2021年 02月 11日 星期四
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单片机存储器类型介绍

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2021-02-11 18:57         

  单片机存储器类型详解 分为两大类 RAM 和 ROM,每一类下面又有很多子类: RAM:SRAM SSRAM DRAM SDRAM ROM:MASK ROM OTP ROM PROM EPROM EEPROM FLASH Memory RAM:Random Access Memory 随机访问存储器 存储单元的内容可按需随意取出或存入, 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。它的特点就是是易挥发性(volatile) ,即掉电失忆。我们 常说的电脑内存就是 RAM 的。 ROM:Read Only Memory 只读存储器 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。 RAM 和 ROM 的分析对比: 1、我们通常可以这样认为,RAM 是单片机的数据存储器,这里的数据包括内部数据存 储器(用户 RAM 区,可位寻址区和工作组寄存器)和特殊功能寄存器 SFR,或是电脑的内存 和缓存,它们掉电后数据就消失了(非易失性存储器除外,比如某些数字电位器就易失 性的) 。 ROM 是单片机的程序存储器,有些单片机可能还包括数据存储器,这里的数据指的是要 保存下来的数据,即单片机掉电后仍然存在的数据,比如采集到的最终信号数据等。而 RAM 这个数据存储器只是在单片机运行时, 起一个暂存数据的作用, 比如对采集的数据做一些处 理运算,这样就产生中间量,然后通过 RAM 暂时存取中间量,最终的结果要放到 ROM 的数据 存储器中。如下图所示: 2、ROM 在正常工作状态下只能从中读取数据,不能快速的随时修改或重新写入数据。 它的优点是电结构简单, 而且在断电以后数据不会丢失。 缺点是只适用于存储那些固定数 据的场合。 RAM 与 ROM 的根本区别是 RAM 在正常工作状态下就可以随时向存储器里写入数据或从中 读取数据。 SRAM:Static RAM 静态随机访问存储器 它是一种具有静止存取功能的内存, 不需要刷新电即能保存它内部存储的数据。 不像 DRAM 内存那样需要刷新电,每隔一段时间,固定要对 DRAM 刷新充电一次,否则内部的数 据即会消失,因此 SRAM 具有较高的性能,但是 SRAM 也有它的缺点,即它的集成度较低,相 同容量的 DRAM 内存可以设计为较小的体积,但是 SRAM 却需要很大的体积,所以在主板上 SRAM 存储器要占用一部分面积。 优点:速度快,不必配合内存刷新电,可提高整体的工作效率。 缺点:集成度低,功耗较大,相同的容量体积较大,而且价格较高,少量用于关键性系 统以提高效率。 DRAM:Dynamic RAM 动态随机访问存储器 DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM 使用电容存储,所以必须隔 一段时间刷新(refresh)一次,如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。 既然内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,那么它是怎么工作的 呢? 我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存 (即 DRAM) , 动态内存中所谓的 “动态” , 指的是当我们将数据写入 DRAM 后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电 进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的:一个 DRAM 的存储单元存储的是 0 还是 1 取 决于电容是否有电荷,有电荷代表 1,无电荷代表 0。但时间一长,代表 1 的电容会放电, 代表 0 的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量 大于满电量的 1/2, 则认为其代表 1, 并把电容充满电; 若电量小于 1/2, 则认为其代表 0, 并把电容放电,借此来保持数据的连续性。 DRAM 存储单元的结构非常简单,所以它所那个达到的集成度远高于静态存储器。但是 DRAM 的存取速度不如 SRAM 快。 SSRAM:Synchronous Static RAM 同步静态随机访问存储器 同步是指 Memory 工作需要时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准,随机 是指数据不是线性依次存储,而是由指定地址进行数据读写。 对于 SSRAM 的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号 均于时钟信号相关。这一点与异步 SRAM 不同,异步 SRAM 的访问于时钟,数据输入和输 出都由地址的变化控制。 SDRAM:Synchronous Dynamic RAM 同步动态随机访问存储器 由以上的对 SSRAM 的分析可以了解 SDRAM MASK ROM:掩模只读存储器 是制造商为了要大量生产, 事先制作一颗有原始数据的 ROM 或 EPROM 当作样本, 然后再 大量生产与样本一样的 ROM,这一种做为大量生产的 ROM 样本就是 MASK ROM,而烧录在 MASK ROM 中的资料永远无法做修改。 OTP ROM:one-time programmable ROM 一次性可编程只读存储器 PROM:Programmable ROM 可编程只读存储器 内容一经写入以后,就不可能修改了,所以只可以写入一次 EPROM:Erasable Programmable ROM 可擦除可编程只读存储器 用紫外线照射进行擦除,高压编程写入(+21V 或+12V) EEPROM:Electrically Erasable Programmable ROM 电信号可擦除可编程只读存储器,用电信号擦除 FLASH Memory:闪存 电信号可擦除,现在很多单片机都是 FLASH 的 MASK ROM,FALSH ROM 和 OTP ROM 的区别: MASK ROM 的单片机价格便宜,但程序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的应用场 合;FALSH ROM 的单片机程序可以反复擦写,灵活性很强,价格最高,是目前市场的主流; OTP ROM 的 MCU 价格介于前两者之间,同时又拥有一次性可编程能力,适合既要求一定灵活 性,又要求低成本的应用场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。 OTP ROM 和 PROM 的共同点是只能被设备编程器进行一次编程。 DDR:Double Date Rate 双倍速 常见的 DDR SDRAM 指的是双倍速率同步动态随机访问存储器 1、DDR SDRAM 和 SDRAM 的差别: SDRAM 在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而 DDR 内存则是一个时钟周期内传输两次次数据, 它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据, 因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR 内存可以在与 SDRAM 相同的总线频率下达到更 高的数据传输率。 2、DDR 其实是 DDR1,后续的还有 DDR2 和 DDR3,DDR3 能代替 DDR2 内存的原因: 频率: DDR3 可以在 800MHz 至 1666MHz 下运行 (也可更高) , 而 DDR2 是在 533MHz 至 1066MHz 下运行。一般来讲,DDR3 是 DDR2 频率的两倍,通过削减一半读写时间给系统带来操作性能 提高。 功耗:DDR3 相比 DDR2 可以节约 16%的电能,因为新一代 DDR3 是在 1.5V 电压下工作, 而 DDR2 则是在 1.8V 下工作, 这样可以弥补由于过多的操作频率所产生的高电能消耗, 同时, 减少的能量消耗可以延长部件的使用寿命。 技术:DDR3 内存 Bank 增加到了 8 个,比 DDR2 提高了一倍。所以相比 DDR2 预读取会提 高 50%的效率,是 DDR2 标准的两倍。

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