ARM中ROM,RAM,FLASH基礎知識備忘

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RAM(Random Access Memory)的全名為隨機存取記憶體,它相當于PC機上的移動存儲,用來存儲和保存數據的。它在任何時候都可以讀寫,RAM通常是作為操作系統或其他正在運行程序的臨時存儲介質(可稱作系統內存)。

不過,當電源關閉時RAM不能保留數據,如果需要保存數據,就必須把它們寫入到一個長期的存儲器中(例如硬盤)。正因為如此,有時也將RAM稱作“可變存儲器”。RAM內存可以進一步分為靜態RAM(SRAM)和動態內存(DRAM)兩大類。DRAM由于具有較低的單位容量價格,所以被大量的采用作為系統的主記憶。

ROM(Read Only Memory)的全名為唯讀記憶體,它相當于PC機上的硬盤,用來存儲和保存數據。ROM數據不能隨意更新,但是在任何時候都可以讀取。即使是斷電,ROM也能夠保留數據。但是資料一但寫入后只能用特殊方法或根本無法更改,因此ROM常在嵌入式系統中擔任存放作業系統的用途。現在市面上主流的PDA的ROM大小是64MB以及128MB。

RAM和ROM相比,兩者的最大區別是RAM在斷電以后保存在上面的數據會自動消失,而ROM就不會。

由于ROM不易更改的特性讓更新資料變得相當麻煩,因此就有了Flash Memory的發展 ,Flash Memory具有ROM不需電力維持資料的好處,又可以在需要的時候任意更改資料 ,不過單價也比普通的ROM要高。

SRAM速度非常快,是目前讀寫最快的存儲設備了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一級緩沖,二級緩沖。動態RAM(Dynamic RAM/DRAM)保留數據的時間很短,速度也比SRAM慢,不過它還是比任何的ROM都要快,但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多,計算機內存就是DRAM的。

DRAM分為很多種,常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等,這里介紹其中的一種DDR RAM。

DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱作DDR SDRAM,這種改進型的RAM和SDRAM是基本一樣的,不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數據,這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存,而且它有著成本優勢,事實上擊敗了Intel的另外一種內存標準-Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上,也配備了高速DDR RAM來提高帶寬,這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

內存工作原理:內存是用來存放當前正在使用的(即執行中)的數據和程序,我們平常所提到的計算機的內存指的是動態內存(即DRAM),動態內存中所謂的"動態",指的是當我們將數據寫入DRAM后,經過一段時間,數據會丟失,因此需要一個額外設電路進行內存刷新操作。

具體的工作過程是這樣的:一個DRAM的存儲單元存儲的是0還是1取決于電容是否有電荷,有電荷代表1,無電荷代表0。但時間一長,代表1的電容會放電,代表0的電容會吸收電荷,這就是數據丟失的原因;刷新操作定期對電容進行檢查,若電量大于滿電量的1/2,則認為其代表1,并把電容充滿電;若電量小于1/2,則認為其代表0,并把電容放電,藉此來保持數據的連續性。

ROM也有很多種,PROM是可編程的ROM,PROM和EPROM(可擦除可編程ROM)兩者區別是,PROM是一次性的,也就是軟件灌入后,就無法修改了,這種是早期的產品,現在已經不可能使用了,而EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序,是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出,價格很高,寫入時間很長,寫入很慢。

舉個例子,手機軟件一般放在EEPROM中,我們打電話,有些最后撥打的號碼,暫時是存在SRAM中的,不是馬上寫入通過記錄(通話記錄保存在EEPROM中),因為當時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。

FLASH存儲器又稱閃存,它結合了ROM和RAM的長處,不僅具備電子可擦除可編程(EEPROM)的性能,還不會斷電丟失數據同時可以快速讀取數據(NVRAM的優勢),U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年里,嵌入式系統一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲設備,然而近年來Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統中的地位,用作存儲Bootloader以及操作系統或者程序代碼或者直接當硬盤使用(U盤)。

目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣,用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH里面的代碼,這樣可以減少SRAM的容量從而節約了成本。NAND Flash沒有采取內存的隨機讀取技術,它的讀取是以一次讀取一塊的形式來進行的,通常是一次讀取512個字節,采用這種技術的Flash比較廉價。用戶不能直接運行NAND Flash上的代碼,因此好多使用NAND Flash的開發板除了使用NAND Flah以外,還作上了一塊小的NOR Flash來運行啟動代碼。

一般小容量的用NOR Flash,因為其讀取速度快,多用來存儲操作系統等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常見的NAND FLASH應用是嵌入式系統采用的DOC(Disk On Chip)和我們通常用的"閃盤",可以在線擦除。

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