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  • 几种存储器类型总结

    几种存储器类型总结


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    说明:从操作系统来讲,不同类型的存储器的出现正是为了实现经典的内存架构:多级缓存结构,为了匹配高速的CPU。从CPU内部的寄存器,到高速cache,再到主存,然后是磁盘,最后是磁带,速度越来越慢,但价格越来越便宜。包括DSP的内存架构,也是分为三级,第一级是CPU内部的寄存器,第二级L1P和L1DRAM,第三级是L1SRAM,L1和L2的都是片内RAM,之后还可以通过EMIF接口(64X+)或者XINTFT接口(28系列)拓展片外存储器,总之也是速度越来越慢。本文要总结的就是几种存储器类型。


    按用途存储器可以分为外部存储器和内部存储器。外存通常是磁性介质或光盘,能长期保存信息。内存指主板上的存储部件,用来存放当前正在执行的数据和程序,仅用于暂时存放程序和数据,关闭电源或断电,数据会丢失。

    RAM

    RAM(random access memory,随机存取存储器)。存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储信息的不同,随机存储器又分为静态随机存储器(Static RAM,SRAM)和动态随机存储器(Dynamic RAM,DRAM)。

    SRAM

    SRAM(Static RAM,静态随机存储器),不需要刷新电路,数据不会丢失,而且,一般不是行列地址复用的。但是他集成度比较低,不适合做容量大的内存,一般是用在处理器的缓存里面。像S3C2440的ARM9处理器里面就有4K的SRAM用来做CPU启动时用的。

    SRAM其实是一种非常重要的存储器,它的用途广泛。SRAM的速度非常快,在快速读取和刷新时能够保持数据完整性。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。所以SRAM的电路结构非常复杂。制造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。正因为如此,才使其发展受到了限制。因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。仅有少量的网络服务器以及路由器上能够使用SRAM。

    DRAM

    Dynamic RAM,动态随机存取存储器,每隔一段时间就要刷新一次数据,才能保存数据。而且是行列地址复用的,许多都有页模式。SDRAM是其中的一种。

    SDRAM

    SDRAM(Synchronous DRAM,同步动态随机存储器),即数据的读写需要时钟来同步。其存储单元不是按线性排列的,是分页的。

    DRAM和SDRAM由于实现工艺问题,容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM

    一般的嵌入式产品里面的内存都是用的SDRAM。电脑的内存也是用的这种RAM,叫DDR SDRAM,其集成度非常高,因为是动态的,所以必须有刷新电路,每隔一段时间必须得刷新数据。

    ROM

    Read-Only Memory,只读存储器的总称。

    在微机的发展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只读存储器)中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中,在工厂里用特殊的方法被烧录进去的,其中的内容只能读不能改,一旦烧录进去,用户只能验证写入的资料是否正确,不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误,则只有舍弃不用, 重新订做一份。ROM是在生产线上生产的,由于成本高,一般只用在大批量应用的场合。

    PROM

    可编程只读存储器,只能写一次,写错了就得报废,现在用得很少了,好像那些成本比较低的OPT单片机里面用的就是这种存储器吧。

    EPROM 

    EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM)芯片可重复擦除和写入,解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。

    EPROM芯片有一个很明显的特征,在其正面的陶瓷封装上,开有一个玻璃窗口,透过该窗口,可以看到其内部的集成电路,紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据,完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。

    EPROM内资料的写入要用专用的编程器,并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(VPP=12—24V,随不同的芯片型号而定)。EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后,还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住,以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 EPROM芯片在空白状态时(用紫外光线擦除后),内部的每一个存储单元的数据都为1(高电平)。

    EEPROM

    EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM,电可擦可编程只读存储器),一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM是可用户更改的只读存储器,其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程(重写),即可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息并重新编程。不像EPROM芯片,EEPROM不需从计算机中取出即可修改,是现在用得比较多的存储器,比如24CXX系列的EEPROM。

    在一个EEPROM中,当计算机在使用的时候是可频繁地重编程的,EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。

    EEPROM的一种特殊形式是闪存,其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。

    EEPROM一般用于即插即用(Plug & Play),常用在接口卡中,用来存放硬件设置数据,也常用在防止软件非法拷贝的”硬件锁”上面。

    闪存(Flash)

    闪存(FLASH)是一种非易失性存储器,即断电数据也不会丢失。因为闪存不像RAM(随机存取存储器)一样以字节为单位改写数据,因此不能取代RAM。   

    闪存卡(Flash Card)是利用闪存(Flash Memory)技术达到存储电子信息的存储器,一般应用在数码相机,掌上电脑,MP3等小型数码产品中作为存储介质,所以样子小巧,有如一张卡片,所以称之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用,闪存卡大概有U盘、SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、MultiMediaCard(MMC卡)、Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(记忆棒)、XD-Picture Card(XD卡)和微硬盘(MICRODRIVE)。这些闪存卡虽然外观、规格不同,但是技术原理都是相同的。

    NAND FLASH和NOR FLASH都是现在用得比较多的非易失性闪存。

      flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。

      由于擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。

      执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。

      ● NOR的读速度比NAND稍快一些。

      ● NAND的写入速度比NOR快很多。

      ● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。

      ● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。

      ● NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

     NOR flash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。

      NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。

      NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

    总结

    简单地说,在计算机中,RAM 、ROM都是数据存储器。RAM是随机存取存储器,它的特点是易挥发性,即掉电失忆。ROM 通常指固化存储器(一次写入,反复读取),它的特点与RAM 相反。

    ROM又分一次性固化(PROM)、光擦除(EPROM)和电擦除(EEPROM)重写几种类型。举个例子来说也就是,如果突然停电或者没有保存就关闭了文件,那么ROM可以随机保存之前没有储存的文件但是RAM会使之前没有保存的文件消失。

    RAM又分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。


    2015-10-14 艺少

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