ROM和RAM指的都是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,ROM是Read Only Memory的縮寫(xiě),RAM是Random Access Memory的縮寫(xiě)。ROM在系統(tǒng)停止供電的時(shí)候仍然可以保持?jǐn)?shù)據(jù),而RAM通常都是在掉電之后就丟失數(shù)據(jù),典型的RAM就是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存。
RAM有兩大類(lèi),一種稱(chēng)為靜態(tài)RAM(Static RAM/SRAM),SRAM速度非常快,是目前讀寫(xiě)最快的存儲(chǔ)設(shè)備了,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(jí)緩沖,二級(jí)緩沖。另一種稱(chēng)為動(dòng)態(tài)RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留數(shù)據(jù)的時(shí)間很短,速度也比SRAM慢,不過(guò)它還是比任何的ROM都要快,但從價(jià)格上來(lái)說(shuō)DRAM相比SRAM要便宜很多,計(jì)算機(jī)內(nèi)存就是DRAM的。
DRAM分為很多種,常見(jiàn)的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,這里介紹其中的一種DDR RAM。
DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱(chēng)作DDR SDRAM,這種改進(jìn)型的RAM和SDRAM是基本一樣的,不同之處在于它可以在一個(gè)時(shí)鐘讀寫(xiě)兩次數(shù)據(jù),這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內(nèi)存,而且它有著成本優(yōu)勢(shì),事實(shí)上擊敗了Intel的另外一種內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)-Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上,也配備了高速DDR RAM來(lái)提高帶寬,這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。
內(nèi)存工作原理:
內(nèi)存是用來(lái)存放當(dāng)前正在使用的(即執(zhí)行中)的數(shù)據(jù)和程序,我們平常所提到的計(jì)算機(jī)的內(nèi)存指的是動(dòng)態(tài)內(nèi)存(即DRAM),動(dòng)態(tài)內(nèi)存中所謂的“動(dòng)態(tài)”,指的是當(dāng)我們將數(shù)據(jù)寫(xiě)入DRAM后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,數(shù)據(jù)會(huì)丟失,因此需要一個(gè)額外設(shè)電路進(jìn)行內(nèi)存刷新操作。
具體的工作過(guò)程是這樣的:一個(gè)DRAM的存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的是0還是1取決于電容是否有電荷,有電荷代表1,無(wú)電荷代表0。但時(shí)間一長(zhǎng),代表1的電容會(huì)放電,代表0的電容會(huì)吸收電荷,這就是數(shù)據(jù)丟失的原因;刷新操作定期對(duì)電容進(jìn)行檢查,若電量大于滿電量的1/2,則認(rèn)為其代表1,并把電容充滿電;若電量小于1/2,則認(rèn)為其代表0,并把電容放電,藉此來(lái)保持?jǐn)?shù)據(jù)的連續(xù)性。
ROM也有很多種,PROM是可編程的ROM,PROM和EPROM(可擦除可編程ROM)兩者區(qū)別是,PROM是一次性的,也就是軟件灌入后,就無(wú)法修改了,這種是早期的產(chǎn)品,現(xiàn)在已經(jīng)不可能使用了,而EPROM是通過(guò)紫外光的照射擦出原先的程序,是一種通用的存儲(chǔ)器。另外一種EEPROM是通過(guò)電子擦出,價(jià)格很高,寫(xiě)入時(shí)間很長(zhǎng),寫(xiě)入很慢。
舉個(gè)例子,手機(jī)軟件一般放在EEPROM中,我們打電話,有些最后撥打的號(hào)碼,暫時(shí)是存在SRAM中的,不是馬上寫(xiě)入通過(guò)記錄(通話記錄保存在EEPROM中),因?yàn)楫?dāng)時(shí)有很重要工作(通話)要做,如果寫(xiě)入,漫長(zhǎng)的等待是讓用戶(hù)忍無(wú)可忍的。
FLASH存儲(chǔ)器又稱(chēng)閃存,它結(jié)合了ROM和RAM的長(zhǎng)處,不僅具備電子可擦除可編程(EEPROM)的性能,還不會(huì)斷電丟失數(shù)據(jù)同時(shí)可以快速讀取數(shù)據(jù)(NVRAM的優(yōu)勢(shì)),U盤(pán)和MP3里用的就是這種存儲(chǔ)器。在過(guò)去的20年里,嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲(chǔ)設(shè)備,然而近年來(lái)Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統(tǒng)中的地位,用作存儲(chǔ)Bootloader以及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當(dāng)硬盤(pán)使用(U盤(pán))。
Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。
NOR Flash的讀取和我們常見(jiàn)的SDRAM的讀取是一樣,用戶(hù)可以直接運(yùn)行裝載在NOR FLASH里面的代碼,這樣可以減少SRAM的容量從而節(jié)約了成本。
NAND Flash沒(méi)有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù),它的讀取是以一次讀取一塊的形式來(lái)進(jìn)行的,通常是一次讀取512個(gè)字節(jié),采用這種技術(shù)的Flash比較廉價(jià)。用戶(hù)不能直接運(yùn)行NAND Flash上的代碼,因此好多使用NAND Flash的開(kāi)發(fā)板除了使用NAND Flah以外,還作上了一塊小的NOR Flash來(lái)運(yùn)行啟動(dòng)代碼。
一般小容量的用NOR Flash,因?yàn)槠渥x取速度快,多用來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常見(jiàn)的NAND FLASH應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC(Disk On Chip)和我們通常用的“閃盤(pán)”,可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來(lái)自Intel,AMD,F(xiàn)ujitsu和Toshiba,而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。
NAND Flash和NOR Flash的比較
NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過(guò)了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。
相“flash存儲(chǔ)器”經(jīng)常可以與相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處,因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來(lái)存儲(chǔ)少量的代碼,這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解決方案。
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原文標(biāo)題:嵌入式學(xué)習(xí)之徹底搞清ROM、RAM、DRAM和FLASH
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