Memoria PROM: Programación, Construcción, Arquitectura

La memoria PROM es aquella en la cual se pueden escribir o insertar una única vez los valores lógicos deseados en ella sin que los mismos puedan ser reprogramados, es decir, no se puede cambiar ningún parámetro de programación que haya sido utilizado al principio para programarla.

Esto es debido a que consta de fusibles o antifusibles que son accionados cuando se procede a programar la memoria PROM, este tipo de fusibles una vez accionados no pueden regresar a su estado original de nuevo y por eso no se pueden cambiar los valores programados previamente en la memoria PROM.

Un ejemplo de una configuración típica de una memoria PROM, es que tiene todos sus bits inicialmente en el valor 1, lo cual viene así desde fábrica, luego en la programación de la memoria PROM cada fusible se funde produciendo que los estados de los bits cambien a 0. A continuación se muestra la configuración interna de estos valores lógicos.

La desventaja que tienen es que si se programaron por error ciertos valores que no se deseaban, ya no se pueden cambiar. La memoria PROM se utiliza para mejorar la velocidad de la ejecución de las aplicaciones que se graben en ellas.

La memoria PROM y la memoria ROM ambas son memorias de sólo lectura, la diferencia es que la memoria ROM ya viene programada de fábrica, para usarse adecuadamente según las aplicaciones que se graben en ella en el dispositivo en el cual está.

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Esto quiere decir que la memoria PROM es una derivación de la memoria ROM, la PROM se diseñó de  manera que la misma pueda ser programada, o dicho de otra manera que se puedan escribir datos dentro de ella, o cambiar su estructura interna.

Programación

Como se dijo anteriormente todas los valores de los bits en la memoria PROM están en el valor 1, el valor 1 se debe a un diodo que está activado, el diodo está en serie con un fusible, ambos (el diodo y el fusible) están entre una diferencia de potencial adecuada que permite que el diodo esté activado.

Cuando la diferencia de potencial supera la tensión máxima en la cual el fusible puede circular corriente, como la tensión es muy elevada, el fusible no la puede soportar y por lo tanto se funde.

Cuando el fusible se quema se pierde la conexión que tiene el diodo con la memoria PROM y por lo tanto se apaga, esto causa que la memoria PROM, no se de cuenta de la existencia del diodo por estar desconectado del circuito interno, debido al rompimiento del fusible.

Lo que produce que la memoria PROM tome en cuenta ese estado del diodo (apagado) como un valor de 0 bits. De esta manera se establece cada uno de los valores de los bits en la memoria PROM.

La memoria PROM se inserta en un dispositivo que se encarga de generar en sus entradas los valores lógicos 0 y 1 en bits apropiados para iniciar el proceso de programación y grabar la información deseada.

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Para hacerlo se generan pulsos de tensión elevados, que causan la fundición de los fusibles que están en serie con fusibles o transistores que se desconectan justo después que el fusible se quema.

Este proceso es rápido solo es cuestión de esperar unos pocos minutos mientras que los fusibles o transistores correspondiente se desconectan (inicialmente vienen todos conectados), lo cual se realiza con un quemador que es un equipo especializado para realizar dicha tarea.

Un software se diseña de modo que al ser ejecutado en el quemador, haga trabajar a un conjunto de interruptores electrónicos según la información que se quiere establecer.

Arquitectura

La memoria PROM es un dispositivo lógico programable, que está compuesta por una matriz de puertas AND y una matriz de puertas OR. La matriz de puertas AND es fija (no programable) y la matriz de puertas OR es programable.

Se puede ejecutar cualquier función lógica con todas las posibles combinaciones de las n entradas lógicas. A continuación se presenta una imagen en la que se puede ver la arquitectura de una memoria PROM.

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Construcción

Se construyen a partir de la sucesión repetitiva de obleas de silicio superpuestas una encima de otra que contienen una gran cantidad de circuitos. Para lograrlo se procede a la colocación y generación de capas muy finas a través de la utilización de materiales semiconductores.

Por último se tiene un grupo de obleas en donde los grupo de circuitos en cada oblea se conectan entre sí. El tamaño aproximado de cada oblea de silicio es de 10 micrómetros de grosor, lo que equivale a 0,01 mm.

La construcción de la oblea de silicio tiene que darse en lugares donde existan mínimos niveles de contaminación, es decir, con un nivel de limpieza requerido, ya que cualquier partícula de polvo, podría causar un problema en el desempeño del circuito ya que los tamaños de estas obleas son diminutos.

El proceso se inicia con la creación de esta oblea de silicio, la cual se pule hasta quedar muy lisa. Las obleas utilizadas recientemente tienen un grosor de 200 mm.

Cada una de las capas de obleas de silicio se fabrican previamente considerando la disposición adecuada de los circuitos internos en el dispositivo electrónico como: transistores, diodos, entre otros.

Para lograr la disposición adecuada de los circuitos, se utiliza el proceso de fotolitografía, en el mismo se proyecta sobre la capa de silicio la imagen del circuito que se desea, según la manera en que se puedan unir adecuadamente con las otras capas. Esto se hace gracias a una capa fotosensible ubicada en la superficie plana de la oblea de silicio.

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Debido a que el espesor del circuito puede ser aún más pequeño que la longitud más corta de una onda de luz visible, se necesita la utilización de luz ultravioleta para configurar los detalles más pequeños en el circuito.

Aplicaciones

Entre las aplicaciones más frecuentes de la memoria PROM está: La microprogramación, la librería de subrutinas, los programas del sistema, tablas de verdad.