2010-第4章 存储系统.pptVIP

第4章 存储系统 lijiayi001@126.com 李建义 4.1 嵌入式系统存储器简介 嵌入式存储系统的特点： 高密度 低功耗 存储器容量与软件的大小相匹配，节省成本。 存储系统的扩充： 扩充ROM子系统用于存储程序， RAM子系统用于存储中间数据， FlashROM子系统用于存储配置数据和常数。 存储器分类 1.RAM RAM是指通过指令可以随机的、个别的对各个存储单元进行访问的存储器，一般访问时间基本固定，而与存储单元地址无关。RAM 的速度比较快，但其保存的信息需要电力支持，一旦断电即数据消失，所以又叫易失性存储器。 RAM分动态存储器（DRAM）和静态存储器(SRAM) （1）DRAM 是一种以电荷形式进行存储的半导体存储器 每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成，数据存储在电容器中 电容器会由于漏电而导致电荷丢失 ，DRAM器件必须有规律地进行刷新 （1）DRAM 常见的DRAM有几种：普通DRAM、扩展数据输出DRAM(简称EDO DRAM) 、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率DRAM(DDR SDRAM) 、Rambus DRAM（简称RDRAM）等。 附：普通DRAM与SDRAM 普通DRAM 一般要求多条控制线，时序要准确 ，选用合适的DRAM芯片 存取速度大致为60ns 无法与100MHz总线匹配，因为总线的周期为10ns，控制器须等待6个周期才能将数据存储到所需的存储器 SDRAM(同步DRAM) 按额定的频率存取数据，可与总线时钟同步 可把100MHz的SDRAM接到100MHz的总线上 （2）SRAM SRAM是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不断电，信息是不会丢失的，所以称为静态。 每个SRAM存储单元由6个晶体管组成 SRAM的速度快但昂贵，一般用小容量的SRAM作为高速CPU和较低速DRAM之间的缓存(Cache)。SRAM也有许多种，如Async-SRAM、Sync SRAM、PBSRAM，还有INTEL没有公布细节的CS-RAM等。 （3）SRAM和DRAM比较 组成结构决定了SRAM比DRAM每个存储单元的成本要高 在给定的固定区域内DRAM的密度比SRAM 的密度要大 SRAM常常用于高速缓冲存储器，有更高的速率 （3）SRAM和DRAM比较 DRAM常常用于嵌入式系统中或者PC中的主存储器 ，有更高的密度和更低的价格 只要不断电，SRAM就能保持一个值；DRAM需要定时刷新 SDRAM一般工作在100MHz和133MHz DDR SDRAM可以工作在200MHz和266MHz Rambus DRAM比它们都要快得多，可达到400MHz和800MHz 通常不要采用超前的方案进行设计，因此SDRAM是内存的最佳选择。 2.ROM ROM的一个共同的特性就是它们都能够永久地保存数据和程序，甚至是断电后。 用途： ROM是只读存储器，一旦有了信息，就不会掉电时丢失 ROM的这种非易失性主要用来存储代码和数据，它们在计算机系统中是只供读出的存储器 ROM分类 掩模性ROM(Masked ROM) 可编程的ROM(Programmable ROM，简称PROM) 可擦除可编程的ROM(Erasable Programmable ROM，简称EPROM) 可用电擦除的可编程的ROM(Electrically Erasable Programmable ROM，简称EEPROM) （1）掩模型ROM和PROM 掩模型ROM 厂家根据用户给定的程序和数据对芯片图形(掩模)进行2次光刻而决定的ROM中内容 嵌入式软件设计师给芯片生产厂商提供一个二进制的文件 ，描述在特定地址需要的特定输出 嵌入式系统制造商不需要任何的设备擦写工具，掩模型ROM从不会在系统制造商一级进行写入 信息一经写入，便无法进行修改 PROM 嵌入式系统生产商或者设计师通过设备编程器进行写入 一次性写入的设备 ,内容一旦写入，就再也不能改变 （2）EPROM 是一种可以多次进行擦除和重写的ROM 初始状态下，所有位数均为1，写入时，只能将1改变为0 擦除时使用紫外线光源，把所有位均设置为1 需要特定的编程设备 3.FLASH 是一种新型的EEPROM 使用5v电压(新型的Flash使用3v电压即可)便可以进行整个扇区的擦除和写入操作 扇区的大小一般在16kB到256kB之间 非易失性存储器 3.FLASH 优点： 重量轻 低功耗 擦除速度快 对于便携设备而言具有客观的存储容量 缺点: 无法直接写入，写之前必须进行擦除 一旦擦除时必须擦除整个扇区 Flash分为两类 分类： Nand Flash和Nor Fla