[하드웨어] ROM이란?

ROM(Read-Only-Memory)

ROM

주 기억 장치 중 하나로써 한 번 입력된 정보를 전원의 공급이 끊어져도 정보가 잊혀지지 않는 특성바이오스나 펌웨어 등을 저장하는데에 많이 쓰입니다. 전에는 Read-Only-Memory라는 이름에 걸맞게 한 번 저장 후에는 ROM에 저장된 값을 수정할 수 없었지만, 요즘에는 여러 ROM들이 개발되어 이후에 수정할 수 있는 ROM 도 생겨 났습니다.

 

Mask ROM

Mask ROM 구조

ROM의 처음 개념과 제일 부합하는 메모리입니다. 처음 생산 단계에서 트랜지스터에 이온을 주입하여 0과 1로 주조되어 다이라는 실리콘 칩 안에 내장됩니다. 가전제품에 사용되는 펌웨어 같이 처음 상태 그대로 지속해서 연결되어 대량생산을 해야하는 경우에 매우 적합합니다.

 

ROM에 저장된 정보를 읽을 때에는 셀의 Word선 전위를 0V로 주고, 읽기 셀 이외의 Word선 전위를 Vcc로 주었을 때 Bit선에 전압을 인가하여 전류가 흐르면 1, 전류가 흐르지 않는다면 0으로 판단합니다.

PROM

PROM

Mask ROM은 처음 제조될 때부터 정보가 저장되어 나왔다면, PROM은 제조된 후 딱 한 번 기록을 할 수 있는 ROM입니다. 처음 제조된 이후 PROM 라이터를 이용하여 내용을 기록한 이후에는 수정이나 삭제가 불가능합니다.

 

기본적인 원리는 Mask ROM과 거의 동일한데 PROM에서는 이온 대신 퓨즈를 이용하여 0과 1을 나타냅니다. 퓨즈를 통해 전류가 흐르면 1, 전류가 흐르지 않으면 0을 나타냅니다.

 

주로 비디오 게임기의 게임기 팩 같은 곳에 쓰입니다.

EPROM(UVEROM)

EPROM

UVEROM은 앞서 나온 ROM들과는 달리 처음 데이터가 기록된 이후에도 자외선을 이용하여 수정할 수 있습니다. 처음 기록을 할 때에는 이산화 규소로 절연된 플로팅 게이트 트랜지스터에 고전압으로 전자를 주입하여 기록합니다. 플로팅 게이트는 절연되어 있기 때문에 전자는 플로팅 게이트 트랜지스터에 전원이 공급되지 않아도 전자를 보존할 수 있습니다. 이때 플로팅 게이트 트랜지스터 내부에 전자의 유무를 판단하여 0과 1로 구분하여 데이터를 읽어냅니다.

 

이전에 기록된 데이터를 삭제할 때에는 플로팅 게이트 트랜지스터에 강한 자외선을 쏘아주면 해당 자외선이 플로팅 게이트 트랜지스터의 절연막을 통과하여 안에 있는 정보를 지우게 됩니다. 강한 자외선을 쏘아주어야만 데이터가 지워진다는 특성 때문에 수명이 20회 전후입니다. 주변에서 나오는 빛(햇빛, 형광등) 같은 곳에 포함된 자외선 등으로 데이터가 손상될 수 있어 데이터를 저장한 이후에는 차광씰을 붙여 보관합니다.

 

주로 예전 메인보드나 그래픽카드의 바이오스, 게임기의 롬 같은 곳에 쓰입니다.

EEPROM

EEPROM

EEPROM 구조

앞서 설명한 EPROM과 같이 데이터 수정이 가능한 ROM입니다. 하지만 EPROM과는 다르게 전류를 이용하여 데이터의 기록, 수정 및 삭제를 진행합니다. EPROM과 큰 틀은 같지만, 원리는 조금 다릅니다. EEPROM에는 선택 게이트, 컨트롤 게이트 등 여러가지 게이트가 존재합니다. 

데이터 삭제

 

EEPROM은 FN 터널링 현상을 이용하여 데이터 저장 및 삭제를 합니다.

 

데이터 저장

강한 전류를 흘려보내게 되면 FN 터널링 현상이 발생하여 플로팅 게이트 안에 있는 전자들이 이동하게 되면서 플로팅 게이트에 있는 전자가 빠져나갑니다.

 

컨트롤 게이트에 전류를 보내게 되면 터널링 현상으로 인해 플로팅 게이트로 전자가 들어가게 됩니다.