RAM(Random Access Memory)的全名为随机存取记忆体,它相当于PC机上的移动存储,用来存储和保存数据的。它在任何时候都可以读写,RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存)。

       不过,当电源关闭时RAM不能保留数据,如果需要保存数据,就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。正因为如此,有时也将RAM称作“可变存储器”。RAM内存可以进一步分为静态RAM(SRAM)和动态内存(DRAM)两大类。DRAM由于具有较低的单位容量价格,所以被大量的采用作为系统的主记忆。

ROM(Read Only Memory)的全名为唯读记忆体,它相当于PC机上的硬盘,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。但是资料一但写入后只能用特殊方法或根本无法更改,因此ROM常在嵌入式系统中担任存放作业系统的用途。现在市面上主流的PDA的ROM大小是64MB以及128MB。

    RAM和ROM相比,两者的最大区别是RAM在断电以后保存在上面的数据会自动消失,而ROM就不会。
由于ROM不易更改的特性让更新资料变得相当麻烦,因此就有了Flash Memory的发展 ,Flash Memory具有ROM不需电力维持资料的好处,又可以在需要的时候任意更改资料 ,不过单价也比普通的ROM要高。

       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。动态RAM(Dynamic RAM/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、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,这里介绍其中的一种DDR RAM。
      DDR RAM(Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM,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-Rambus DRAM。在很多高端的显卡上,也配备了高速DDR RAM来提高带宽,这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。
        内存工作原理:内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的"动态",指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。
         具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。
         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,而EPROM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)。
        目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash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NOR FLASH里面的代码,这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NAND Flash没有采取内存的随机读取技术,它的读取是以一次读取一块的形式来进行的,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NAND Flash上的代码,因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外,还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。
        一般小容量的用NOR Flash,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NAND FLASH,最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC(Disk On Chip)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Mxic,而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba及Hynix。

 

 

存储设备

      存储器

 

特点

RAM

Flash Memory

ROM

中文名称

(Random Access Memory)的全名为随机存取器

FLASH存储器又称闪存

ROM(Read Only Memory)的全名为只读存储器

电源关闭数据是否保留

主要分类

SRAM(静态随机存储器)和DRAM(动态随机存储器)

NOR Flash和NAND Flash型

PROM、EPROM、E2PROM

速度

较快

 

较慢

 

 












ROM

   不同ROM

特点

Mask ROM

PROM

EPROM

E2PROM

Flash ROM

写入次数

一次性由厂家写入数据,用户无法修改

出厂并未写入数据,由用户编程一次性写入数据

通过紫外光的照射,擦掉原先的程序。芯片可重复写入

通过加电擦出原数据,通过高压脉冲可以写入数据。使用方便但价格较高,而且写入时间较长,写入较慢

结构简单、控制灵活、编程可靠、加电擦写快捷的优点、而且集成度可以做得很高,它综合了:不会断电丢失(NVRAM),快速读取,点可擦写编程(E2PROM)

产品实例

 

 

 

Intel的28系列、Winbond公司的W27-29系列及AMD公司的29系列等

U盘(NAND Flash)

 

 

 

 

 

 

 

 

Flash ROM

     存储器

特点

NOR Flash

NAND Flash

性能比较

1、NOR Flash的读速度比NAND Flash的读速度;

2、NAND Flash的写入速度比NOR Flash快很多;

3、NAND Flash的4ms擦出速度远比NOR Flash的5s快。大多数写入操作需要先进行擦除操作。

4、NAND Flash的随机读取能力差,适合大量数据的连续读写。

接口差别

1、NOR Flash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。NAND Flash地址、数据和命令共用8位总线(Samsung公司某些新的NAND Flash有16位总线),每次读写都要使用复杂的I/O接口串行地存储数据,8个引脚用来传送控制、地址和资料信息。

2、NAND Flash读和写操作采用512B的块,有点像硬盘管理操作。因此基于NAND Flash结构可以取代硬盘或其他设备。

容量和成本

1、NAND Flash的单元尺寸几乎是NOR Flash的一半,由于生产过程更为简单,NAND Flash结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也相应地降低了价格。

2、NOR Flash容量一般较小,通常在1MB~8MB之间。而NAND Flash只是用在8MB以上的产品当中,这也说明了NOR Flash主要应用在代码存储介质中,NAND Flash适用于资料存储。NAND Flash在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场所占份额最大。

可靠性和耐用性

寿命(耐用性)

NAND Flash中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR Flash的读写次数是十万次。典型的NAND Flash块尺寸要比NOR型闪存小8倍。

位交换

NAND Flash发生的次数要比NOR Flash多 Flash Memory器件都受位交换现象的困扰。

块坏处理

NAND Flash中坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力,但发现成品率太低,代价太高,根本不划算。NAND Flash需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可靠的方法不能进行这项处理,将导致高故障率。

易用性

可以非常直接地使用NOR Flash,可以像其他内存那样连接,并可以在上面直接运行代码。

由于需要I/O接口,NAND Flash要复杂得多。各种NAND的存储方法因厂家而异。

 

软件支持

不需要任何的软件支持

需要驱动程序,也包括内存技术驱动程序(MTD)

市场定位

用于数据可靠性要求较高的代码存储、通信产品、网络处理等领域,NOR Flash也被称为代码闪存(Code Flash)。

用于对存储容量要求较高的MP3、存储卡、U盘等领域。正是如此,NAND Flash也被称为数据闪存(Data Flash)。










RAM

     不同SRAM

特点

SRAM

DRAM

DDRAM(基于SRAM)

全称

Static RAM,静态随机存储器

Dynamic RAM,动态随机存储器

Double Data Rate SDRAM,双倍速率随机存储器

存储速度

较快

较慢

 

成本

较高

较低

 

技术

 

 

双倍预取技术

 

DDRAM技术采用差分方式,DDRAM比SDRAM多一倍的传输速率和内存宽度。