RAMROMFLASH存储器

存储器存储器特点分类特点用途RAM随机存储器：速写速度快；寿命无限；掉电丢失数据；SRAM静态RAM：速度非常快；价格昂贵CPU的一级缓冲，二级缓冲PSRAM伪静态RAM：内部结构同SDRAM；外部接口同SRAM；容量价格在SRAM/SDRAM之间。功耗最低。目前2Mb路由缓存DRAM动态RAM:成本、集成度、功耗等明显优于SRAMSDRAM同步动态RAM:与CPU时钟同步DDRAM两倍速率同步动态RAM:ROM只读存储器：掉电不丢失；写入速度慢；写入次数有限MASKROM掩膜型ROM：无法修改，成本低PROM可编程ROM：只一次可编程EPROM可擦可编程ROM：紫外线可擦可编程EEPROM电可擦可编程ROM：电可擦可编程，按字节操作，I2C接口一般作为数据存储，空间小！FLASHROM闪存ROM：见下方。按扇区操作，成本较EEPROM低，操作较EEPROM麻烦，一擦一页，所以小单位小容量存储不能用Flash而是用EEPROM！即可数据存储，也可程序存储FLASHFLASHROM：集成RAM、ROM优点NORFLASH（串行SPI或并行接口）读取同SDRAM，代码可以直接运行，无需下载到RAM可用来存放代码用，和BOOT。NANDFLASH与NORflash比容量大，成本低；但可靠性差；不能随机读取，需按块读取；不能直接运行NANDFlash上的代码；主要用于大数据存储，如U盘等，容量比NORFLASH大。FRAM集成RAM、ROM优点：掉电不丢失；功耗低写入速度快，写入次数多。串行铁电（I2C或SPI）引脚与EEPROM兼容，可直接替换在产品上可以直接替换普通的EEPROM或RAM并行铁电注：1、RAMROM分类很多，这里仅选一些常见的说明；2、目前大部分手机使用NORFLASH实现代码存储，同时采用SRAM或者PSRAM作为缓存或工作内存，而NANDFLASH厂商提倡把NANDFLASH与SDRAM相结合。学习可只看上表，若深入了解可参考以下内容：——————————————————————————————————————————————————————————————————————1、RAMRAM又可分为SRAM（StaticRAM/静态存储器）和DRAM（DynamicRAM/动态存储器）。SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不掉电，信息是不会丢失的。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。DRAM是利用MOS电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的给电容充电来维持信息，所以DRAM的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。而通常人们所说的SDRAM是DRAM的一种，它是同步动态存储器，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。在嵌入式系统中经常使用。PSRAM就是伪SRAM，内部的内存颗粒跟SDRAM的颗粒相似，但外部的接口跟SDRAM不同，不需要SDRAM那样复杂的控制器和刷新机制，PSRAM的接口跟SRAM的接口是一样的。容量没有SDRAM那样密度高，但肯定是比SRAM的容量要高很多，价格只比相同容量的SDRAM稍贵一点点，比SRAM便宜很多。2、ROMROM也有很多种，PROM是可编程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。另外一种EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。MCU按其存储器类型可分为MASK(掩模)ROM、OTP(一次性可编程)ROM、FLASHROM等类型。MASKROM的MCU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；FALSHROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM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。3、FlashFlash也是一种非易失性存储器（掉电不会丢失），它擦写方便，访问速度快，已大大取代了传统的EPROM的地位。由于它具有和ROM一样掉电不会丢失的特性，因此很多人称其为FlashROM。FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦出可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。NorFlash和NandFlash接口对比NorFlash带有通用的SRAM接口，可以轻松地挂接在CPU的地址、数据总线上，对CPU的接口要求低。NorFlash的特点是芯片内执行(XIP,eXecuteInPlace)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。如uboot中的ro段可以直接在NorFlash上运行，只需要把rw和zi段拷贝到RAM中运行即可。NandFlash器件使用复杂的I/O口来串行存取数据，8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。由于时序较为复杂，所以一般CPU最好集成NAND控制器。另外由于NandFlash没有挂接在地址总线上，所以如果想用NandFlash作为系统的启动盘，就需要CPU具备特殊的功能，如s3c2410在被选择为NandFlash启动方式时会在上电时自动读取NandFlash的4k数据到地址0的SRAM中。如果CPU不具备这种特殊功能，用户不能直接运行NandFlash上的代码，那可以采取其他方式，比如好多使用NandFlash的开发板除了使用NandFlash以外，还用上了一块小的NorFlash来运行启动代码。NorFlash和NandFlash容量和成本对比相比起NandFlash来说，NorFlash的容量要小，一般在1~16MByte左右，一些新工艺采用了芯片叠加技术可以把NorFlash的容量做得大一些。在价格方面，NorFlash相比NandFlash来说较高，如目前市场上一片4Mbyte的AM29lv320NorFlash零售价在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08NandFlash零售价在30元左右。NandFlash生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，这样也就相应地降低了价格。NorFlash和NandFlash可靠性性对比NAND器件中的坏块是随机分布的，以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。而坏块问题在NorFlash上是不存在的。在Flash的位翻转（一个bit位发生翻转）现象上，NAND的出现几率要比NorFlash大得多。这个问题在Flash存储关键文件时是致命的，所以在使用NandFlash时建议同时使用EDC/ECC等校验算法。NorFlash和NandFlash文件系统比较Linux系统中采用MTD来管理不同类型的Flash芯片，包括NandFlash和NorFlash。支持在Flash上运行的常用文件系统有cramfs、jffs、jffs2、yaffs、yaffs2等。cramfs文件系统是只读文件系统。如果想在Flash上实现读写操作，通常在NorFlash上我们会选取jffs及jffs2文件系统，在NandFlash上选用yaffs或yaffs2文件系统。Yaffs2文件系统支持大页（大于512字节/页）的NandFlash存储器。NorFlash和NandFlash升级对比NorFlash的升级较为麻烦，因为不同容量的NorFlash的地址线需求不一样，所以在更换不同容量的NorFlash芯片时不方便。通常我们会通过在电路板的地址线上做一些跳接电阻来解决这样的问题，针对不同容量的NorFlash。而不同容量的NandFlash的接口是固定的，所以升级简单。NorFlash和NandFlash读写性能对比写操作：任何flash器件的写入操作都只能在空或已擦除的单元内进行。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1。擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作的时间约为5s。擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作最多只需要4ms。读操作：NOR的读速度比NAND稍快一些。NorFlash和NandFlash寿命对比在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。闪存的使用寿命同时和文件系统的机制也有关，要求文件系统具有损耗平衡功能。4、FRAM铁电目前Ramtron公司的FRAM主要包括两大类：串行FRAM和并行FRAM。其中串行FRAM又分I2C两线方式的FM24系列和SPI三线方式的FM25系列。串行FRAM与传统的24、25型的E2PROM引脚及时序兼容，可以直接替换。并行FRAM价格较高但速度快，由于存在预充问题，在时序上有所不同不能和传统的SRAM直接替换。FRAM产品具有RAM和ROM优点，读写速度快并可以像非易失性存储器一样使用。最大访问次数是100亿次（1010），但是并不是说在超过这个次数之后，FRAM就会报废，而是它仅仅没有了非易失性，但它仍可像普通RAM一样使用。技术类型FRAMEEPROMFlashmemory数据储存10年10年10年单元结构2T/2C、1T/1C2T1T单元大小中等中等小写入电压2-5V12--18V10--12V重写次数1010~1012105~106105~106平均功耗低中等中等5、MRAMMRAM(MagneticRandomAccessMemory)是一种非挥发性的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器（SRAM）的高速读取写入能力，以及动态随机存储器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。