只讀存儲(chǔ)器有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：

1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，位密度比可讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器高;

2)具有非易失性，所以可靠度較高。

通常采用ROM存放系統(tǒng)監(jiān)控程序，數(shù)據(jù)表格等。

ROM的電路結(jié)構(gòu)主要由地址譯碼器，存儲(chǔ)矩陣和輸出緩沖器組成。

地址譯碼器根據(jù)地址信號(hào)總線，選中相應(yīng)的存儲(chǔ)單元。假設(shè)譯碼器有j條地址輸入線，則可以尋址2的j次方個(gè)存儲(chǔ)器單元，則存儲(chǔ)矩陣由2的j次方個(gè)存儲(chǔ)器單元組成，每個(gè)存儲(chǔ)單元為k位。

輸出緩沖器具有三態(tài)功能，受控制信號(hào)控制，當(dāng)控制信號(hào)有效時(shí)，才將存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)總線上，否則數(shù)據(jù)總線呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。

如前文所述，ROM可以分為5類，特性如下。

1)掩模工藝ROM(maskrom)

這種ROM一般由生產(chǎn)廠家根據(jù)用戶的需求而定制，適用于大批量生產(chǎn)和使用。這種ROM的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，集成度高，但制作成本也很高，只有在大量生產(chǎn)某種定型的ROM產(chǎn)品時(shí)才采用該工藝定制所需的ROM。

存儲(chǔ)器從譯碼方式上看，可分為字譯碼結(jié)構(gòu)和復(fù)合譯碼結(jié)構(gòu)兩種，MOS只讀存儲(chǔ)器也不例外。

字譯碼結(jié)構(gòu)

如下圖為一個(gè)4*4位的MOS ROM圖，采用字譯碼結(jié)構(gòu)，由兩線的地址譯碼器進(jìn)行兩位地址輸入，經(jīng)譯碼后，輸出4條選擇線，每一條選中一個(gè)字，位線輸出即為該字的各個(gè)位，即數(shù)據(jù)線。在圖示的存儲(chǔ)矩陣中，有的字線連著MOS管，有的沒(méi)有，這是制造時(shí)由二次光刻機(jī)的圖形(掩模)所決定的，所以把它叫做掩模式ROM。

例如當(dāng)A1A0=01時(shí)，字線2為高電平，則與字線2相連的MOS管導(dǎo)通，位線1和位線3為低電平，輸出0，另外兩個(gè)沒(méi)有與字線2相連的位線為高電平，輸出1。

復(fù)合譯碼結(jié)構(gòu)

當(dāng)?shù)刂肪€數(shù)增大時(shí)，譯碼器的輸出線數(shù)將會(huì)呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律上升，變得很大，給工藝加工帶來(lái)不便。實(shí)際設(shè)計(jì)中，往往采用行列兩個(gè)方向同時(shí)譯碼的復(fù)合譯碼結(jié)構(gòu)。

如下圖為1024*1的MOS ROM結(jié)構(gòu)圖。1024個(gè)單元若采用字譯碼結(jié)構(gòu)，10根地址線，會(huì)有1024根輸出線，現(xiàn)在將10根地址線分成兩組，分別經(jīng)過(guò)行和列譯碼，分別產(chǎn)生32根選擇線，共計(jì)64根，這比1024根少很多。

2)可編程的只讀存儲(chǔ)器PROM

PROM只允許用編程器寫(xiě)入一次，在出廠時(shí)，存儲(chǔ)的內(nèi)容全為1，用戶可以根據(jù)需要將其中某些單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)0，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其編程的目的。

3)可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器EPROM

這是國(guó)內(nèi)用的較多的程序存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)就是具有可擦除功能，擦除后即可進(jìn)行再編程，用戶可以反復(fù)編程使用，但是缺點(diǎn)是擦除需要使用紫外線照射一定的時(shí)間。

這一類芯片特別容易識(shí)別，在芯片外殼上方的中央有一個(gè)圓形窗口的”石英玻璃窗”，在紫外線照射下，存儲(chǔ)器的各位信息均變?yōu)?，即擦除。

擦除后通過(guò)編程器可將應(yīng)用程序固化到芯片中。隨著電可擦除存儲(chǔ)器件的大量出現(xiàn)，EPROM存儲(chǔ)器慢慢退出主流市場(chǎng)。

4)電可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器EEPROM

最大的優(yōu)點(diǎn)是可直接電信號(hào)擦除和寫(xiě)入。具有ROM的非易失性，又有RAM的隨機(jī)讀寫(xiě)特性。但是內(nèi)容擦除和寫(xiě)入的時(shí)間比較長(zhǎng)，約10mS。

其可以通過(guò)讀寫(xiě)操作進(jìn)行逐個(gè)存儲(chǔ)單元讀出和寫(xiě)入，且讀寫(xiě)操作與RAM幾乎沒(méi)什么差別，所不同的是寫(xiě)入速度慢一些，斷電后能保存信息。缺點(diǎn)就是重編程時(shí)間比較長(zhǎng)，有效重編程次數(shù)也比較低，所以不能取代RAM。

5)快閃存儲(chǔ)器ROM(Flash ROM)

Flash ROM是在EPROM和EEPROM基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其讀寫(xiě)速度快，存取時(shí)間可達(dá)20nS，所以也叫閃速存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱閃存。

目前很多單片機(jī)內(nèi)均采用Flash作為程序存儲(chǔ)器。很多Flash內(nèi)部集成DC/DC變換器，使讀，寫(xiě)，擦除，編程使用單一電壓，從而使在系統(tǒng)編程成為可能，可重復(fù)擦寫(xiě)10萬(wàn)次以上，數(shù)據(jù)可靠保持超過(guò)10年。

閃存必須按塊(Block)擦除，每個(gè)區(qū)塊大小不定，不同廠商有不同規(guī)格，而EEPROM一次只能擦除1字節(jié)。也不能取代RAM，因?yàn)镽AM需要按字節(jié)改寫(xiě)。