPROM के प्रकार के आधार पर Specified levels पर वोल्टेज प्रदान करता है।

एक बार फिर हमारे पास Columns और Rows का एक ग्रिड है। EPROM में, प्रत्येक चौराहे पर Cell में दो ट्रांजिस्टर होते हैं। दो ट्रांजिस्टर एक पतली Oxide परत द्वारा एक दूसरे से अलग होते हैं। ट्रांजिस्टर में से एक को Floating Gate और दूसरे को Control Gate के रूप में जाना जाता है। Floating Gate केवल Row से लिंक होते हैं जो Control Gate के माध्यम से होता है। जब तक यह लिंक लागू होता है, तब तक Cell का मान 1 होता है।

मान को 0 में बदलने के लिए Fowler-Nordheim Tunneling नामक एक जिज्ञासु Process की आवश्यकता होती है। Floating Gate में Electrons की Placement को बदलने के लिए Tunneling का उपयोग किया जाता है। Floating Gate पर आमतौर पर 10 से 13 वोल्ट का Electrical Charge लगाया जाता है। चार्ज Column (बिटलाइन) से आता है, Floating Gate में प्रवेश करता है और नालियों को Ground पर ले जाता है।

यह चार्ज Floating-Gate Transistor को Electron Gun की तरह कार्य करने का कारण बनता है। Excited Electrons के माध्यम से धकेल दिया जाता है और पतली Oxide Layer के दूसरी तरफ फंस जाता है, जिससे यह Negative Charge होता है।

ये Negative Charge किए गए इलेक्ट्रॉन, Control Gate और Floating Gate के बीच अवरोध का काम करते हैं। Cell Sensor नामक एक उपकरण Floating Gate से गुजरने वाले चार्ज के स्तर की निगरानी करता है। यदि गेट के माध्यम से प्रवाह चार्ज के 50 प्रतिशत से अधिक है, तो इसका मान 1 है। जब चार्ज 50-प्रतिशत की सीमा से नीचे की बूंदों से गुजर रहा है, तो मान 0 में बदल जाता है। एक रिक्त EPROM में सभी द्वार पूर्ण खुले होते हैं, जिससे प्रत्येक सेल का मान 1 होता है।

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EPROM को फिर से लिखने के लिए, आपको इसे पहले मिटाना होगा। इसे मिटाने के लिए, आपको ऊर्जा के स्तर को पर्याप्त रूप से आपूर्ति करना चाहिए ताकि Floating Gate को रोकने वाले Negative Electrons के माध्यम से तोड़ सकें। एक Standard EPROM में, यह 253.7 की आवृत्ति पर Ultraviolet Light के साथ अच्छा से पूरा होता है। क्योंकि यह Particular Frequency अधिकांश प्लास्टिक या ग्लास में प्रवेश नहीं करेगी, प्रत्येक EPROM चिप में इसके ऊपर एक Quartz Window होती है। EPROM ठीक से काम करने के लिए एक या दो इंच के भीतर Eraser के प्रकाश स्रोत के बहुत पास होना चाहिए।

एक EPROM इरेज़र चयनात्मक नहीं है, यह पूरे EPROM को मिटा देगा। EPROM को उस डिवाइस से निकाला जाना चाहिए जो कई मिनटों के लिए EPROM इरेज़र के Ultaviolet Light के अंदर होती है और रखी जाती है। एक EPROM जिसे बहुत लंबे समय तक छोड़ दिया जाता है वह Over-Erased हो सकता है। ऐसे मामले में, EPROM के अस्थायी फाटकों को इस बिंदु पर लगाया जाता है कि वे Electrons को धारण करने में असमर्थ हैं।

EEPROM and Flash Memory

हालांकि EPROM पुन: Re-Usability के संदर्भ में PROM से एक बड़ा Step हैं, फिर भी उन्हें बदलने के लिए और उन्हें पुनर्स्थापित करने के लिए प्रत्येक बार Dedicated Equipment और एक Labor-Intensive Process की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, परिवर्तन एक EPROM के लिए नहीं की जा सकती, पूरे चिप को मिटा दिया जाना चाहिए। विद्युत रूप से Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM) चिप्स EPROM की सबसे बड़ी कमियां दूर करती हैं।

EEPROM में:

  • Chip को फिर से लिखने के लिए निकालना नहीं पड़ता है।
  • इसके एक विशिष्ट हिस्से को बदलने के लिए पूरी Chip को पूरी तरह से मिटाने की आवश्यकता नहीं है।
  • Contents को बदलने के लिए Additional Dedicated Equipment
  • की आवश्यकता नहीं है।

Ultraviolet Light का उपयोग करने के बजाय, आप एक EEPROM की Cells में Electrons को प्रत्येक Cell के लिए एक विद्युत क्षेत्र के Localized Application के साथ सामान्य में वापस कर सकते हैं। यह EEPROM की Targeted Cells को मिटा देता है, जिसे फिर से लिखा जा सकता है। EEPROM को एक बार में 1 Byte बदला जाता है, जो उन्हें Versatile लेकिन धीमा बनाता है। वास्तव में, EEPROM चिप्स कई Products में उपयोग करने के लिए बहुत धीमी है जो चिप पर Stored डेटा में त्वरित परिवर्तन करते हैं।

निर्माताओं ने Flash Memory के साथ इस Limitation पर प्रतिक्रिया दी, एक प्रकार का EEPROM जो पूरे Chip में एक विद्युत क्षेत्र को लागू करने या Chip नामक पूर्व निर्धारित अनुभागों को मिटाकर Circuit Wiring का उपयोग करता है। Flash Memory पारंपरिक EEPROM की तुलना में बहुत तेजी से काम करती है क्योंकि यह आकार में एक बार में 1 Byte के बजाय, आमतौर पर 512 Bytes डेटा लिखती है।

इस Article में हमने (Rom Aur Rom Ke Prakar Kaise Kaam Karta Hai) ROM और उसके Types के Works को जाना।

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