RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash等常见存储器概念辨析

分析常见内存概念，如RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM和Flash典型存储器概念分析： RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM和Flash存储器可分为多种类型，其中随机存取存储器(RAM )和只读存储器(ROM )取决于是否丢失了停电的数据ROM和RAM指的是半导体存储器，ROM是只读存储器的缩写，RAM是随机访问存储器的缩写。 ROM即使关闭系统电源也可以保存数据，但RAM通常会在关闭电源后丢失数据。 典型的RAM是计算机的存储器。RAM分为RAM (静态RAM静态存储器)和RAM (动态RAM动态存储器)。 SRAM使用触发器存储信息，除非关闭电源，否则信息不会丢失。 DRAM使用金属氧化物半导体(MOS )电容来累积电荷并累积信息，因此必须通过不断充电电容来维持信息，因此DRAM的成本、集成度、功耗等显着优于SRAM。 尽管SRAM是当前读写速度最快的存储设备，但它非常昂贵，因此只能用于要求苛刻的位置，例如CPU主缓冲区或辅助缓冲区。 DRAM保留数据的时间很短，比SRAM慢，但比任何ROM都快，但在价格上远比SRAM便宜，计算机内存是DRAM。SDRAM通常是DRAM的一种，它是同步动态存储器，并且用一个系统时钟将所有地址数据和控制信号同步。 使用SDRAM不仅可以改进系统表示形式，还可以简化设计并提供高速的数据传输。 在嵌入式系统中经常被使用。ROM有很多种，但PROM是可编程ROM，PROM和EPROM (可擦除可编程ROM )之间的区别在于，PROM是一次性的，也就是说，在软件流入后不能再进行修改。 这是早期的产品，现在不能用了。 EPROM通过紫外光的照射消除原程序，是通用的存储器。 另一个EEPROM被电子擦除，价格高，写入时间长，写入慢。Flash也是非易失性存储器(即使关闭电源也不会丢失)，易于改写，访问速度快，很大程度上取代了以往的EPROM的地位。 与ROM同样，因为具有即使停电也不会丢失的特性，所以大多被称为快闪ROM。 闪存也称为闪存，将ROM和RAM的优点组合起来，不仅具备电子可擦除可编程(EEPROM )的性能，还能够在不切断电源的情况下快速读取数据(NVRAM的优点)，在USB和MP3中使用在过去的20年中，嵌入式系统使用ROM(EPROM )作为存储设备，但是近年来，Flash完全取代了嵌入式系统中ROM(EPROM )的地位，并且可以使用引导加载器、操作系统或程序代码目前，Flash主要有NOR Flash和NADN Flash两种。 NOR Flash读取和我们常见的SDRAM读取一样，用户可以直接执行加载到NOR Flash中的代码，从而减少SRAM的容量并节省成本。 NAND Flash没有采用存储器的随机读取技术，该读取是以一次读取较快的形式进行的，通常采用一次读取512字节的技术的Flash比较便宜。 由于用户无法直接执行NAND Flah上的代码，因此使用NAND Flah的开发板大多数除了NAND Flah之外，为了执行启动代码还发挥了很小的nor flash的作用。由于一般的小容量NOR Flash的读取速度快，并且经常存储关键的信息，比如操作系统，大容量的NAND FLASH最常见的NAND FLASH应用就是嵌入式系统使用的doc (磁盘上芯片) 现在市面上销售的FLASH主要从英特尔、AMD、Fujitsu、Toshiba生产NAND FlashROM是指只读存储器，即只读存储器。 这是布线最简单的半导体电路，通过掩蔽技术一次性制造，其中的代码和数据只要永久保存(没有破坏)就不能修正。 这是一般在大量生产时使用的，具有成本低、非常低的优点，但其风险比较大，产品设计时如果不彻底调整的话，容易产生数千枚芯片，在业内被称为“面具”。PROM是指“可编程只读存储器”两者。 因为这样的产品只能写入一次，所以也被称为One Time Progarmming ROM、OTP-ROM。 在PROM出厂时，存储的内容都是1，用户可以根据需要将部分单元写入数据0 (部分PROM出厂时全部是0，用户可以将部分单元写入数据1 )。 PROM的典型产品是“双极性保险丝的结构”，如果我们想改写几个单元，那么在这些单元中流过足够的电流，维持一定的时间，原来的保险丝可以熔断，因此具有改写几个比特的效果。 另一个典型的PROM是使用“肖特基二极管”的PROM，出厂时二极管是反向关断，还是用大电流的方法对“肖特基二极管”施加反相电压，引起永久破坏？EPROM是“可改写的可编程只读存储器”，即erassableprogrammableread-only memory。 其特征是具有可擦除的功能，擦除后可以重新编程，但是擦除时需要照射一定时间的紫外线。 这种芯片特别容易识别，包含“石英玻璃窗”，编程的EPROM芯片的“石英玻璃窗”通常用黑色的无干纸复盖，以防止阳光直射。EEPROM是“电可擦除可编程只读存储器”，即electricallyerassableprogrammableread-only存储器。 其最大的优点是，既可以用电信号直接熄灭，也可以用电信号写入。 EEPROM不能代替RAM，其过程复杂，消耗的门电路过多，重新编程时间较长，同时有效重新编程次数也较少。闪存是指“闪存”，“闪存”是非易失性存储器，也是EEPROM的改良品。 其最大特征是，必须逐块擦除(块大小不定，规格因制造商而异)，而EEPROM一次只能擦除1字节。 现在，“闪存”已经广泛应用于PC主板，用于存储BIOS程序并简化程序升级。 另一个应用领域具有抗震、速度快、无噪声、功耗低等优点，作为硬盘的替代品，但不适合用它来代替RAM。 RAM需要以字节重写，因此在Flash ROM中不能。一、闪光灯介绍闪存(Flash-ROM )是当前最成功、最流行的固态存储器，与EEPROM相比读写速度快，与SRAM相比具有非易失性、廉价等优点。 基于NOR和NAND结构的闪存是目前市场上两大主要的非易失性闪存技术。 英特尔在1988年开发了NOR flash技术，彻底改变了EPROM和EEPROM的统一状况。 1989年东芝推出了nand闪存技术(后来免费转让给韩国三星公司)，强调了每位的成本节约，性能更高，可以像磁盘一样通过接口轻松升级。但是，经过十多年，仍有很多工程师无法区分NOR和NAND闪存，也不知道NAND闪存技术相对于NOR技术的优势。 在许多情况下，NOR闪存更适合仅存储少量代码。 NAND是高数据存储密度的理想解决方案。NOR的特征是在芯片内执行(XIP，eXecute In Place )，应用程序可以直接在闪存内执行，所以不需要向系统RAM读取代码。 NOR的传输效率高，14MB的小容量具有高成本效率，但是低写入和擦除速度对性能有很大影响。NAND结构提供了非常高的单元密度，达到了很高的记忆密度，写入和擦除速度也很快。 这是因为所有的u盘都使用NAND闪存作为存储介质的原因。 使用NAND需要闪存和特殊的系统接口。二、性能比较闪速存储器是非易失性存储器，可以改写被称为块的存储器单元块并重新编程。 写入闪存设备仅在空单元或已擦除单元中进行，因此大多数情况下，您必须先执行擦除，然后才能写入闪存设备。 NAND设备容易擦除，而NOR在擦除之前必须将目标块内的所有位都写为0。NOR设备的擦除是在64128KB的块中进行的，因此写入/擦除动作执行一次的时间为5s，与此相对，NAND设备的擦除是在832KB的块中进行的，执行同样的动作最大4ms即可。执行擦除时的块大小差异进一步扩大了NOR和NAND的性能差异，统计表明对于给定的写入操作的集合(特别是更新小文件时)，必须在基于NOR的单元中进行更多的擦除操作。 因此，在选择存储解决方案时，设计师必须考虑以下因素：1) NOR的读取速度比NAND略快。2) NAND的写入速度比NOR快得多。3) NAND的4ms消去速度远远快于NOR的5s。 对于大多数写操作，首先需要擦除操作。4) AND的消除单元小，对应的消除电路少。三、接口的不同NOR闪速存储器具有SRAM接口，具有足够的寻址引脚，可以方便地访问其内部的每个字节。NAND闪存使用复杂的I/O端口串行访问数据，并且方法可能会因产品和制造商而异。 八个引脚用于发送控制、地址和数据信息。NAND读写采用512字节块这一点类似于硬盘管理，当然，基于NAND的闪存可以代替硬盘或其他块设备。四、容量和成本NAND闪存的单元大小几乎是NOR闪存的一半，生产过程更简单，使得NAND结构能够在预定模具大小内提供更高的容量并相应地降低价格。NOR闪存的容量是11116MB的闪存市场的大部分，但NAND闪存仅用于8MB以上的产品，因此NOR主要适用于代码存储介质，NAND适用于数据存储，NAND适用于CompactFlash、snd五、可靠性和耐久性使用闪存介质时，一个重要的考虑因素是可靠性。 对于需要扩展MTBF的系统，闪存是最佳存储方案。 从寿命(耐久性)、比特交换、不良块处理3个方面可以比较NOR和NAND的可靠性。寿命(耐久性)在NAND闪存中，每块的最大改写次数为100万次，NOR的改写次数为10万次。 NAND存储器具有10:1的块擦除周期的优点，另外典型的NAND块大小比NOR设备小8倍，各NAND存储器块在一定时间内的删除次数较少。比特交换所有闪存设备都受到位更换现象的困扰。 在某些情况下(偶尔NAND的发生次数比NOR多)，1比特反转或报告为反转。一个人的变化可能不明显，但如果发生在重要文件中，这个小故障可能会导致系统停机。 只要报告有问题，读几遍都可以解决。当然，如果该比特数确实改变，则必须采用错误检测/错误校正(EDC/ECC )算法。 比特反转的问题多见于NAND闪存，但如果NAND厂商提出NAND闪存，则并用EDC/ECC算法。这个问题对于用NAND记忆多媒体信息不是致命的。 当然，如果要在本地存储上存储操作系统、配置文件和其他敏感信息，则必须使用EDC/ECC系统来确保可靠性。坏块处理NAND设备的坏块随机分布。 以前也努力去除坏块，但成品率太低，成本太高，完全不合算。NAND设备必须对介质进行初始化扫描以检测坏块，并将坏块标记为不可用。 如果已完成的设备无法以可靠的方式进行此操作，则会导致高故障率。六、使用方便基于NOR的快闪存储器可非常直接地使用，且可像其它存储器一样连接以在其上执行直接代码。由于需要I/O接口，因此NAND非常复杂。 访问不同NAND设备的方式因制造商而异。如果使用NAND设备，则必须先写入驱动程序，然后才能继续进行其他操作。 向NAND设备写入信息需要相当多的技术。 这意味着NAND设备必须从头到尾创建虚拟映像，因为设计者永远无法写入坏块。七、软件支持在考虑软件支持时，必须区分基本的读/写/擦除操作和高级磁盘仿真和闪存管理算法软件，包括性能优化。在NOR设备上执行的代码不需要软件支持，在NAND设备上进行同样的操作需要驱动程序即存储技术驱动程序(MTD )，NAND和NOR设备进行写入和删除操作需要MTD。八、典型的NOR闪存(Strata Flash )Strata Flash是Intel生产的典型Nor Flash，本产品使用的Strata Flash是本系列的28F320J3，该闪存的内部逻辑框图如图10-1所示其特性如下：1 )提问速度为1