嵌入式儲存介質介紹

2021-08-19 08:33:09 字數 2137 閱讀 1600

rom和ram指的都是半導體儲存器,rom是read only memory的縮寫,ram是random access memory的縮寫。rom在系統停止供電的時候仍然可以保持資料,而ram通常都是在掉電之後就丟失資料,典型的ram就是計算機的記憶體。

ram有兩大類,一種稱為靜態ram(static ram/sram),sram速度非常快,是目前讀寫最快的儲存裝置了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如cpu的一級緩衝,二級緩衝。

另一種稱為動態ram(dynamic ram/dram),dram保留資料的時間很短,速度也比sram慢,不過它還是比任何的rom都要快,但從**上來說dram相比sram要便宜很多,計算機記憶體就是dram的。

dram分為很多種,常見的主要有fpram/fastpage、edoram、sdram、ddr ram、rdram、sgram以及wram等,這裡介紹其中的一種ddr ram。

ddr ram(date-rate ram)也稱作ddr sdram,這種改進型的ram和sdram是基本一樣的,不同之處在於它可以在乙個時鐘讀寫兩次資料,這樣就使得資料傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的記憶體,而且它有著成本優勢,事實上擊敗了intel的另外一種記憶體標準-rambus dram。在很多高階的顯示卡上,也配備了高速ddr ram來提高頻寬,這可以大幅度提高3d加速卡的畫素渲染能力。

記憶體工作原理

記憶體是用來存放當前正在使用的(即執行中)的資料和程式,我們平常所提到的計算機的記憶體指的是動態記憶體(即dram),動態記憶體中所謂的「動態」,指的是當我們將資料寫入dram後,經過一段時間,資料會丟失,因此需要乙個額外設電路進行記憶體重新整理操作。

具體的工作過程是這樣的:乙個dram的儲存單元儲存的是0還是1取決於電容是否有電荷,有電荷代表1,無電荷代表0。但時間一長,代表1的電容會放電,代表0的電容會吸收電荷,這就是資料丟失的原因;重新整理操作定期對電容進行檢查,若電量大於滿電量的1/2,則認為其代表1,並把電容充滿電;若電量小於1/2,則認為其代表0,並把電容放電,藉此來保持資料的連續性。

rom也有很多種,prom是可程式設計的rom,prom和eprom(可擦除可程式設計rom)兩者區別是,prom是一次性的,也就是軟體灌入後,就無法修改了,這種是早期的產品,現在已經不可能使用了,而eprom是通過紫外光的照射擦出原先的程式,是一種通用的儲存器。另外一種eeprom是通過電子擦出,**很高,寫入時間很長,寫入很慢。

舉個例子,手機軟體一般放在eeprom中,我們打**,有些最後撥打的號碼,暫時是存在sram中的,不是馬上寫入通過記錄(聯絡歷史儲存在eeprom中),因為當時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓使用者忍無可忍的。

flash儲存器又稱快閃儲存器,它結合了rom和ram的長處,不僅具備電子可擦除可程式設計(eeprom)的效能,還不會斷電丟失資料同時可以快速讀取資料(nvram的優勢),u盤和***裡用的就是這種儲存器。在過去的20年裡,嵌入式系統一直使用rom(eprom)作為它們的儲存裝置,然而近年來flash全面代替rom(eprom)在嵌入式系統中的地位,用作儲存bootloader以及作業系統或者程式**或者直接當硬碟使用(u盤)。

flash主要有兩種:nor flash和nadn flash。

nor flash的讀取和我們常見的sdram的讀取是一樣,使用者可以直接執行裝載在nor flash裡面的**,這樣可以減少sram的容量從而節約了成本。

nand flash沒有採取記憶體的隨機讀取技術,它的讀取是以一次讀取一塊的形式來進行的,通常是一次讀取512個位元組,採用這種技術的flash比較廉價。使用者不能直接執行nand flash上的**,因此好多使用nand flash的開發板除了使用nand flah以外,還作上了一塊小的nor flash來執行啟動**。

nand flash和nor flash的比較

nor和nand是現在市場上兩種主要的非易失快閃儲存器技術。intel於2023年首先開發出nor flash技術,徹底改變了原先由eprom和eeprom一統天下的局面。緊接著,2023年,東芝公司發表了nand flash結構,強調降低每位元的成本,更高的效能,並且象磁碟一樣可以通過介面輕鬆公升級。但是經過了十多年之後,仍然有相當多的硬體工程師分不清nor和nand快閃儲存器。

相「flash儲存器」經常可以與相「nor儲存器」互換使用。許多業內人士也搞不清楚nand快閃儲存器技術相對於nor技術的優越之處,因為大多數情況下快閃儲存器只是用來儲存少量的**,這時nor快閃儲存器更適合一些。而nand則是高資料儲存密度的理想解決方案。

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