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学习ROM,RAM,Flash

热度 1已有 1464 次阅读| 2019-9-3 13:51 |个人分类:MCU版图设计|系统分类:芯片设计| 版图设计

一、 ROM(Read Only Memory)    
  ROM(Read Only Memory),只读存储器。用来存储和保存数据。ROM数据不能随意更新,但是在任何时候都可以读取。即使是断电,ROM也能够保留数据。 
  ROM也有很多种: 
  PROM是可编程一次性(无法修改)的ROM; 

  EPROM是紫外线可擦除可编程的ROM; 

  EEPROM是电可擦除可编程的ROM,按字节进行删除和重写, 写入时间很长,写入很慢;现在多用作非易失的数据存储器。特点是可以随机访问和修改任何一个字节,可以往每个bit中写入0或者1。这是最传统的一种EEPROM,掉电后数据不丢失,可以保存100年,可以擦写100w次。具有较高的可靠性,但是电路复杂/成本也高。因此目前的EEPROM都是几十千字节到几百千字节的,绝少有超过512K的。

二、 RAM(Random Access Memory) 
  RAM(Random Access Memory), 随机存取存储器。是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫内存。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介, 当电源关闭时RAM不能保留数据。RAM 可以进一步分为静态RAM(SRAM)和动态内存(DRAM)两大类。 SRAM速度非常快,不需要刷新电路即能保存数据,是目前读写最快的存储设备了,但是集成度较低,非常昂贵,多用于CPU的一级缓存,二级缓存(L1/L2 Cache)。DRAM保留数据的时间很短(需要内存刷新电路,每隔一段时间,刷新充电一次,否则数据会消失),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。 

三、FLASH(Flash Memory)

  FLASH闪存,它属于内存器件的一种,是一种不挥发性( Non-Volatile )内存,结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦除可编程(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)。FLASH属于广义上的ROM,和EEPROM的最大区别是FLASH按扇区操作,相对于EEPROM的改进就是擦除时不再以字节为单位,而是以块为单位,一次简化了电路,数据密度更高,降低了成本。上M的ROM一般都是FLASH。而EEPROM则按字节操作。目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。

  FLASH工作原理:Flash Memory,属于非易失性存储设备(Non-volatile Memory Device),Flash的内部存储是MOSFET,里面有个悬浮门(Floating Gate),是真正存储数据的单元。数据在Flash内存单元中是以电荷(electrical charge) 形式存储的。存储电荷的多少,取决于图中的外部门(external gate)所被施加的电压,其控制了是向存储单元中冲入电荷还是使其释放电荷。而数据的表示,以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表示。 

对于数据的表示,单个存储单元中内部所存储电荷的电压,和某个特定的阈值电压Vth,相比,如果大于此Vth值,就是表示1,反之,小于Vth,就表示0;对于nand Flash的数据的写入1,就是控制External Gate去充电,使得存储的电荷够多,超过阈值Vth,就表示1了。而对于写入0,就是将其放电,电荷减少到小于Vth,就表示0了



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