ROM、RAM、DRAM、SRAM和FLASH的區別

發布日期:
2020-07-02

ROM和RAM指的都是半導體(ti)存(cun)儲(chu)器,ROM是Read Only Memory的縮寫(xie),RAM是Random Access Memory的縮寫(xie)。

ROM在系統停止(zhi)供(gong)電的時(shi)候仍(reng)然可以保持數(shu)據,而(er)RAM通常都是在掉電之后就丟失數(shu)據,典型(xing)的RAM就是計算

機的(de)內存(cun)。?

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????RAM

??有兩大類,一種(zhong)稱(cheng)為靜(jing)態RAM(StaticRAM/SRAM),SRAM速度非(fei)常快(kuai),是目前讀寫最(zui)快的存儲設備了,但(dan)是它也非常(chang)昂(ang)貴,所以只在(zai)要求很(hen)苛刻的地方使用,譬如CPU的一級緩(huan)沖,二級緩(huan)沖。另一種稱為(wei)動(dong)態RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM保留數據(ju)的時間(jian)很短,速度(du)也比SRAM慢,不過它還(huan)是比任何的ROM都(dou)要快(kuai),但從價格上來說DRAM相比SRAM要便(bian)宜很多,計算機(ji)內存(cun)就(jiu)是DRAM的。 DRAM分為很多種(zhong)(zhong),常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及(ji)WRAM等,這(zhe)里介紹其中的一種(zhong)(zhong)DDR RAM。

??DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱作(zuo)DDR SDRAM,這(zhe)(zhe)種改進型的(de)RAM和SDRAM是基本一樣(yang)的(de),不同(tong)之處在于(yu)它可以(yi)在一個時鐘(zhong)讀寫兩次(ci)數(shu)(shu)據(ju),這(zhe)(zhe)樣(yang)就使得(de)數(shu)(shu)據(ju)傳輸(shu)速(su)(su)度加(jia)倍了。這(zhe)(zhe)是目前電(dian)腦中用(yong)得(de)最(zui)多的(de)內存,而且它有著(zhu)成本優勢,事實(shi)上(shang)擊(ji)敗了Intel的(de)另外一種內存標準-Rambus DRAM。在很多高端的(de)顯卡(ka)上(shang),也配備了高速(su)(su)DDR RAM來(lai)提高帶寬,這(zhe)(zhe)可以(yi)大幅度提高3D加(jia)速(su)(su)卡(ka)的(de)像素渲(xuan)染(ran)能力。?

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??內存工作原理:

??內存(cun)(cun)是(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)來存(cun)(cun)放當(dang)前(qian)正(zheng)在使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(即執行(xing)中)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)據和程序,我們平常所提到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內存(cun)(cun)指(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)動(dong)態(tai)內存(cun)(cun)(即DRAM),動(dong)態(tai)內存(cun)(cun)中所謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)'動(dong)態(tai)',指(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)當(dang)我們將數(shu)(shu)據寫入(ru)DRAM后,經過一(yi)段時間,數(shu)(shu)據會丟(diu)(diu)失,因此(ci)需要(yao)一(yi)個額外設(she)電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)進(jin)行(xing)內存(cun)(cun)刷新操作。具體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作過程是(shi)(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de):一(yi)個DRAM的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)(cun)儲單元存(cun)(cun)儲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)0還(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)1取決于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)是(shi)(shi)(shi)(shi)否有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he),有(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)代(dai)表1,無電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)代(dai)表0。但時間一(yi)長(chang),代(dai)表1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)會放電(dian)(dian)(dian)(dian),代(dai)表0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)會吸(xi)收(shou)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he),這(zhe)就是(shi)(shi)(shi)(shi)數(shu)(shu)據丟(diu)(diu)失的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)因;刷新操作定期對電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)進(jin)行(xing)檢查,若電(dian)(dian)(dian)(dian)量大于(yu)滿(man)電(dian)(dian)(dian)(dian)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1/2,則(ze)認為(wei)其代(dai)表1,并把電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)充滿(man)電(dian)(dian)(dian)(dian);若電(dian)(dian)(dian)(dian)量小于(yu)1/2,則(ze)認為(wei)其代(dai)表0,并把電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)放電(dian)(dian)(dian)(dian),藉(jie)此(ci)來保(bao)持數(shu)(shu)據的(de)(de)(de)(de)(de)(de)連續(xu)性。?

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????ROM

??也(ye)有很多種,PROM是(shi)(shi)可(ke)編(bian)程的(de)(de)(de)ROM,PROM和EPROM(可(ke)擦(ca)除可(ke)編(bian)程ROM)兩(liang)者區別是(shi)(shi),PROM是(shi)(shi)一次性的(de)(de)(de),也(ye)就是(shi)(shi)軟件灌入(ru)后(hou),就無法(fa)修(xiu)改了,這種是(shi)(shi)早期的(de)(de)(de)產品,現(xian)在已經不(bu)可(ke)能使用了,而EPROM是(shi)(shi)通過紫外光的(de)(de)(de)照射擦(ca)出原

先(xian)的(de)程序,是(shi)(shi)一種通(tong)(tong)(tong)用的(de)存儲(chu)器。另外(wai)一種EEPROM是(shi)(shi)通(tong)(tong)(tong)過(guo)電(dian)子擦出,價格很高(gao),寫入(ru)時(shi)(shi)間(jian)很長,寫入(ru)很慢(man)。??舉(ju)個(ge)例(li)子,手機軟件一般放(fang)在EEPROM中(zhong),我們打電(dian)話(hua),有(you)些最(zui)后撥打的(de)號碼,暫時(shi)(shi)是(shi)(shi)存在SRAM中(zhong)的(de),不是(shi)(shi)馬上(shang)寫入(ru)通(tong)(tong)(tong)過(guo)記錄(通(tong)(tong)(tong)話(hua)記錄保(bao)存在EEPROM中(zhong)),因為當時(shi)(shi)有(you)很重要(yao)工作(zuo)(通(tong)(tong)(tong)話(hua))要(yao)做,如(ru)果寫入(ru),漫長的(de)等(deng)待是(shi)(shi)讓用戶忍(ren)(ren)無可忍(ren)(ren)的(de)。

?

??DRAM

??利用(yong)MOS管的柵電(dian)(dian)容(rong)上(shang)的電(dian)(dian)荷(he)來(lai)存儲(chu)信(xin)息,一(yi)(yi)(yi)旦掉(diao)電(dian)(dian)信(xin)息會全部(bu)的丟失,由(you)于(yu)柵極會漏電(dian)(dian),所以(yi)每隔一(yi)(yi)(yi)定的時(shi)(shi)間就(jiu)需(xu)要一(yi)(yi)(yi)個刷新機(ji)構給這(zhe)些柵電(dian)(dian)容(rong)補充電(dian)(dian)荷(he),并(bing)且(qie)每讀出一(yi)(yi)(yi)次數據之(zhi)后(hou)也(ye)需(xu)要補充電(dian)(dian)荷(he),這(zhe)個就(jiu)叫動(dong)態刷新,所以(yi)稱其為動(dong)態隨機(ji)存儲(chu)器(qi)。由(you)于(yu)它只使用(yong)一(yi)(yi)(yi)個MOS管來(lai)存信(xin)息,所以(yi)集(ji)成度可以(yi)很高,容(rong)量能夠做的很大。SDRAM比(bi)它多了一(yi)(yi)(yi)個與CPU時(shi)(shi)鐘同步(bu)。

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??SRAM?

??利用寄存器來(lai)存儲(chu)(chu)信(xin)息,所以一旦掉電,資(zi)料(liao)就(jiu)會全部丟失,只要(yao)(yao)供電,它的資(zi)料(liao)就(jiu)會一直存在,不需(xu)要(yao)(yao)動態(tai)刷新,所以叫(jiao)靜態(tai)隨(sui)機存儲(chu)(chu)器。

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??以上主要(yao)用(yong)于系(xi)統內(nei)存儲器,容量大(da),不需要(yao)斷(duan)電(dian)后仍(reng)保存數(shu)據的。

??

???PSRAM

??PSRAM ,假靜態隨機存(cun)儲器。具有一(yi)個(ge)單晶體(ti)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)DRAM儲存(cun)格,與(yu)(yu)傳統具有六(liu)個(ge)晶體(ti)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)SRAM儲存(cun)格或是(shi)四個(ge)晶體(ti)管(guan)(guan)與(yu)(yu)two-load?resistor SRAM儲存(cun)格大(da)不相同,但它具有類似(si)SRAM的(de)(de)(de)穩(wen)定接(jie)口,內部的(de)(de)(de)DRAM架構給予PSRAM一(yi)些比(bi)low-power 6TSRAM優異(yi)的(de)(de)(de)長處,例(li)如體(ti)積更(geng)為輕(qing)巧(qiao),售價更(geng)具競爭力。目前在(zai)(zai)整體(ti)SRAM市場中,有90%的(de)(de)(de)制造(zao)商都在(zai)(zai)生產PSRAM組件。在(zai)(zai)過(guo)去兩年(nian),市場上重(zhong)要的(de)(de)(de)SRAM/PSRAM供貨商有Samsung、Cypress、Renesas、Micron與(yu)(yu)Toshiba等。?

??基本原理:PSRAM就是(shi)偽(wei)SRAM,內部的內存顆(ke)粒跟SDRAM的顆(ke)粒相似(si)(si),但(dan)外部的接口跟SRAM相似(si)(si),不需要SDRAM那樣復雜(za)的控制器和(he)刷新機制,PSRAM的接口跟SRAM的接口是(shi)一樣的。?

??PSRAM容(rong)量有8Mbit,16Mbit,32Mbit等等,容(rong)量沒有SDRAM那(nei)樣密度高,但肯定是比SRAM的容(rong)量要(yao)高很多的,速度支(zhi)持突(tu)發模式,并不是很慢,Hynix,Coremagic, WINBOND .MICRON. CY等廠家(jia)都有供應,價(jia)格(ge)只比相同容(rong)量的SDRAM稍貴一點(dian)(dian)點(dian)(dian),比SRAM便(bian)宜(yi)很多。?

??PSRAM主要(yao)應用(yong)于(yu)手機(ji),電子(zi)詞典(dian),掌上電腦,PDA,PMP.MP3/4,GPS接收器(qi)等消費電子(zi)產(chan)品與SRAM(采用(yong)6T的技術)相比,PSRAM采用(yong)的是1T+1C的技術,所以在體(ti)積(ji)上更小,同(tong)時,PSRAM的I/O接口與SRAM相同(tong).在容量上,目前有4MB,8MB,16MB,32MB,64MB和128MB。比較于(yu)SDRAM,PSRAM的功耗(hao)要(yao)低(di)很多。所以對于(yu)要(yao)求(qiu)有一定緩存容量的很多便(bian)攜式產(chan)品是一個(ge)理想的選擇(ze)。

?

????FLASH

??存儲(chu)器(qi)又(you)稱閃存,它(ta)結(jie)合(he)了(le)ROM和RAM的長處(chu),不僅具備電(dian)子可擦除可編(bian)程(EEPROM)的性能,還不會(hui)斷電(dian)丟失(shi)

數據同時可以快速讀取數據(NVRAM的優勢),U盤和MP3里(li)用的就是(shi)這種存(cun)儲器。在(zai)過去(qu)的20年(nian)(nian)里(li),嵌(qian)入式(shi)系統一直(zhi)使用ROM(EPROM)作為(wei)它(ta)們的存(cun)儲設備(bei),然(ran)而近年(nian)(nian)來(lai)Flash全面(mian)代替了ROM(EPROM)在(zai)嵌(qian)入式(shi)系統中的地位(wei),用作存(cun)儲Bootloader以及(ji)操作系統或(huo)(huo)者(zhe)程序代碼或(huo)(huo)者(zhe)直(zhi)接當硬(ying)盤使用(U盤)。?

??Flash ROM

??是(shi)利用浮置柵(zha)上的(de)(de)電容存儲電荷來(lai)保存信息,因(yin)為(wei)浮置柵(zha)不(bu)(bu)會漏電,所以(yi)斷電后信息仍然可以(yi)保存。也由于(yu)其機構(gou)簡單(dan)所以(yi)集成(cheng)度可以(yi)做的(de)(de)很高,容量可以(yi)很大。Flash rom寫(xie)入(ru)前需要用電進(jin)行擦除,而且(qie)擦除不(bu)(bu)同與EEPROM可以(yi)以(yi)byte(字(zi)節)為(wei)單(dan)位(wei)進(jin)行,flash?rom只能以(yi)sector(扇(shan)區)為(wei)單(dan)位(wei)進(jin)行。不(bu)(bu)過(guo)其寫(xie)入(ru)時(shi)可以(yi)byte為(wei)單(dan)位(wei)。flash rom主要用于(yu)bios,U盤,Mp3等(deng)需要大容量且(qie)斷電不(bu)(bu)丟(diu)數據(ju)的(de)(de)設(she)備。

??目前Flash主要有兩種(zhong)NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的(de)讀取和我們常見的(de)SDRAM的(de)讀取是一樣(yang),用戶可以(yi)(yi)直接運行裝載在NOR FLASH里(li)面(mian)的(de)代碼,這(zhe)樣(yang)可以(yi)(yi)減少(shao)SRAM的(de)容(rong)量從而(er)節約了成本(ben)。

???NAND Flash沒有采取(qu)(qu)內存(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)隨機讀取(qu)(qu)技術,它的(de)(de)(de)(de)(de)讀取(qu)(qu)是以(yi)一(yi)次(ci)讀取(qu)(qu)一(yi)塊的(de)(de)(de)(de)(de)形式來進行(xing)的(de)(de)(de)(de)(de),通常是一(yi)次(ci)讀取(qu)(qu)512個字節,采用這種技術的(de)(de)(de)(de)(de)Flash比較廉價。用戶不能直接運(yun)行(xing)NAND Flash上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)代碼(ma),因此好多使用NAND Flash的(de)(de)(de)(de)(de)開發板除(chu)了使用NAND Flah以(yi)外(wai),還作上(shang)了一(yi)塊小的(de)(de)(de)(de)(de)NOR Flash來運(yun)行(xing)啟動代碼(ma)。??一(yi)般小容(rong)(rong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)用NOR Flash,因為其讀取(qu)(qu)速(su)度快(kuai),多用來存(cun)儲操作系統等重要(yao)(yao)信(xin)息,而大容(rong)(rong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)用NAND FLASH,最常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)NAND FLASH應用是嵌入(ru)式系統采用的(de)(de)(de)(de)(de)DOC(Disk On Chip)和(he)我們(men)通常用的(de)(de)(de)(de)(de)'閃(shan)盤',可以(yi)在(zai)線擦除(chu)。目前市面上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)FLASH 主(zhu)要(yao)(yao)來自Intel,AMD,Fujitsu和(he)Toshiba,而生產NAND Flash的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)廠家(jia)有Samsung和(he)Toshiba。

?

??NAND Flash和NOR Flash的比較(jiao)

??NOR和(he)NAND是(shi)現在市場上(shang)兩種主要的非易失(shi)閃(shan)存(cun)(cun)(cun)技(ji)(ji)(ji)術(shu)。Intel于1988年首先(xian)開發(fa)出NOR flash技(ji)(ji)(ji)術(shu),徹底改變了原先(xian)由EPROM和(he)EEPROM一統天下(xia)的局(ju)面。緊接著,1989年,東芝公司發(fa)表了NAND flash結構,強調(diao)降(jiang)低(di)每比特(te)的成(cheng)本,更高(gao)的性能(neng),并且(qie)象磁盤一樣可以通過(guo)接口輕松(song)升級。但是(shi)經過(guo)了十多(duo)年之(zhi)后,仍然有(you)相當多(duo)的硬(ying)件工程師分不清NOR和(he)NAND閃(shan)存(cun)(cun)(cun)。象'flash存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器'經常(chang)可以與相'NOR存(cun)(cun)(cun)儲(chu)器'互換(huan)使用(yong)。許多(duo)業內人士也搞不清楚NAND閃(shan)存(cun)(cun)(cun)技(ji)(ji)(ji)術(shu)相對于NOR技(ji)(ji)(ji)術(shu)的優越之(zhi)處(chu),因為大多(duo)數情況(kuang)下(xia)閃(shan)存(cun)(cun)(cun)只是(shi)用(yong)來存(cun)(cun)(cun)儲(chu)少量的代(dai)碼,這(zhe)時NOR閃(shan)存(cun)(cun)(cun)更適合一些(xie)。而NAND則(ze)是(shi)高(gao)數據存(cun)(cun)(cun)儲(chu)密度的理想(xiang)解決方案。?

???NOR是現在(zai)市場(chang)上主(zhu)要(yao)的(de)(de)非易失閃存(cun)(cun)(cun)技術。NOR一(yi)般只用來(lai)存(cun)(cun)(cun)儲(chu)少量的(de)(de)代(dai)(dai)碼(ma);NOR主(zhu)要(yao)應用在(zai)代(dai)(dai)碼(ma)存(cun)(cun)(cun)儲(chu)介質中。NOR的(de)(de)特點是應用簡單、無需專門(men)的(de)(de)接(jie)口電路(lu)、傳輸效率高,它(ta)是屬于芯片內(nei)執行(xing)(XIP, eXecute In Place),這樣應用程序可以直接(jie)在(zai)(NOR型)flash閃存(cun)(cun)(cun)內(nei)運行(xing),不必再把代(dai)(dai)碼(ma)讀到(dao)系統RAM中。在(zai)1~4MB的(de)(de)小容(rong)量時具有很(hen)高的(de)(de)成本效益(yi),但是很(hen)低的(de)(de)寫入(ru)和擦除速度大大影響了它(ta)的(de)(de)性能。NOR flash帶有SRAM接(jie)口,有足夠(gou)的(de)(de)地(di)址引腳(jiao)來(lai)尋(xun)址,可以很(hen)容(rong)易地(di)存(cun)(cun)(cun)取(qu)其(qi)內(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)每一(yi)個字節(jie)。NOR flash占(zhan)據了容(rong)量為1~16MB閃存(cun)(cun)(cun)市場(chang)的(de)(de)大部(bu)(bu)分。

??NAND結構能提供極(ji)高的(de)(de)(de)(de)單元密度,可以達(da)到高存儲密度,并且寫入和(he)擦除的(de)(de)(de)(de)速度也很快。應用NAND的(de)(de)(de)(de)困(kun)難在(zai)于(yu)flash的(de)(de)(de)(de)管理(li)和(he)需要(yao)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)系統接(jie)口。

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??1、性(xing)能比較:

??flash閃(shan)存(cun)是(shi)非易失(shi)存(cun)儲器(qi),可以(yi)對稱為塊(kuai)的存(cun)儲器(qi)單(dan)元塊(kuai)進(jin)(jin)行(xing)(xing)擦寫(xie)和(he)再編程(cheng)。任何flash器(qi)件(jian)的寫(xie)入操作(zuo)只能在空或已擦除(chu)的單(dan)元內(nei)進(jin)(jin)行(xing)(xing),所以(yi)大多數情況下,在進(jin)(jin)行(xing)(xing)寫(xie)入操作(zuo)之(zhi)前(qian)必須(xu)先(xian)執行(xing)(xing)擦除(chu)。NAND器(qi)件(jian)執行(xing)(xing)擦除(chu)操作(zuo)是(shi)十(shi)分簡單(dan)的,而NOR則(ze)要求在進(jin)(jin)行(xing)(xing)擦除(chu)前(qian)先(xian)要將目標塊(kuai)內(nei)所有(you)的位都寫(xie)為1。

  由于(yu)擦除NOR器(qi)件(jian)時(shi)是以64~128KB的(de)(de)塊(kuai)進行(xing)的(de)(de),執行(xing)一(yi)個寫(xie)入/擦除操作的(de)(de)時(shi)間(jian)為5s,與(yu)此相反,擦除NAND器(qi)件(jian)是以8~32KB的(de)(de)塊(kuai)進行(xing)的(de)(de),執行(xing)相同的(de)(de)操作最多只需要4ms。執行(xing)擦除時(shi)塊(kuai)尺寸的(de)(de)不同進一(yi)步拉大了NOR和(he)NADN之(zhi)間(jian)的(de)(de)性能差(cha)距,統計表明,對于(yu)給定(ding)的(de)(de)一(yi)套寫(xie)入操作(尤其是更新小文件(jian)時(shi)),更多的(de)(de)擦除操作必(bi)須在基于(yu)NOR的(de)(de)單元中進行(xing)。這樣,當(dang)選擇(ze)存儲解決方案時(shi),設計師(shi)必(bi)須權衡(heng)以下的(de)(de)各(ge)項因(yin)素:

  ● NOR的讀速度比NAND稍快一(yi)些。

  ● NAND的寫入速度比NOR快很多。

  ● NAND的(de)4ms擦(ca)除(chu)速度(du)遠比NOR的(de)5s快。

  ● 大(da)多(duo)數寫入操(cao)作(zuo)需要先進(jin)行(xing)擦除(chu)操(cao)作(zuo)。

  ● NAND的(de)擦(ca)除單元更小(xiao),相應的(de)擦(ca)除電路更少。

???(注:NOR FLASH SECTOR擦除時(shi)間視品牌、大(da)小(xiao)不同而不同,比(bi)如(ru),4M FLASH,有的SECTOR擦除時(shi)間為60ms,而有的需(xu)要最大(da)6s。)

???

??2、接(jie)口差別:

  NOR flash帶有SRAM接(jie)口,有足(zu)夠(gou)的地(di)址引腳來尋址,可以很容易地(di)存取其(qi)內部(bu)的每一個字節。

  NAND器件使用復雜的I/O口來串行地(di)存取數據,各(ge)個產(chan)品或廠(chang)商(shang)的方法可能(neng)各(ge)不相同。8個引腳用來傳送(song)控制(zhi)、地(di)址和(he)數據信(xin)息(xi)。

  NAND讀和(he)寫操作采用512字節的塊(kuai),這(zhe)一點(dian)有點(dian)像硬盤管理此類操作,很自然地,基于NAND的存儲器就可以取代硬盤或其(qi)他塊(kuai)設備。

??

??3、容量和成本:

  NAND flash的單(dan)元尺寸(cun)幾乎是NOR器件的一(yi)半,由于生(sheng)產過程更(geng)(geng)為簡(jian)單(dan),NAND結構(gou)可以(yi)在給定的模具尺寸(cun)內提供更(geng)(geng)高的容量(liang),也就相應地降(jiang)低了價(jia)格。

  ?NOR flash占據(ju)了容量為(wei)1~16MB閃存(cun)市場的(de)大(da)部分,而NAND flash只是(shi)用(yong)在(zai)8~128MB的(de)產品當中,這(zhe)也說明NOR主要應(ying)用(yong)在(zai)代碼存(cun)儲(chu)介質中,NAND適合于數(shu)據(ju)存(cun)儲(chu),NAND在(zai)CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和(he)MMC存(cun)儲(chu)卡(ka)市場上所占份額最(zui)大(da)。

?

??4、可靠性(xing)和(he)耐用性(xing):

  采用(yong)flahs介質時一個需要重點考慮的問題是可(ke)靠(kao)性(xing)。對于(yu)需要擴展MTBF的系統來(lai)說,Flash是非(fei)常合適的存儲(chu)方案(an)。可(ke)以(yi)從壽(shou)命(耐用(yong)性(xing))、位(wei)交換和壞塊處理三個方面來(lai)比較NOR和NAND的可(ke)靠(kao)性(xing)。

  A) 壽命(ming)(耐用性)

   ??在NAND閃存中每(mei)個塊(kuai)的(de)(de)(de)最大擦(ca)寫次(ci)數(shu)是(shi)一百(bai)萬(wan)次(ci),而NOR的(de)(de)(de)擦(ca)寫次(ci)數(shu)是(shi)十萬(wan)次(ci)。NAND存儲器(qi)除了具有10比1的(de)(de)(de)塊(kuai)擦(ca)除周期優勢,典型的(de)(de)(de)NAND塊(kuai)尺(chi)寸要比NOR器(qi)件(jian)小8倍,每(mei)個NAND存儲器(qi)塊(kuai)在給定的(de)(de)(de)時間內(nei)的(de)(de)(de)刪除次(ci)數(shu)要少一些。

  B) 位交換

   ?所有flash器件都(dou)受(shou)位(wei)交換現象(xiang)的(de)困擾(rao)。在某些情況下(很少見,NAND發(fa)生(sheng)的(de)次(ci)數要比NOR多),一(yi)個比特(te)(bit)位(wei)會發(fa)生(sheng)反轉或被報告反轉了。一(yi)位(wei)的(de)變(bian)化可能(neng)不很明顯,但是如果發(fa)生(sheng)在一(yi)個關鍵(jian)文件上,這(zhe)個小小的(de)故障可能(neng)導致系統停機。

????如果(guo)只是(shi)(shi)報告有問題,多讀幾次(ci)就(jiu)可能解決了。當然,如果(guo)這(zhe)個(ge)位真的(de)改變了,就(jiu)必須采用(yong)(yong)(yong)錯(cuo)(cuo)誤(wu)探測/錯(cuo)(cuo)誤(wu)更(geng)正(EDC/ECC)算(suan)法。位反轉的(de)問題更(geng)多見于NAND閃(shan)存,NAND的(de)供應商建議使(shi)用(yong)(yong)(yong)NAND閃(shan)存的(de)時(shi)候,同時(shi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)EDC/ECC算(suan)法。這(zhe)個(ge)問題對于用(yong)(yong)(yong)NAND存儲多媒體(ti)(ti)信息時(shi)倒不是(shi)(shi)致命的(de)。當然,如果(guo)用(yong)(yong)(yong)本地存儲設備來存儲操(cao)作(zuo)系統、配置文件或其(qi)他敏感信息時(shi),必須使(shi)用(yong)(yong)(yong)EDC/ECC系統以確保(bao)可靠(kao)性。

  C) 壞塊處理

   ?NAND器(qi)件中的壞(huai)(huai)塊(kuai)是隨(sui)機(ji)分布的。以(yi)前也曾有過消除壞(huai)(huai)塊(kuai)的努力,但發現成(cheng)品率太(tai)低,代價太(tai)高,根本不劃算。NAND器(qi)件需(xu)要對介質進(jin)行初始化掃描以(yi)發現壞(huai)(huai)塊(kuai),并將壞(huai)(huai)塊(kuai)標記為不可用。在已(yi)制(zhi)成(cheng)的器(qi)件中,如果通過可靠的方法(fa)不能進(jin)行這項處理,將導致高故障率。?

?

??5、易于(yu)使(shi)用:

  可(ke)以非常直接地使(shi)用基于(yu)NOR的閃存(cun),可(ke)以像其他存(cun)儲器(qi)那樣連接,并可(ke)以在上面直接運行代碼。

  由于需要(yao)I/O接口,NAND要(yao)復雜得多。各種NAND器件的存取方(fang)法因廠(chang)家而(er)異。

  在(zai)使用(yong)NAND器件時,必(bi)須(xu)(xu)先寫(xie)入驅(qu)動程序(xu),才(cai)能繼續執行其他(ta)操(cao)作。向(xiang)NAND器件寫(xie)入信(xin)息需要相(xiang)當(dang)的技巧,因為設計(ji)師(shi)絕不(bu)能向(xiang)壞塊寫(xie)入,這就意味著(zhu)在(zai)NAND器件上自(zi)始(shi)至終(zhong)都必(bi)須(xu)(xu)進(jin)行虛擬(ni)映射。

?

??6、軟件支持:

  當討論軟(ruan)(ruan)件(jian)支持的(de)(de)時(shi)候,應該(gai)區(qu)別基本的(de)(de)讀/寫/擦(ca)操作和(he)高一級的(de)(de)用(yong)(yong)(yong)于磁盤仿真(zhen)和(he)閃存(cun)管理算法的(de)(de)軟(ruan)(ruan)件(jian),包(bao)(bao)括性能(neng)優化(hua)。在(zai)(zai)NOR器件(jian)上運行代碼不需要任(ren)何的(de)(de)軟(ruan)(ruan)件(jian)支持,在(zai)(zai)NAND器件(jian)上進行同樣操作時(shi),通常需要驅(qu)動(dong)程(cheng)序(xu),也就是內(nei)存(cun)技術驅(qu)動(dong)程(cheng)序(xu)(MTD),NAND和(he)NOR器件(jian)在(zai)(zai)進行寫入和(he)擦(ca)除(chu)操作時(shi)都需要MTD。使用(yong)(yong)(yong)NOR器件(jian)時(shi)所(suo)需要的(de)(de)MTD要相對少一些,許(xu)多廠(chang)商(shang)都提供用(yong)(yong)(yong)于NOR器件(jian)的(de)(de)更高級軟(ruan)(ruan)件(jian),這(zhe)其中包(bao)(bao)括M-System的(de)(de)TrueFFS驅(qu)動(dong),該(gai)驅(qu)動(dong)被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和(he)Intel等廠(chang)商(shang)所(suo)采用(yong)(yong)(yong)。驅(qu)動(dong)還用(yong)(yong)(yong)于對DiskOnChip產品進行仿真(zhen)和(he)NAND閃存(cun)的(de)(de)管理,包(bao)(bao)括糾錯、壞塊處理和(he)損耗平衡。

???NOR FLASH的主(zhu)(zhu)要(yao)供應商(shang)是(shi)INTEL ,MICRO等廠(chang)商(shang),曾經是(shi)FLASH的主(zhu)(zhu)流產品(pin),但現在(zai)被NAND FLASH擠的比較難受(shou)。它的優(you)點是(shi)可(ke)?以直接從FLASH中運行程序,但是(shi)工藝復雜,價格比較貴(gui)。

???NAND FLASH的(de)(de)(de)主要供應商是(shi)SAMSUNG和東芝,在U盤(pan)、各種存(cun)儲卡、MP3播放器(qi)里面的(de)(de)(de)都是(shi)這(zhe)種FLASH,由于工(gong)藝上的(de)(de)(de)不同,它比(bi)NOR FLASH擁有(you)更(geng)大(da)存(cun)儲容量(liang),而且便宜(yi)。但也有(you)缺點,就是(shi)無法(fa)(fa)尋址(zhi)直接運(yun)行程序,只能存(cun)儲數據(ju)。另外NAND FLASH非常容易(yi)出(chu)現壞區,所以(yi)需要有(you)校驗的(de)(de)(de)算法(fa)(fa)。

???在(zai)(zai)掌上電(dian)腦里(li)要使用(yong)NAND FLASH 存(cun)儲數據和(he)程序(xu),但是必(bi)(bi)須(xu)有NOR FLASH來啟(qi)動。除了(le)SAMSUNG處(chu)理器(qi)(qi),其(qi)他(ta)用(yong)在(zai)(zai)掌上電(dian)腦的(de)主流(liu)處(chu)理器(qi)(qi)還(huan)不(bu)支持直(zhi)接由NAND FLASH 啟(qi)動程序(xu)。因(yin)此,必(bi)(bi)須(xu)先用(yong)一(yi)片小的(de)NOR FLASH 啟(qi)動機器(qi)(qi),在(zai)(zai)把OS等軟件從NAND FLASH?載(zai)入SDRAM中運行才行,挺麻煩的(de)。

?

?

?

?

?

?

?

?

結合理論和實際應用,對(dui)RAMROMFlash的做以區別

?RAM(Random Access Memory)
??????
全(quan)名(ming)為隨機存(cun)取記憶體(ti),它相當于PC機上的(de)移動存(cun)儲,用來存(cun)儲和保(bao)存(cun)數據(ju)的(de)。它在任何時候(hou)都可(ke)以(yi)讀寫,RAM通常是作(zuo)為操作(zuo)系(xi)統或其他正在運行(xing)程序的臨時存儲介質(內(nei)存)。當電源關(guan)閉時RAM不能保留數(shu)據。

RAM有(you)SRAMDRAM兩大類
SRAMStatic RAM/SRAM),
???????
靜態RAMSRAM速度非(fei)常快,是目(mu)前讀(du)寫最快的存儲(chu)設備(bei)了,但(dan)是它也非(fei)常昂(ang)貴,所以只在(zai)要

??????? 求(qiu)很(hen)苛刻的地(di)方使用(yong),譬(pi)如CPU的一級緩沖, 二(er)級緩沖。

DRAMDynamic RAM/DRAM),
??????? DRAM
保留(liu)數據的時間很短,速度也比SRAM慢,不過它還(huan)是比任(ren)何的ROM都要快,但從價格上

??????? 來說DRAM相比(bi)SRAM要便(bian)宜(yi)很多,計算機內存就是(shi)DRAM的。DRAM分為(wei)很多種(zhong),常見的主要有

??????? FPRAM/FastPageEDORAMSDRAMDDR RAMRDRAMSGRAM以及WRAM等,這里

??????? 介紹其中的一種DDR RAMDDR RAMDate-Rate RAM)也稱作(zuo)DDR SDRAM,這種改進(jin)型

??????? 的(de)RAMSDRAM是(shi)基本一(yi)樣的,不同之處在(zai)于它可以在(zai)一(yi)個時鐘(zhong)讀寫兩次數據(ju)(ju),這樣就使(shi)得數據(ju)(ju)

??????? 傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用(yong)得最多的內(nei)存(cun),而(er)且(qie)它有著成本優勢,事實(shi)上(shang)擊敗了Intel

??????? 另外一種內存標準-Rambus DRAM。在很多高端的顯(xian)卡上(shang),也配備(bei)了(le)高速DDR RAM來(lai)提高帶(dai)

??????? 寬,這可以大幅度提高3D加速卡(ka)的像素(su)渲染(ran)能(neng)力。

ROM(Read Only Memory)
???????
全名為唯讀記憶體,它(ta)相當于PC機上(shang)的(de)硬盤,用來存儲和保存數(shu)據。ROM數(shu)據不能(neng)隨意更(geng)新,但是(shi)在任何時候都可以讀取。即使是(shi)斷電,ROM也能(neng)夠保(bao)留(liu)數據。但是資(zi)料一(yi)但寫入后只能(neng)用特殊(shu)方(fang)法(fa)或(huo)根本無法(fa)更改,因此ROM常在(zai)嵌入(ru)式系統中擔任(ren)存放作業系統的用途。現在(zai)市(shi)面上主流的PDAROM大小是64MB以及128MBRAM和(he)ROM相比,兩者的最大區別(bie)是RAM在斷電(dian)以后保存在上面的數(shu)據(ju)會自動消失(shi),而ROM就(jiu)不會。隨著ROM存儲介質發展(zhan),應用中

經常提(ti)到(dao)的有ROMPROMEPROM2PROM
ROM:Read Only Memory

???????
只讀存儲器。在ROM中的(de)內容只能讀(du)不能改(gai),是(shi)在工廠(chang)里(li)用特(te)殊的(de)方法被(bei)燒錄進去(qu)的(de)。
PROM:Programmable ROM

???????
可編(bian)程ROM。用(yong)戶可以用(yong)專用(yong)的編程(cheng)器將自己的資料(liao)寫(xie)入(ru),但是這種機會只有一次,一旦寫(xie)入(ru)后

??????? 也無法修改。
EPROM
Erasable Programmable ROM
???????
可(ke)擦除可(ke)編(bian)程(cheng)ROM。芯片寫(xie)入要用(yong)專(zhuan)用(yong)的編程器,可(ke)重復擦除和寫(xie)入。
EEPROM
Electrically Erasable Programmable ROM
???????
電可(ke)擦除可(ke)編程ROM。價格很(hen)高(gao),寫(xie)入時間很(hen)長,寫(xie)入很(hen)慢(man)。但它的寫(xie)入、擦(ca)除不(bu)需要借(jie)助(zhu)于(yu)其它設(she)備,是以電子信號來修(xiu)改其內容的。用(yong)廠(chang)商提(ti)供的專用(yong)刷(shua)新程序并(bing)利用(yong)一(yi)定(ding)的編程電壓就可以輕而易舉地改寫(xie)內容。舉個(ge)例子,手機軟件一(yi)般放在EEPROM中,我們打(da)電(dian)話,有些最后撥打(da)的號碼,暫時是(shi)存在(zai)SRAM中的,不是馬上(shang)寫(xie)入通(tong)過記錄(通(tong)話(hua)記錄保存(cun)在(zai)EEPROM中),因為當時有很重要工作(通話)要做(zuo),如果寫入,漫(man)長的(de)等待(dai)是(shi)讓用戶忍無(wu)可忍的(de)。

FLASH存儲器(閃存)

它結合了ROMRAM的長處,不僅具備電(dian)子可擦出可編程(cheng)(EEPROM)的(de)性能,還不會(hui)斷電丟失數據同時可以快(kuai)速(su)讀(du)取數據(NVRAM的優勢),U盤(pan)和(he)MP3里用的就是這種存儲器。在過(guo)去的20年里,嵌入式系統一(yi)直使用ROMEPROM)作為它(ta)們的存儲設備(bei),然而近年來Flash全(quan)面代替了ROMEPROM)在嵌入式(shi)系(xi)統中(zhong)的(de)地位,用作存儲Bootloader以及操作系統或者程(cheng)序(xu)代碼或者直接當硬(ying)盤使(shi)用(U盤)。目前Flash

主要有兩種
NOR Flash
NADN Flash?
NOR Flash
???????
特點是(shi)芯(xin)片內執行(xing)(XIP, eXecute In Place),這樣應用(yong)程序(xu)可以直接在flash閃存內(nei)運(yun)行,不必(bi)

??????? 再(zai)把代碼讀到(dao)系(xi)統RAM中(zhong)。NOR的傳輸(shu)效率很高(gao),在14MB的(de)小容量時具有(you)很高的(de)成(cheng)本效益,但

??????? 是很低(di)的(de)寫入和擦除速(su)度大大影響了(le)它的(de)性(xing)能(neng)。
NAND Flash
???????
該結構能提(ti)供極高的單元密度,可(ke)以(yi)達(da)到高存儲密度,并(bing)且寫入(ru)和擦除的速度也(ye)很(hen)快(kuai)。NAND

??????? Flash沒有采取內存的(de)隨機讀(du)取技(ji)術,它(ta)的(de)讀(du)取是以(yi)一(yi)次讀(du)取一(yi)快(kuai)的(de)形(xing)式來進行的(de),通常是一(yi)次讀(du)

??????? 取(qu)512個字節,采用這種技術的Flash比(bi)較廉價。用戶不能直接運(yun)行NAND Flash上的代碼,因此

??????? 好多(duo)使用(yong)NAND Flash的開發板除(chu)了使用NAND Flah以(yi)外,還作上了一塊小的(de)NOR Flash來運行

??????? 啟動代碼。應用(yong)NAND的(de)困難在于flash的(de)管(guan)理和需(xu)要特(te)殊的(de)系(xi)統接口(kou)。

?

性能比較

Flash閃存是非(fei)易失存儲器(qi),可以(yi)對稱(cheng)為塊(kuai)的存儲器(qi)單元塊(kuai)進行擦寫和再編程。任何flash器件的(de)寫入(ru)操(cao)作只能(neng)在空或(huo)已擦除的(de)單(dan)元內進(jin)行(xing),所(suo)以大(da)多(duo)數(shu)情況下,在進(jin)行(xing)寫入(ru)操(cao)作之(zhi)前必(bi)須(xu)先執行(xing)擦除。NAND 器(qi)件(jian)執(zhi)行擦除操作是(shi)十(shi)分簡單的,而NOR則要求在(zai)進行擦除(chu)前先要將(jiang)目標塊內所有的位都寫(xie)為0 由于擦除NOR器件時(shi)是以64128KB 的(de)塊進行的(de),執行一個寫入/擦(ca)除操(cao)作的時間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以832KB的(de)塊進(jin)行(xing)的(de),執行(xing)相同(tong)的(de)操作最多只需要4ms。執行擦除(chu)時塊尺寸的不同進(jin)一步拉(la)大了(le) NOR 和(he) NADN 之(zhi)間的(de)性能差距(ju),統計表明,對于給(gei)定的(de)一套寫入操作(尤其是更(geng)新小文(wen)件(jian)時更(geng)多的擦除操作必須在基(ji)于NOR的(de)單元中(zhong)進行(xing)。這(zhe)樣,當選擇(ze)存儲解決方(fang)案時,設計師必須(xu)權衡以下的(de)各項因(yin)素。

● NOR的讀(du)速度比NAND稍快一些。?
● NAND
的寫(xie)入速度比NOR快很多。?
● NAND
的(de)4ms擦除速度遠(yuan)比NOR5s快(kuai)。?
大(da)多數寫入操作需要先進行擦除操作。?
● NAND
的擦除(chu)(chu)單元更小(xiao),相(xiang)應的擦除(chu)(chu)電路更少。?
?
接口差別?
NOR flash
帶有SRAM接口,有足夠的地(di)(di)址引(yin)腳來尋址,可以(yi)很容易(yi)地(di)(di)存取其(qi)內部(bu)的每一(yi)個(ge)字(zi)節。?
NAND
器件(jian)使用復雜的I/O口來串(chuan)行地存取數據,各(ge)個產品或(huo)廠(chang)商的(de)方法可能(neng)各(ge)不(bu)相同。8個(ge)引腳用來傳送
控(kong)制、地址和數據(ju)信息(xi)。?
NAND
讀(du)和(he)寫(xie)操作采用(yong) 512 字節的塊,這一點有點像(xiang)硬(ying)盤管理此類操作,很自然(ran)地,基于 NAND 的存(cun)儲
器就可(ke)以取代硬盤或(huo)其他(ta)塊(kuai)設備(bei)。

容量和成本(ben)?
NAND flash
的單元(yuan)尺(chi)寸幾(ji)乎是(shi) NOR 器件的一半,由(you)于(yu)生產過程(cheng)更為簡單,NAND 結構可以(yi)在給定的模
具(ju)尺寸(cun)內提供更高的容(rong)量,也就相應地降(jiang)低了價格。?
NOR flash
占據(ju)了容量為116MB閃存市(shi)場的大部分(fen),而NAND flash只是用在8128MB的產(chan)品當(dang)中,這(zhe)
也說明NOR主要應用(yong)在代碼存(cun)儲介質中,NAND適合于數(shu)據(ju)存儲,NAND CompactFlashSecure Digital
PC Cards
MMC 存(cun)儲卡市場上所占份額(e)最大(da)。?
?
可靠性(xing)和耐用性(xing)?
采用(yong)flahs 介質時一個需要重點考慮的問(wen)題是可靠性。對于需要擴(kuo)展(zhan)MTBF的系統來說(shuo),Flash 是(shi)非(fei)常合適的
存(cun)儲方案。可以從壽命(耐用性)、位交換(huan)和壞塊處理三(san)個方面來比較(jiao)NORNAND的可靠性。?
?
壽命(耐用性)?
NAND 閃存(cun)中每個塊的最大擦(ca)寫次數是一百萬次,而NOR的擦寫次(ci)數是十萬(wan)次(ci)。NAND存儲器除(chu)了(le)具有10
比(bi)1的(de)塊(kuai)擦除(chu)周期優勢,典型的(de)NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個(ge)NAND存儲器塊在給定的時間(jian)內(nei)的刪
除次數要少一些。


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