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常见存储器有哪些,常用的外部存储器有哪些

时间:2023-05-06 08:44:29 阅读:120405 作者:5000

1 .内存是计算机实现存储功能的部件,用于存储程序和数据,是微机系统的重要组成部分。 存储器容量越大,可存储的信息越多,表示计算机的处理能力也越能充分发挥。 内存系统由外部存储器和内部存储器两部分构成。 其中,内部存储器用于存储当前正在执行的程序和数据,一般由一定容量的速度高的存储器构成,CPU能够直接用指令对内部存储器进行读取/写入操作。 内部存储器的分类如下。

2.RAM,Random Access Memory的缩写,翻译为随机内存。 目前,RAM专门用于指计算机存储器——易失性半导体存储器。

2.1.SRAM静态随机存储器:存储单元通过锁存器存储数据。 参照图1。 这种存储器被称为“静态”RAM,因为这样的电路配置可以保持状态而不需要定时刷新充电(断电时丢失数据)。 与DRAM相比,SRAM的特点是只要不拆除工作电源,保存的信息就不会丢失; 读出信息时不会破坏原来保存信息,只要写入一次就可以多次读出; 它适用于存取速度快、功耗大、存储容量小、不需要大容量存储装置的系统,如单片机、机床存储器和微机高速缓存。 SRAM根据其通信方式分为同步(SSRAM )和异步SRAM,相对异步SRAM被广泛使用。

图1 SRAM存储单元

2.2 ) dram动态随机存取存储器)存储单元以大容量电荷表示数据,有电荷表示1,无电荷表示0。 参照图2。 但是,随着时间的推移,表示1的电容器放电,表示0的电容器吸收电荷,因此需要定期刷新。 这是“动态”一词所表示的特性。

图2 DRAM存储单元

2.3 ) DRAM )根据DRAM的通信方式,分为同步和异步两种。 这两种方式根据通信时是否需要使用时钟信号来区分。 由于使用时钟同步的通信速度快,同步DRAM的使用变宽,这样的DRAM被称为SDRAM (同步DRAM )。

2.4 ) DDR SDRAM )为了进一步提高SDRAM的通信速度,设计了DDR SDRAM内存(双数据SDRAM )。 其存储特性与SDRAM相同,但SDRAM表示仅在上升沿有效的数据,在一个时钟周期内只能表示一个共享数据; 另外一方面,DDR SDRAM在时钟上升沿和下降沿分别表示一个数据,也就是说,能够以一个时钟周期表示2位数据,在时钟频率相同的情况下,提高两倍的速度。 DDRII和DDRIII在通信方式上没有区别,主要是提高了通信同步时钟的频率。 目前电脑上常用的记忆棒是DDRIII SDRAM内存,一个记忆棒包含多个DDRIII SDRAM芯片。

2.5 ) DRAM和SRAM应用)比较DRAM和SRAM结构,DRAM结构非常简单,因此在生产相同容量的内存时,DRAM成本更低,集成度更高。 另一方面,DRAM的容量结构决定访问速度低于SRAM。 特性的比较如表1所示。 在实际应用中,SRAM仅用于CPU内部的缓存,而DRAM通常用于外部扩展内存。

表1 DRAM与SRAM的比较

特性

DRAM

SRAM

访问速度

太晚了

好快

集聚度

很贵

t:0cm;">较低

生产成本

较低

较高

是否需要刷新

3.ROM,“Read Only Memory”的缩写,意为只能读的存储器,现在一般用于指代非易失性半导体存储器。

3.1. MROM:MASK(掩膜) ROM,存储在内部的数据是在出厂时使用特殊工艺固化,生产后就不可修改,其主要优势是大批量生产时成本低。当前在生产量大,数据不需要修改的场合,还有应用。

3.2. OTPROM:One Time Programable ROM,一次可编程存储器,出厂时内部没有资料,用户可以使用专用的编程器将资料写入,一经写入,不能更改。

3.3. EPROM:Erasable Programmable ROM,可重复擦写的存储器,解决了PROM芯片只能写入一次的问题,使用紫外线照射芯片内部擦除数据,擦除和写入都要专用的设备,现在基本被EEPROM取代。

3.4. EEPROM:Electrically Erasable Programmable ROM,电可擦除存储器。可以重复擦写,擦除和写入都是直接使用电路控制,不需要再使用外部设备来擦写。而且可以按字节为单位修改数据,无需整个芯片擦除。现在主要使用的 ROM 芯片都是EEPROM。

3.5.FLASH 存储器:又称闪存,也是可重复擦写的储器,容量一般比EEPROM 大得多,且在擦除时,一般以多个字节为单位。如有的 FLASH 存储器以 4096 个字节为扇区,最小的擦除单位为一个扇区。根据存储单元电路的不同, FLASH 存储器又分为 NOR FLASH 和 NAND FLASH,见表2。

                                                            表2 NOR FLASH与NAND FLASH特性对比

特性

NOR FLASH

NAND FLASH

同容量存储器成本

较贵

较便宜

集成度

较低

较高

介质类型

随机存储

连续存储

地址线和数据线

独立分开

共用

擦除单元

以“扇区/块”擦除

以“扇区/块”擦除

读写单元

可以基于字节读写

必须以“块”为单位读写

读取速度

较高

较低

写入速度

较低

较高

坏块

较少

较多

是否支持XIP

支持

不支持

NOR与NAND 的共性是在数据写入前都需要有擦除操作,而擦除操作一般是以“扇区/块”为单位的。而NOR与NAND特性的差别,主要是由于其内部“地址/数据线”是否分开导致的。

由于NOR的地址线和数据线分开,它可以按“字节”读写数据,符合CPU的指令译码执行要求,所以假如NOR上存储了代码指令,CPU给 NOR一个地址, NOR就能向CPU返回一个数据让CPU执行,中间不需要额外的处理操作。

而由于NAND的数据和地址线共用,只能按“块”来读写数据,假如NAND 上存储了代码指令,CPU给NAND地址后,它无法直接返回该地址的数据,所以不符合指令译码要求。表2中的最后一项“是否支持XIP”描述的就是这种立即执行的特性(eXecute In Place)。

若代码存储在NAND上,可以把它先加载到RAM存储器上,再由CPU执行。所以在功能上可以认为 NOR是一种断电后数据不丢失的RAM,但它的擦除单位与RAM有区别,且读写速度比RAM要慢得多。

另外, FLASH的擦除次数都是有限的(现在普遍是10万次左右),当它的使用接近寿命的时候,可能会出现写操作失败。由于NAND通常是整块擦写,块内有一位失效整个块就会失效,这被称为坏块,而且由于擦写过程复杂,从整体来说NOR坏块更少,寿命更长。由于可能存在坏块,所以FLASH存储器需要“探测/错误更正(EDC/ECC)”算法来确保数据的正确性。

由于两种FLASH存储器特性的差异,NOR FLASH一般应用在代码存储的场合,如嵌入式控制器内部的程序存储空间。而NAND FLASH一般应用在大数据量存储的场合,包括SD卡、 U盘以及固态硬盘等,都是NAND FLASH类型的。

 

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