O que é memória ROM?

A memória ROM é um tipo de memória que permite apenas a leitura de dados. Por isso, ela também é chamada de “memória somente de leitura” (Read Only Memory) e é utilizada por fabricantes para armazenar informações importantes e essenciais para o funcionamento de componentes eletrônicos. Assim, os dados armazenados na memória ROM podem apenas ser acessados, jamais apagados ou alterados.

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Origem da memória ROM

A origem da memória ROM vem da invenção do FGMOS, conhecido como Floating-Gate MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor), por parte dos engenheiros elétricos Dawon Kahng e Simon Sze. Os dois posteriormente sugeriram o uso do FGMOS em NVM ("memória não-volátil", Non-Volatile Memory) e em memória ROM, que virou a base para o desenvolvimento posterior das memórias EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), além de memórias flash NOR e NAND, que são bem populares no mercado atualmente e possuem diversas aplicações.

Principais características da memória ROM

A memória ROM tem características bem particulares que são determinantes para diferenciá-la de outros tipos de memória. São elas:

• Somente leitura: a principal característica é que não permite escrever ou copiar as informações no chip. Por isso, as memórias ROM são usadas em diversos eletrônicos para armazenar as principais configurações que serão transmitidas aos outros componentes, além de armazenar o "segredo" da empresa para a execução.
• Não-volátil: o fato de não ser volátil permite que o chip da memória ROM pare de receber energia elétrica e mesmo assim mantenha os dados programados internamente. Em outras palavras, mesmo que você desligue seu PC, a memória ROM manterá os dados mesmo sem energia por mantê-los armazenados fisicamente, nos diodos.
• Programável: é possível programar uma memória ROM de forma bem fácil, ajustando os comandos internos de acordo com a necessidade da construção ou projeto – mais detalhes nas categorias de memória ROM.

Como funciona a memória ROM?

Ao contrário de outros tipos de memória que utilizam um capacitor e um grid de colunas e fileiras para transformar as informações binárias em 0 e 1, a memória ROM possui um diodo que só é conectado caso o valor seja positivo (1) e se for negativo não há conexão feita (0) ou o diodo é queimado. Como o diodo normalmente tem uma corrente em apenas um sentido (diferente do capacitor), ela tem um controle de quanta corrente é necessária para fazer essa ativação e enviar o sinal positivo (1), enquanto se não tiver nenhum diodo conectado o resultado sempre será negativo (0) para aquela conexão.

Essas conexões de diodos enviam o sinal binário do código para o chip na operação lógica OR, que retorna o valor falso apenas se todos os sinais são falsos – no caso, se as portas conectadas não receberem energia para ativar e enviar o sinal de verdadeiro (1). Todas essas informações passam por um decodificador, que irá transferir os dados complexos recebidos de outros componentes para os diodos, e vice-versa, para fazer a comunicação correta com todos os componentes do dispositivo.

Justamente por ter essa conexão de apenas uma via por meio de diodos, um chip ROM padrão não pode ser alterado, pois as informações são permanentemente armazenadas e em caso de tentativa de cópia o chip é inutilizado, da mesma maneira que um único erro faz o chip inteiro ser inutilizado.

Tipos de memória ROM

Existem outros chips e memórias além do ROM padrão, como MROM, PROM, EPROM, EEPROM, EAROM e muitos outros que trazem diferentes utilidades e aplicações. Os mais populares são os seguintes:

MROM

Também chamada de Mask-ROM, é uma das mais comuns, pois são memórias ROM feitas com uma máscara para produção em massa, que reduz os custos de produção. Por ter uma máscara de padrão, o modelo é enviado pronto pelas empresas à montadora para aplicação no produto final do consumidor, sem a possibilidade de ser configurada. O único problema da MROM é o fato de, se a empresa produzir uma coisa errada, todo o lote terá de ser descartado.

PROM

A PROM é uma memória ROM programável (Programmable ROM) e que o próprio usuário pode configurá-la, fundindo os conectores corretos, conforme a necessidade de seu projeto. No entanto, é importante destacar que ela é OTP (One Time Programmable), então é importante não errar ou queimar uma peça para não ter que comprar uma nova para o projeto.

EPROM

As siglas dessa memória significam Erasable Programmable ROM, pois são memórias ROM com um chip que pode ser apagado e reprogramado, permitindo mudanças posteriores mesmo após alterar os diodos da PROM. Nessa categoria também há o UV-EPROM (ou UV-erasable EPROM), que usa raios ultravioleta para apagar o conteúdo do chip e deixar o armazenamento mais “limpo” para testes – porém leva mais tempo.

EEPROM

A EEPROM é o tipo de memória ROM mais avançado que os anteriores. Ao invés de deletar todo o conteúdo igual a EPROM, a EEPROM permite selecionar o byte a ser removido e reprogramá-lo posteriormente.

EAROM

A Electrically Alterable ROM é uma categoria composta por uma memória ROM que pode ser alterada por meio de eletricidade. Diferente das outras que apagam tudo ou apenas um byte por vez, esse modelo permite reconfigurar apenas uma parte, mas leva muito mais tempo e energia por conta do processo.

Flash

A memória Flash é como se fosse uma evolução da EEPROM, porém, ao invés de diodos, utiliza fiação elétrica para fazer a leitura/escrita nos blocos no circuito. Esse modelo permite escrever e apagar mais rapidamente, usando mais voltagem, além de ter um processamento de 512 bytes por segundo ao invés de 1 byte por segundo dos diodos. As informações são registradas por meio de um sensor, que envia sinal positivo (1) caso a frequência detectada seja maior que a programada no sensor.

CD-ROM, DVD-ROM, Blu-Ray

Todos esses modelos são mídias físicas de ROM, sendo CD de Compact Disc, DVD de Digital Versatile Disc e Blu-Ray o nome da marca, sem significado próprio na sigla. Essas memórias também são consideradas ROM no modelo tradicional, em que após a escrita no objeto não é possível modificar sem danificar o dado original. Assim como a ROM, modelos em que é possível reescrever foram lançados posteriormente (CD-RW e DVD-RW).

Aplicações da memória ROM

Quando mencionado anteriormente que Dawon Kahng e Simon Sze revolucionaram todo o setor, não era brincadeira. As memórias ROM são utilizadas nos mais diversos aparelhos eletrônicos, desde itens de informática, celulares e até eletrodomésticos. Basicamente, se um item tem um comando necessário para execução, ele terá uma memória ROM.

Se você abrir o painel de uma geladeira, é possível encontrar a memória ROM que vai fazer o controle da temperatura – atualmente existem sistemas mais compactos. Da mesma maneira que um headset Bluetooth tem uma memória ROM responsável por fazer a leitura dos sinais e direcionar o som para a saída mono/estéreo.

Vantagens e desvantagens da memória ROM

As vantagens e desvantagens de usar uma memória ROM depende da finalidade. Majoritariamente, os eletrônicos possuem memórias ROM, porém a maioria é a MROM de fábrica. Mas se você busca trabalhar com desenvolvimento e fazer protótipos, é importante levar em consideração o trabalho para escrever os dados e o tempo que leva para apagá-los.

Uma EEPROM e EAROM são mais caras, porém oferecem espaço suficiente para o processo de criação, de testar, falhar e refazer usando apenas um chip. Já as MROM são comuns para empresas comprarem em lote, já programadas, para implementar em seus projetos por serem mais baratas.

Um uso bem comum em prototipagem é o Arduino, que tem um sistema bem robusto e uma EEPROM, que permite apagar os dados para reescrever e corrigir. Assim, com um único chip que é um pouco mais caro, é possível testar diversos projetos.

No geral, todas as desvantagens e vantagens giram em torno de ser uma memória não-volátil. A positiva é que permite armazenar a informação e transportar o eletrônico com os dados essenciais, que vão ser executados assim que o chip receber energia. Já o negativo é todo o trabalho para projetar antes de gravar, pois um único erro pode invalidar um lote inteiro de produtos e, por ser não-volátil, não vale repará-la, sendo mais fácil fazer um novo lote.

Memória RAM x Memória ROM

Diferente da memória ROM, a memória RAM é volátil. Isso significa que os arquivos armazenados nela são apagados assim que o fornecimento de energia é cortado. O termo RAM vem de Random Access Memory, e esse tipod e memória é usado para facilitar o direcionamento de aplicativos durante a execução com armazenamento temporário. Por isso, quando se trata de multitasking é importante usar muita memória RAM, ajudando o computador a localizar mais rápido os dados que são usados frequentemente.

Um exemplo bem simples é o famoso Copiar e Colar do computador. Quando você usa o Ctrl+C, aqueles dados selecionados são armazenados diretamente na memória RAM, para quando você usar o CTRL+V eles estarem prontos para serem exibidos. Porém, quando o PC é desligado, esses dados se perdem.

Uma memória ROM não oferece essa praticidade, pois é usada para processos que não são alterados, como a BIOS. A BIOS tem todas as informações para fazer uma placa-mãe iniciar, sempre será a mesma e precisa existir mesmo enquanto a placa estiver desligada para ligar novamente depois. É por isso que quando uma BIOS é danificada, é muito difícil reparar o computador, pois precisa reescrever a BIOS – hoje em dia é mais fácil, mas ainda é um processo complicado.

Quer entender tudo de memória RAM? O Canaltech também tem uma matéria completa explicando o que é memória RAM.