1.4 Микросхемы, используемые в чипах

Термин «программирование микросхем» обозначает процесс записи (занесения) информации в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) микросхемы. Как правило, запись информации (программирование), производится при помощи специальных устройств - программаторов. Хороший программатор позволяет не только записывать, но и считывать информацию, а в ряде случаев, производить и другие действия с микросхемой и информацией находящейся в ней. В зависимости от типа микросхемы со встроенным ПЗУ, это может быть: стирание, защита от чтения, защита от программирования и т.п.

Используя различные признаки, все многообразие микросхем со встроенным ПЗУ можно систематизировать следующим образом:

1. По функциональному назначению:

- Микросхемы памяти;

- Микроконтроллеры с внутренним ПЗУ;

- Микросхемы программируемой логики (программируемые матрицы).

2. По возможности программирования:

- Однократно программируемые - микросхемы, допускающие единственный цикл программирования;

- Многократно программируемые (перепрограммируемые) - микросхемы, допускающие множество циклов программирования (перепрограммирования).

3. По допустимым способам программирования:

- Микросхемы, программируемые в специальном устройстве - программаторе. Для осуществления необходимой операции (запись, стирание, чтение, верификация и т.п.), подобные микросхемы вставляются в специальную колодку программатора, обеспечивающую электрический контакт со всеми выводами микросхемы. Для реализации выбранного режима, программатор формирует в соответствии со спецификацией производителя необходимые последовательности сигналов, которые через колодку подаются на определенные выводы микросхемы.

- Микросхемы, поддерживающие режим внутрисхемного программирования (“ISP mode”), и программируемые непосредственно в устройстве пользователя.

Подобные микросхемы допускают выполнение необходимой операции (запись, стирание, чтение, верификация и т.п.) непосредственно в устройстве пользователя. Все действия по программированию (стиранию, чтению, верификации и т.п.) производятся с помощью внешнего программатора, определенным образом подключенного к устройству пользователя. При этом устройство пользователя должно быть разработано с учетом специфических требований данного режима.

- Микросхемы, поддерживающие режим внутреннего самопрограммирования. Подобные микросхемы допускают выполнение необходимой операции (запись, стирание, чтение, верификация и т.п.) непосредственно в устройстве пользователя, без использования какого либо программатора. При этом устройство пользователя должно быть разработано с учетом специфических требований данного режима.

В общем случае, каждая программируемая микросхема обладает своим индивидуальным набором допустимых режимов: программирование (запись), чтение, стирание, защита от чтения, защита от программирования и т.п.

Так, например, некоторые перепрограммируемые микросхемы не имеют отдельного режима «стирание». Для них стирание прежней информации в памяти происходит в теневом режиме, при каждом новом цикле программирования (записи). Во многих микроконтроллерах поддерживаются различные режимы ограничения доступа. Выбор режима ограничения доступа производится при программировании. В зависимости от выбранного режима, либо все ПЗУ, либо его определенная часть могут быть:

- защищены от возможности записи/дозаписи;

- защищены от возможности считывания содержимого извне. При попытке считать информацию, защищенная микросхема будет выдавать либо «мусор», либо «все 0», либо «все 1».

Говоря о программируемых микросхемах, можно считать общепринятой следующую систему мнемонических обозначений:

PROM (Programmable Read-Only Memory) - программируемая пользователем энергонезависимая память (ПЗУ).

EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) - перепрограммируемое ПЗУ. Стирание содержимого производится при помощи ультрафиолетовых лучей, после облучения подобное ПЗУ готово к новому циклу записи информации (программированию). Устаревший тип памяти.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) - электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ. Память такого типа может стираться и заполняться данными многократно, от несколько десятков тысяч раз до миллиона.

FLASH (Flash Memory) - одна из технологических разновидностей энергонезависимой перезаписываемой памяти.

NVRAM (Non-volatile memory) - «неразрушающаяся» память, представляющая собой ОЗУ со встроенным источником электропитания. По своей функциональности для пользователя аналогична традиционному ПЗУ.

PLD (Programmable Logic Device) - Программируемая логическая интегральная схема. (ПЛИС).

MCU (Microcontroller Unit) - микроконтроллер. Микроконтроллер это микросхема, содержащая: процессор, память (как правило), и периферийные устройства.