Memoria de solo escritura (ingeniería)

En tecnología de la información , una memoria de solo escritura ( WOM ) es una ubicación de memoria o registro en el que se puede escribir pero no leer. Además de su significado literal, el término puede aplicarse a una situación en la que los datos escritos por un circuito solo pueden ser leídos por otros circuitos. La ocurrencia más común de esta última situación es cuando un procesador escribe datos en un registro de hardware de solo escritura que el procesador está controlando. El hardware puede leer las instrucciones pero el procesador no. Esto puede provocar problemas en la producción de controladores de dispositivo para el hardware.

Las memorias de solo escritura también encuentran aplicaciones en seguridad y criptografía como un medio para evitar que los datos sean interceptados mientras se descifran.

Usos de hardware

En 1972, WOM, una antítesis de la memoria de solo lectura (ROM), se introdujo como una broma práctica interna perpetrada por Signetics . ^[1] Sin embargo, pronto se reconoció que este concepto en realidad describe ciertas funcionalidades en los sistemas de microprocesadores . ^[2]

Los casos más frecuentes de memorias de solo escritura son cuando las ubicaciones de la memoria son registros o un circuito integrado que se utiliza para controlar o pasar información al hardware fuera del procesador. Una unidad central de procesamiento (CPU) puede escribir en estas ubicaciones y, por lo tanto, controlar el hardware, pero no puede leer la información y descubrir el estado actual del hardware. La memoria es de solo escritura relativa solo al punto de vista de la CPU. Estos arreglos son comunes en pequeños sistemas de microcontroladores integrados para ahorrar costos y pueden causar dificultades a los autores de software de controladores de dispositivos . ^[3] Cuando la CPU desconoce el estado actual del hardware, solo puede ponerlo en un estado conocido enviando un nuevo comando, lo que puede provocar un cambio de estado. ^[4] Para aliviar esta dificultad, la CPU puede duplicar el contenido del WOM en la memoria normal. ^[5] Sin embargo, esta estrategia solo es confiable si el registro es de solo lectura desde la perspectiva del hardware. Si el hardware externo puede cambiar su propio estado independientemente de la CPU, entonces el estado del hardware puede diferir de la imagen de ese estado reflejada en la memoria de la CPU.

Un ejemplo de este tipo de uso se refería al acceso a la memoria en las primeras PC. Las PC originales usaban procesadores 8086 u 8088 que tenían la capacidad de direccionar solo 1 MB de memoria. Una gran parte de esto fue ocupado por el BIOS, lo que dio como resultado que solo estuvieran disponibles 640 kB de RAM direccionable . El requisito de memoria de muchas aplicaciones pronto superó esta cifra. Un método para superar la limitación fue mediante el uso de RAM conmutada por banco.. Se proporcionan varios bancos de RAM, pero no se asignan permanentemente a una ubicación de memoria. En una implementación particular, se agrega una placa especial a una computadora, que controla la asignación de bancos al espacio de memoria. La placa de control tiene su propio chip de memoria. Una computadora puede escribir datos en este chip, pero solo la placa de control puede leer el chip, por lo que se denomina memoria de "solo escritura". ^[6]

Otro ejemplo se refiere a algunas funciones realizadas por unidades de procesamiento de gráficos (GPU). Por ejemplo, una GPU podría estar realizando un procesamiento de sombreado en el contenido de la memoria gráfica. Puede ser más rápido y más eficiente para la GPU tomar la entrada para el proceso de sombreado de ubicaciones de solo lectura y escribir la salida del sombreador en diferentes ubicaciones de solo escritura sin tener que copiar datos entre los búferes de lectura y escritura después de cada iteración. ^[7]

Un ejemplo que todavía es de actualidad actual se puede encontrar en el 16550 UART , cuyos derivados todavía son de uso generalizado. Para agregar un FIFO de datos sin romper la compatibilidad con los 8 registros de configuración del UART 8250 , al "registro de control FIFO" de solo escritura se le asignó la misma dirección de puerto que al "registro de identificación de interrupciones" de solo lectura. Escribe en ese programa de dirección el registro de control FIFO, pero no hay forma de volver a leerlo.

El término también se usa para describir la vista de computadora de ciertos dispositivos de visualización, como las pantallas de tinta electrónica utilizadas en los lectores electrónicos . ^[8]

Seguridad y encriptación

Bloquear el búfer de fotogramas de una GPU para convertirlo de manera efectiva en una memoria de solo escritura puede ser útil para proteger los datos cifrados. Cuando los datos cifrados llegan a su destino, es necesario descifrarlos antes de que se puedan mostrar al usuario. La existencia de material no cifrado en la memoria donde la CPU o los dispositivos periféricos puede acceder a él es una debilidad potencial de seguridad. Esta debilidad puede aliviarse realizando el descifrado dentro de la GPU y escribiendo los datos sin cifrar directamente en la memoria de visualización. Nada más puede leer los datos mientras el frame buffer está bloqueado, y cuando está desbloqueado, mostrará algo más. ^[9] Todas las tarjetas inteligentes modernasque cuentan con un chip también se puede decir que dependen de la tecnología WOM, porque están programados en una fábrica con ciertas claves de encriptación que no pueden ser leídas directamente por un lector de tarjetas. En cambio, las claves son utilizadas indirectamente por algoritmos que validan las contraseñas o descifran cierto contenido.

Teoría de la computabilidad

En la teoría de la computabilidad , agregar un WOM a algunos modelos de computación puede aumentar su poder computacional. ^[10]

Ver también

• Dispositivo nulo o / dev / null , otro concepto de "solo escritura"
• Phonautograph , el primer dispositivo para grabar sonido
• Solo escritura (desambiguación) , otros significados

Referencias

1. Pease, Robert A. "El origen del WOM - la" Memoria de sólo escritura " " . Semiconductor Nacional . Archivado desde el original el 18 de junio de 2011.
2. 1976 Documentos técnicos de WESCON . Los Ángeles, California: Western Electronic Show and Convention. 14-17 de septiembre de 1976. p. 17 . Consultado el 20 de mayo de 2013 .
3. Tim Roberts (17 de agosto de 2004). "Si todos los ingenieros de hardware entendieran que ... los registros de solo escritura hacen que la depuración sea casi imposible, nuestro trabajo sería mucho más fácil" . Microsoft. Archivado desde el original el 21 de agosto de 2004 . Consultado el 3 de noviembre de 2011 .
4. Lipovski, pág. 122
5. Jack G. Ganssle, Michael Barr, Diccionario de sistemas integrados, ISBN 1578201209 , 2003, "Registro de solo escritura" 
6. Owen, páginas 200–202
7. Seiler y col. , página 143
8. Como en la hoja de datos de Sharp LCD "LS0xxB4Dx01 LCD de memoria de ultra bajo consumo" (PDF) .
9. Keromytis, página 403
10. Yakaryilmaz, Abuzer; Freivalds, Rusins; Diga, AC Cem; Agadzanyan, Ruben (marzo de 2012). "Computación cuántica con dispositivos cuyo contenido nunca se lee". Computación natural . 11 (1): 81–94. arXiv : 1011.1201 . doi : 10.1007 / s11047-011-9270-0 .

Bibliografía

• Markus Jakobsson; Steven Myers (5 de diciembre de 2006). Phishing y contramedidas: comprensión del creciente problema del robo de identidad electrónica . John Wiley e hijos. ISBN 978-0-470-08609-4. Consultado el 20 de mayo de 2013 .
• G. Jack Lipovski (27 de abril de 1999). Interfaz de microcontrolador de un solo chip y de varios chips: para el Motorola 6812 . Prensa académica. ISBN 978-0-08-051726-1. Consultado el 20 de mayo de 2013 .
• Owen, Bruce (2 de abril de 1985). "Rompiendo la barrera de la memoria" . Revista de PC . 4 (7): 193–202..
• Christof Seiler, Philippe Büchler, Lutz-Peter Nolte, Mauricio Reyes, Rasmus Paulsen, "Campos aleatorios jerárquicos de Markov aplicados para modelar deformaciones de tejidos blandos en hardware gráfico", Recent Advances in the 3D Physiological Human , parte 1, págs. 133-148, 2009 ISBN 1848825641 doi : 10.1007 / 978-1-84882-565-9_9 .