存储器分类及其特点

ROM、RAM、DRAM、SRAM、FLASH的区别?ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是ReadOnlyMemory的缩写，RAM是RandomAccessMemory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。RAM有两大类，一种称为静态RAM(StaticRAM/SRAM)，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。另一种称为动态RAM(DynamicRAM/DRAM)，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。DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDRRAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，这里介绍其中的一种DDRRAM。DDRRAM(Date-RateRAM)也称作DDRSDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势，事实上击败了Intel的另外一种内存标准一RambusDRAM。在很多高端的显卡上，也配备了高速DDRRAM来提高带宽，这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。ROM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，WEPROM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。举个例子，手机软件一般放在EEPROM中，我们打电话，有些最后拨打的号码，暂时是存在SRAM中的，不是马上写入通过记录(通话记录保存在EEPROM中)，因为当时有很重要工作(通话)要做，如果写入，漫长的等待是让用户忍无可忍的。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)。目前Flash主要有两种NORFlash和NADNFlash。NORFlash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NORFLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NANDFlash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一快的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NANDFlash上的代码，因此好多使用NANDFlash的开发板除了使用NANDFlah以外，还作上了一块小的NORFlash来运行启动代码。一般小容量的用NORFlash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NANDFLASH，最常见的NANDFLASH应用是嵌入式系统采用的DOC(DiskOnChip)和我们通常用的“闪盘”，可以在线擦除。目前市面上的FLASH主要来自Intel，AMD，Fujitsu和Toshiba，而生产NANDFlash的主要厂家有Samsung和Toshiba。DRAM，动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。而且是行列地址复用的，许多都有页模式。SRAM，静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。SDRAM，同步的DRAM，即数据的读写需要时钟来同步。DRAM和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM，但是现在，SDRAM的速度也已经很快了，时钟好像已经有150兆的了。那么就是读写周期小于10ns了。所谓的PSRAM（PseudoSRAM；PSRAM），在技术本质上即是用DRAM来乔装SRAM，所以才叫Pseudo（伪），那为何要用乔装呢？此其实与近年来手持式应用设计的兴起息息相关。过去在一般性的嵌入式设计上，其内存部分多是使用SRAM，之后由于计算机等电子数据设备的成长，使设备内部所用的内存容量大幅增加，这时就难以使用SRAM来实现大容量的内存系统，而必须使用DRAM，DRAM每个位的记忆电路是以1个晶体管与1个电容所构成，相对于SRAM每个位需要4~6个晶体管才能构成，DRAM拥有比SRAM高4~6倍的记忆密度。虽然DRAM在记忆密度、电路成本等方面优于SRAM，但DRAM也有不如SRAM的地方，SRAM是以持续供电的方式来记忆数据，所以运作上相当耗电，相对的DRAM实行刷新（Refresh）方式来持留住记忆内容，如此虽比较省电，但记忆数据的存取速度就不如SRAM。此外，DRAM因为刷新电路、存取电路等设计，使的系统接口的线路较SRAM复杂，SRAM没有刷新电路且接口设计单纯、直觉，如此对电子工程师而言，除非真有SRAM无法满足的高容量、低用电等设计要求，否则都尽可能实行SRAM，因为SRAM的电路设计比DRAM简洁、容易。正因为SRAM与DRAM有诸多特性是完全相左，以致多年来的应用范畴也各不相同，SRAM多用在少数容量的高速存取应用上，例如高速处理器的高速缓存、高速网络设备（如：路由器、交换机）的内存等。而DRAM就用在大量记忆需求的应用上，如激光打印机、高清晰数字电视等。不过，在手持式应用的设计上，就同时需要DRAM与SRAM的特性，既需要SRAM的电路简洁特性（因为印刷电路板面积小，线路数能减少就少），又需要DRAM的低用电（因使用电池运作）。此外芯片用数也多在1、2个芯片左右，所以也不易同时使用DRAM芯片与SRAM芯片，只能择一而用。既然只能择一而用，真正权衡取舍的结果是使用DRAM，但必须将DRAM的存取接口加以简化，作法是将刷新电路改成自行刷新（Self-Refresh），然后接口简化成兼容、近似原有SRAM的接口，如此就成了PSRAM，有时也称PSDRAM。NAND型闪存又分为SLC和MLC两种类型。其区别在于每个储存单元储存信息的多寡。不同的结构决定了SLC的读写性能、寿命、可靠性较高，而MLC则在容量和成本方面占优势。PSRAM标准各有技术阵营PSRAM的概念是改变DRAM原有的存取接口设计，使其接口兼容于原有SRAM的存取接口，且在存取的时序等其它特性上也相类似。不过光有概念还是不够，各业者依然组成了联盟阵营，订立出自己依循的PSRAM规范及标准。举例来说，由美国柏士（Cypress）、南韩EMLSI、日本Renesas（瑞萨）、台湾Etron（钰创）、南韩Hynix（海力士）、美国美光（Micron）、台湾京典硅旺（Enable）、德国Infineon（英飞凌）、南韩Silicon7、以及台湾华邦电子（Winbond）等所组成的CellularRAM联盟，共同制订CellularRAM的标准，目前已有1.0版、1.5版标准的规范。CellularRAM并非是唯一的PSRAM标准联盟，恩益禧（NEC）、日本富士通（Fujitsu）、日本东芝（Toshiba）等3家日系半导体业者也合组了CosmoRAM联盟，CosmoRAM的全称为「CommonSpecificationsforMobileRAM」，新版标准为Rev4版。营销称呼混淆技术分别PSRAM除了有联盟阵营的标准差异外，另一个让现有电子工程师经常困扰的是PSRAM的名称，例如MoSys公司的独家硅智财技术：1T-SRAM就常被人以为是PSRAM，但其实两者有所不同，然确实PSRAM有时也被称为1TSRAM。或者南韩的Silicon7公司将PSRAM称为CCSRAM（CompactCellSRAM）来推行，或如南韩三星将PSRAM称为UtRAM等等，此外PSRAM也容易与Mobile-RAM、MobileSRAM.MobileSDRAM等相近称呼相混淆。另外CellularRAM阵营的业者有时也直接以CellularRAM来称呼PSRAM。留心PSRAM业务的转移、改变附带一提的，由于PSRAM的技术与价格竞争激烈，有些业者已纷纷退出这块市场，例如日本瑞萨（Renesas）就已经退出，并退出CellularRAM联盟，美国柏士半导体/赛普拉斯半导体（Cypress）也将PSRAM部门转售给台湾晶豪科技（EliteSemiconductorMemoryTechnology；ESMT），同时也与Renesas一样退出CellularRAM联盟，但接手的ESMT并没有新增成为该联盟的新会员。另外德国忆恒/英飞凌（Infineon）将内存部门分立成奇梦达（Qimonda）后，也承接了原有在CellularRAM联盟中的会员身份，此外南韩海力士（Hynix）似乎也停止PSRAM的后续发展。此外日本东芝（Toshiba）委由台湾华邦电子（Winbond）代产PSRAM，以及欧洲意法半导体（STMicroelectronics；ST）也将PSRAM委交台湾茂德（ProMOS）代产，未来欧、美、日、韩的PSRAM业务都可能转至台湾，一方面过去台湾专长于SRAM，但PSRAM的出现将挤压原有SRAM的市场，为了保有原有的市场必然要跨入PSRAM。这些产业消长变迁信息，也是电子采购与工程设计人员所必须注意的。美国柏士/赛普拉斯（Cypress）-CYK512K16SCCA512Kx16RAMArrayDATAINDRIVERSFewerCircuit♦先进的低功耗MoBL（MoreBattery512Kx16RAMArrayDATAINDRIVERSFewerCircuit♦高速运作性：55nS、70nS（奈秒）。♦宽裕的运作电压范畴：2.73.3V。♦运作中的耗用电流（典型值）：2mA（工作频率为1MHz时）。♦运作中的耗用电流（典型值）：11mA（工作频率为最高频率时）。♦待备（Stand-by）时低功耗。♦芯片未被选择到时自动进入低功耗（Power-Down）状态。♦适合手机之类的手持式应用。德国奇梦达（Qimonda）-HYE18P128160AF-12.5♦1.8V的核心电压与I/O电压。♦合乎CellularRAM1.0、1.5规范的标准。♦针对无线应用而设计。♦可用「异步/分页模式」或「同步爆发」模式运作。♦异步工作时的存取间隔为70nS/85nS。♦同步爆发（Syncburst）模式运作时可达66MHz/80MHz/104MHz。♦免刷新（Refresh）的运作。♦直接在芯片上设置温度传感器。美国美光（Micron）-MT45W8MW16BGX

♦合乎CellularRAM1.5规范的标准♦支持异步、分页、以及爆发等模式的运作♦随机存取时间：70nS♦合乎欧洲RoHS规范与大陆RoHS规范♦核心电压工作范畴：1.7V~1.95V・I/O电压工作范畴：1.7V♦合乎CellularRAM1.5规范的标准♦支持异步、分页、以及爆发等模式的运作♦随机存取时间：70nS♦合乎欧洲RoHS规范与大陆RoHS规范♦核心电压工作范畴：1.7V~1.95V・I/O电压工作范畴：1.7V-3.3V♦适合的应用：医疗、商业与产业、车用、安全、行动、扫描仪♦适合的应用：导航定位、测试与量测、消费性手持式装置、电信台湾钰创（Etron）-EM567168BCVSS->DQ8-DQ15DQQ一DQ7Co?umnLtecoderAddressBufferRefreshCounterOutputDataControlStandby/DeepPowerDownModeControlAddressMemoryCellArray♦快速的周期时间：55nS、70nS。10uA（数据不可存取）。♦待备（Stand-by）状态下的用电：100uA。♦深度低功耗（DeepPower-Down）下的用电:10uA（数据不可存取）。♦数据存取宽度的控制：LB#(DQ0~7)、UB#(DQ8~15)。♦相容于低功耗的SRAM(LowPowerSRAM)。♦单一的供电电压：3.0V正负0.3V。♦封装型态：48个接脚，FBGA封装，6x8mm尺寸。南韩EMLSI-EM7164SU16CONTROLLOGICADDRESSA0~A19->DECODER'DQO~DQ15Self-Refresh

CONTROLCOLUMNSELECTMemoryArray1MX16Din/DoutBUFFERI/OCIRCUITCONTROLLOGICADDRESSA0~A19->DECODER'DQO~DQ15Self-Refresh

CONTROLCOLUMNSELECTMemoryArray1MX16Din/DoutBUFFERI/OCIRCUIT♦记忆组织：1Mx16。♦工作电压范畴：2.7V~3.3V°・分立的I/O供电(VccQ)与核心供电(Vcc)。♦三态输出(高、低、浮接)。♦透过#UB接脚、#LB接脚可控制字节(Byte)的读写。♦运用#ZZ接脚可支持直接深度低功耗(DirectPowerDown)控制。♦自动化的TCSR可节省用电。♦芯片封装方式：48个接脚，FPBGA封装，6.0x7.0尺寸。南韩海力士(Hynix)-HY64UD16322MA20•——>00ZPUTBUFFEROOEiDEC8ERS6OKOE8口ERROWDECODERMEMORYARRAY

2,048Kx16SEZSEAMPWR-TmDR-VERDATA-3BUFFER—•A20•——>00ZPUTBUFFEROOEiDEC8ERS6OKOE8口ERROWDECODERMEMORYARRAY

2,048Kx16SEZSEAMPWR-TmDR-VERDATA-3BUFFER—•101—♦j08—•I09Y1016CONTROLLOGIC♦CMOS制程技术。♦逻辑准位兼容于TTL，并具备三态(Tri-State)输出。♦深度低功耗(DeepPower-Down)模式。♦标准的接脚组态配置：48个接脚，FBGA封装。♦透过/LB、/UB接脚可行使数据屏蔽(DataMask)功效。♦工作电压范畴：2.7V~3.3V°・工作温度范畴：摄氏-25〜85或-40〜85度。南韩Silicon7-SV6P3215UFB

♦标准的异步SRAM接口。♦已历验证的SiliconCompactCellSRAM可用于高密度、低功耗与成本取向的应用。♦记忆组织：2Mx16°・工作电压范畴：2.7V〜3.3V。♦封装方式：48个接脚，FPGA封装。♦逻辑准位兼容于TTL，并具备三态（Tri-State）输出。♦适合的应用：手机、PDA、以及其它用电池运用的消费性产品。♦运作上可选择正常（Normal）模式或双CS（DualCS）模式。南韩三星半导体（Samsung）-K1S56161CM针对手机高容量存储的需求，Spansion公司推出了ORNAND架构，采用MirrorBit技术，具有每单位双比特/4比特的特点，一方面加大了存储容量，同时又具有很快的读取速度，还无需纠错，既具有了NAND的大容量，又具有了NOR的读取速度快的特点。目前，ORNAND架构容量可以达到1Gb，采用90nm工艺后，容量将达到2Gb。2007年，随着采用65nmQuadBit技术，容量可以达到8Gb。除了在3G手机市场里面，ORNAND还可以应用在嵌入式市场中的需要的存储卡应用，比如电子辞典、电子图书、MP3播放器、具有安全功能的USB、汽车导航等等应用。OS制程技术。♦记忆组织:1V。♦存取间隔速