IC设计-存储器分类汇总(区别RAM、ROM、SRAM、 DDR、EEPROM、FLASH)

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1、存储器分类图

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2、用分类对比的方法介绍不同的存储器特点

2.1 存储器按照用途分类

       可以分为主存储器(内部存储)和辅助存储器(外部存储)。主存储器是指CPU能直接访问的,有内存、一级/二级缓存等,一般采用半导体存储器;辅助存储器包括软盘、硬盘、磁带、光盘、磁盘阵列等,CPU不能像访问内存那样,直接访问外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行。

2.2 存储器按照存储介质分类

       将存储器分为半导体存储光学存储和磁性存储三大类。上面这张存储器分类图中,在半导体存储器大类中,按照存储器的实现技术原理来进行详细分类。

2.3 RAM和ROM :

       ROM和RAM都是一种存储技术,只是两者原理不同,RAM为随机存储,掉电不会保存数据,而ROM可以在掉电的情况下,依然保存原有的数据。ROM和RAM指的都是半导体存储器。本来的含义是:ROM是Read Only Memory的意思,也就是说这种存储器只能读,不能写。而RAM是Random Access Memory的缩写。这个词的由来是因为早期的计算机曾经使用磁鼓作为内存,而磁鼓和磁带都是典型的顺序读写设备,RAM则可以随机读写。

&     随机存取(有时亦称直接访问)代表同一时间访问一组序列中的一个随意组件。反之则称循序访问,即是需要更多时间去访问一个远程组件。随机存取存储器的基本结构可分为三个部分:存储矩阵,地址译码器,读写电路。直接存取,访问时读写不见先直接指向一个小区域,再在该区域内 顺序查找,访问时间与数据位置有关( 磁盘)

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2.4 SRAM和DRAM:

       RAM可分为静态存储器(Static Random Access Memory,SRAM)和动态存储器(Dynamic Random Access Memory)。SRAM中的存储单元相当于一个锁存器,只有0,1两个稳态;DRAM则是利用电容存储电荷来保存0和1两种状态,因此需要定时对其进行刷新,否则随着时间的推移,电容其中存储的电荷将逐渐消失。

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2.5 EEPROM和FLASH:

         ROM(只读存储器)按其内容写入方式,一般分为3种:固定内容ROM;可一次编程PROM;可擦除ROM,又分为EPROM(紫外线擦除电写入)和EEPROM(电擦除电写入)等类型。EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”,即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。是相对于紫外擦除的ROM来讲的。但是今天已经存在多种EEPROM的变种,变成了一类存储器的统称。它具有ROM的非易失性,又具备类似RAM的功能,可以随时改写(可重复擦写1万次以上)。目前大多数EPROM芯片内部都备有升压电路。因此,只需提供单电源供电,便可进行读、擦除/写操作,这为数字系统的设计和在线调试提供了极大方便。

       FLASH属于广义的EEPROM全称是FLASH EEPROM因为它也是电擦除的ROM。但是为了区别于一般的按字节为单位的擦写的EEPROM,我们都叫它FLASH。FLASH 和EEPROM的最大区别是FLASH按扇区操作,EEPROM则按字节操作,二者寻址方法不同,存储单元的结构也不同,FLASH的电路结构较简单,同样容量占芯片面积较小,成本自然比EEPROM低,因而适合用作程序存储器,EEPROM则更多的用作非易失的数据存储器。当然用FLASH做数据存储器也行,但操作比EEPROM麻烦的多,所以更“人性化”的MCU设计会集成FLASH和EEPROM两种非易失性存储器,而廉价型设计往往只有 FLASH,EEPROM在运行中可以被修改,而FLASH在运行时不能修改,EEPROM可以存储一些修改的参数,Flash中存储程序代码和不需修改的数据。

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 2.6  NOR FLASH和NAND FLASH:

          FLASH分为NOR FLASH和NAND FLASH 。NOR FLASH数据线和地址线分开,可以实现RAM一样的随机寻址功能,可以读取任何一个字节,但是擦除仍要按块来擦。NAND FLASH同样是按块擦除,但是数据线和地址线复用,不能利用地址线随机寻址。读取只能按页来读取。由于NAND FLASH 引脚上复用,因此读取速度比NOR FLASH慢一点,但是擦除和写入速度比NOR FLASH快很多。NAND FLASH内部电路更简单,因此数据密度大,体积小,成本也低。因此大容量的FLASH都是NAND型的,例如SSD、U盘、SD卡、EMMC存放数据。因此小容量的2~12M的FLASH多是NOR型的,NOR FLASH比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR FLASH。

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