存儲(chǔ)器

目錄
·什么是存儲(chǔ)器
·存儲(chǔ)器的構(gòu)成
·存儲(chǔ)器的分類
·存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)
·存儲(chǔ)器管理
·數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器
·嵌入式應(yīng)用中存儲(chǔ)器類型的選擇技巧
·存儲(chǔ)器相關(guān)知識(shí)問(wèn)答
·存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)





什么是存儲(chǔ)器
　　存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。
　　存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件，有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)就會(huì)丟失
存儲(chǔ)器的構(gòu)成
　　構(gòu)成存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)，目前主要采用半導(dǎo)體器件和磁性材料。存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位就是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)半導(dǎo)體電路或一個(gè)CMOS晶體管或磁性材料的存儲(chǔ)元，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。由若干個(gè)存儲(chǔ)元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，然后再由許多存儲(chǔ)單元組成一個(gè)存儲(chǔ)器。 一個(gè)存儲(chǔ)器包含許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)字節(jié)。每個(gè)存儲(chǔ)單元的位置都有一個(gè)編號(hào)，即地址，一般用十六進(jìn)制表示。一個(gè)存儲(chǔ)器中所有存儲(chǔ)單元可存放數(shù)據(jù)的總和稱為它的存儲(chǔ)容量。假設(shè)一個(gè)存儲(chǔ)器的地址碼由20位二進(jìn)制數(shù)（即5位十六進(jìn)制數(shù)）組成，則可表示220，即1M個(gè)存儲(chǔ)單元地址。每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)，則該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為1KB。
存儲(chǔ)器的分類
　　按存儲(chǔ)介質(zhì)分
　　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：用半導(dǎo)體器件組成的存儲(chǔ)器。
　　磁表面存儲(chǔ)器：用磁性材料做成的存儲(chǔ)器。
　　按存儲(chǔ)方式分
　　隨機(jī)存儲(chǔ)器：任何存儲(chǔ)單元的內(nèi)容都能被隨機(jī)存取，且存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置無(wú)關(guān)。
　　順序存儲(chǔ)器：只能按某種順序來(lái)存取，存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)。
　　按存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)功能分
　　只讀存儲(chǔ)器(ROM)：存儲(chǔ)的內(nèi)容是固定不變的，只能讀出而不能寫(xiě)入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
　　隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM)：既能讀出又能寫(xiě)入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
　　按信息的可保存性分
　　非永久記憶的存儲(chǔ)器：斷電后信息即消失的存儲(chǔ)器。
　　永久記憶性存儲(chǔ)器：斷電后仍能保存信息的存儲(chǔ)器。
　　按存儲(chǔ)器用途分
　　根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，可分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器等。
　　為了解決對(duì)存儲(chǔ)器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常采用多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。
　　名 稱 簡(jiǎn)稱 用 途 特 點(diǎn)
　　高速緩沖存儲(chǔ)器 Cache 高速存取指令和數(shù)據(jù) 存取速度快，但存儲(chǔ)容量小
　　主存儲(chǔ)器 內(nèi)存 存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù) 存取速度較快，存儲(chǔ)容量不大
　　外存儲(chǔ)器 外存 存放系統(tǒng)程序和大型數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)庫(kù) 存儲(chǔ)容量大，位成本低
存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)
　　按照與CPU的接近程度，存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器與外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存與外存。內(nèi)存儲(chǔ)器又常稱為主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存），屬于主機(jī)的組成部分；外存儲(chǔ)器又常稱為輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存），屬于外部設(shè)備。CPU不能像訪問(wèn)內(nèi)存那樣，直接訪問(wèn)外存，外存要與CPU或I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必須通過(guò)內(nèi)存進(jìn)行。在80386以上的高檔微機(jī)中，還配置了高速緩沖存儲(chǔ)器（chache），這時(shí)內(nèi)存包括主存與高速緩存兩部分。對(duì)于低檔微機(jī)，主存即為內(nèi)存。
　　把存儲(chǔ)器分為幾個(gè)層次主要基于下述原因：
　　1、合理解決速度與成本的矛盾，以得到較高的性能價(jià)格比。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器速度快，但價(jià)格高，容量不宜做得很大，因此僅用作與CPU頻繁交流信息的內(nèi)存儲(chǔ)器。磁盤存儲(chǔ)器價(jià)格較便宜，可以把容量做得很大，但存取速度較慢，因此用作存取次數(shù)較少，且需存放大量程序、原始數(shù)據(jù)（許多程序和數(shù)據(jù)是暫時(shí)不參加運(yùn)算的）和運(yùn)行結(jié)果的外存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)時(shí)，僅將與此有關(guān)的程序和原始數(shù)據(jù)從磁盤上調(diào)入容量較小的內(nèi)存，通過(guò)CPU與內(nèi)存進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)處理，然后將最終結(jié)果通過(guò)內(nèi)存再寫(xiě)入磁盤。這樣的配置價(jià)格適中，綜合存取速度則較快。
　　為解決高速的CPU與速度相對(duì)較慢的主存的矛盾，還可使用高速緩存。它采用速度很快、價(jià)格更高的半導(dǎo)體靜態(tài)存儲(chǔ)器，甚至與微處理器做在一起，存放當(dāng)前使用最頻繁的指令和數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU從內(nèi)存中讀取指令與數(shù)據(jù)時(shí)，將同時(shí)訪問(wèn)高速緩存與主存。如果所需內(nèi)容在高速緩存中，就能立即獲�。蝗鐩](méi)有，再?gòu)闹鞔嬷凶x取。高速緩存中的內(nèi)容是根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)更換的。這樣，通過(guò)增加少量成本即可獲得很高的速度。
　　2、使用磁盤作為外存，不僅價(jià)格便宜，可以把存儲(chǔ)容量做得很大，而且在斷電時(shí)它所存放的信息也不丟失，可以長(zhǎng)久保存，且復(fù)制、攜帶都很方便。
存儲(chǔ)器管理
　　服務(wù)器在存儲(chǔ)器環(huán)境按這樣的方法分配存儲(chǔ)器：在某個(gè)環(huán)境分配的存儲(chǔ)器可以被環(huán)境析構(gòu)器釋放而不會(huì)影響其他環(huán)境中分配的存儲(chǔ)器．所有存儲(chǔ)器分配（通過(guò) palloc 等）都被當(dāng)作在當(dāng)前環(huán)境的區(qū)域中分配存儲(chǔ)器．如果你試圖釋放（或再分配）不在當(dāng)前環(huán)境的存儲(chǔ)器，你將得到不可預(yù)料的結(jié)果．
　　創(chuàng)建存儲(chǔ)器環(huán)境和切換存儲(chǔ)器環(huán)境是 SPI 管理器中存儲(chǔ)器管理器的任務(wù)．
　　SPI 過(guò)程處理兩種存儲(chǔ)器環(huán)境：上層執(zhí)行器存儲(chǔ)器環(huán)境和過(guò)程存儲(chǔ)器環(huán)境（如果已聯(lián)接）．
　　在一個(gè)過(guò)程與 SPI 管理器聯(lián)接之前，當(dāng)前存儲(chǔ)器環(huán)境是上層執(zhí)行器環(huán)境，所以所有由過(guò)程自身通過(guò) palloc/repalloc 或通過(guò) SPI 應(yīng)用函數(shù)在聯(lián)接到 SPI 管理器之前分配的存儲(chǔ)器都在這個(gè)環(huán)境里．
　　在進(jìn)行 SPI_connect 調(diào)用之后，當(dāng)前環(huán)境是過(guò)程自身所有的．通過(guò) palloc/repalloc 或通過(guò) SPI 應(yīng)用函數(shù)分配的存儲(chǔ)器（除了 SPI_copytuple，SPI_modifytuple，SPI_palloc 和 SPI_repalloc 以外）都在這個(gè)環(huán)境中分配．
　　當(dāng)進(jìn)程與 SPI 管理器斷開(kāi)（通過(guò)調(diào)用 SPI_finish）后，當(dāng)前環(huán)境恢復(fù)為上層執(zhí)行器環(huán)境并且所有在過(guò)程存儲(chǔ)器環(huán)境分配的存儲(chǔ)器都被釋放，并且不可繼續(xù)使用！
　　如果你想返回一些東西給上層執(zhí)行器，那么你必須為此在上層環(huán)境分配一片存儲(chǔ)器！
　　SPI 不能自動(dòng)釋放在上層執(zhí)行器環(huán)境里分配的存儲(chǔ)器！
　　SPI 在查詢完成后自動(dòng)釋放查詢執(zhí)行期間的存儲(chǔ)器分配！
數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)器
　　可以是一張卡，也可以是軟盤，可以是活動(dòng)的，也可以是固定的，用于保存圖像。
　　cf閃存卡
　　一種袖珍閃存卡，(compact flash card)。像pc卡那樣插入數(shù)碼相機(jī)，它可用適配器，(又稱轉(zhuǎn)接卡)，使之適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的pc卡閱讀器或其他的pc卡設(shè)備。cf存儲(chǔ)卡的部分結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)化玻璃及金屬外殼，cf存儲(chǔ)卡采用standard ata/ide接口界面，配備有專門的pcm-cia適配器(轉(zhuǎn)接卡)，筆記本電腦的用戶可直接在pcmcia插槽上使用，使數(shù)據(jù)很容易在數(shù)碼相機(jī)與電腦之間傳遞。
　　sm閃存卡
　　即smart media，智能媒體卡，一種存儲(chǔ)媒介。sm卡采用了ssfdg/flash內(nèi)存卡，具有超小超薄超輕等特性，體積37(長(zhǎng))×45(寬)×0.76(厚)毫米，重量是1.8g，功耗低，容易升級(jí)，sm轉(zhuǎn)換卡也有pcmcia界面，方便用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。
　　memory stick duo
　　memory stick duo即微型記憶棒，微型記憶棒的體積和重量都為普通記憶棒的三分之一左右，目前最大存儲(chǔ)容量可以達(dá)到 4g。
　　sd閃存卡
　　即SecureDigital， 32×24×2.11 存儲(chǔ)的速度快,非常小巧，外觀和MMC一樣，目前市面上較多數(shù)數(shù)碼相機(jī)使用這種格式的存儲(chǔ)卡，市場(chǎng)占有率第一。
　　xd閃存卡
　　即Fuji film(富士膠卷)和OLYMPUS(奧林巴斯)聯(lián)合推出的xD-Picture卡，體形很小，傳輸速度很快，不過(guò)價(jià)格很昂貴。
　　mmc閃存卡
　　即MultiMedia Card ，外型和SD完全一樣，很多時(shí)候也通用。
　　微硬盤
　　是一種比較高端的存貯產(chǎn)品，目前“IBM(日立)”和國(guó)產(chǎn)品牌“南方匯通”都推出了自己的微硬盤產(chǎn)品。微型硬盤外型和CF卡完全一樣，使用同一型號(hào)接口。
　　優(yōu)卡
　　優(yōu)卡是lexar公司生產(chǎn)的一種數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，外形和一般的cf卡相同，可以用在使用cf卡的數(shù)碼相機(jī)、pda、mp3等數(shù)碼設(shè)備上，同時(shí)可以直接通過(guò)usb接口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，用作移動(dòng)存儲(chǔ)器。
　　數(shù)字膠卷
　　數(shù)字膠卷是lexar公司生產(chǎn)的的一種數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)，同日立的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick屬同類的數(shù)字存儲(chǔ)媒體。
　　pc卡轉(zhuǎn)換器
　　一種接插件，可以把cf卡或sm卡插入其中，然后，整體作為一個(gè)pc卡插入計(jì)算機(jī)的pcmica插口，這是常用于便攜機(jī)的一種通用擴(kuò)展接口，可以接入pcmica內(nèi)存卡、pcmica硬盤、pcmica調(diào)制解調(diào)器等。
嵌入式應(yīng)用中存儲(chǔ)器類型的選擇技巧
　　存儲(chǔ)器的類型將決定整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的操作和性能，因此存儲(chǔ)器的選擇是一個(gè)非常重要的決策。無(wú)論系統(tǒng)是采用電池供電還是由市電供電，應(yīng)用需求將決定存儲(chǔ)器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲(chǔ)代碼、數(shù)據(jù)或者兩者兼有)。另外，在選擇過(guò)程中,存儲(chǔ)器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對(duì)于較小的系統(tǒng)，微控制器自帶的存儲(chǔ)器就有可能滿足系統(tǒng)要求，而較大的系統(tǒng)可能要求增加外部存儲(chǔ)器。為嵌入式系統(tǒng)選擇存儲(chǔ)器類型時(shí)，需要考慮一些設(shè)計(jì)參數(shù)，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫(xiě)速度、存儲(chǔ)器尺寸、存儲(chǔ)器的特性、擦除/寫(xiě)入的耐久性以及系統(tǒng)總成本。
　　選擇存儲(chǔ)器時(shí)應(yīng)遵循的基本原則
　　1．內(nèi)部存儲(chǔ)器與外部存儲(chǔ)器
　　一般情況下，當(dāng)確定了存儲(chǔ)程序代碼和數(shù)據(jù)所需要的存儲(chǔ)空間之后，設(shè)計(jì)工程師將決定是采用內(nèi)部存儲(chǔ)器還是外部存儲(chǔ)器。通常情況下，內(nèi)部存儲(chǔ)器的性價(jià)比最高但靈活性最低，因此設(shè)計(jì)工程師必須確定對(duì)存儲(chǔ)的需求將來(lái)是否會(huì)增長(zhǎng)，以及是否有某種途徑可以升級(jí)到代碼空間更大的微控制器�；�于成本考慮，人們通常選擇能滿足應(yīng)用要求的存儲(chǔ)器容量最小的微控制器，因此在預(yù)測(cè)代碼規(guī)模的時(shí)候要必須特別小心，因?yàn)榇�碼規(guī)模增大可能要求更換微控制器。
　　目前市場(chǎng)上存在各種規(guī)模的外部存儲(chǔ)器器件，我們很容易通過(guò)增加存儲(chǔ)器來(lái)適應(yīng)代碼規(guī)模的增加。有時(shí)這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲(chǔ)器替代現(xiàn)有的存儲(chǔ)器，或者在總線上增加存儲(chǔ)器。即使微控制器帶有內(nèi)部存儲(chǔ)器，也可以通過(guò)增加外部串行EEPROM或閃存來(lái)滿足系統(tǒng)對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的需求。
　　2．引導(dǎo)存儲(chǔ)器
　　在較大的微控制器系統(tǒng)或基于處理器的系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)工程師可以利用引導(dǎo)代碼進(jìn)行初始化。應(yīng)用本身通常決定了是否需要引導(dǎo)代碼，以及是否需要專門的引導(dǎo)存儲(chǔ)器。例如，如果沒(méi)有外部的尋址總線或串行引導(dǎo)接口，通常使用內(nèi)部存儲(chǔ)器，而不需要專門的引導(dǎo)器件。但在一些沒(méi)有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個(gè)外部程序存儲(chǔ)器中。某些微控制器既有內(nèi)部存儲(chǔ)器也有外部尋址總線，在這種情況下，引導(dǎo)代碼將駐留在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，而操作代碼在外部存儲(chǔ)器中。這很可能是最安全的方法，因?yàn)楦淖儾僮鞔�碼時(shí)不會(huì)出現(xiàn)意外地修改引導(dǎo)代碼。在所有情況下，引導(dǎo)存儲(chǔ)器都必須是非易失性存儲(chǔ)器。
　　3．配置存儲(chǔ)器
　　對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA）或片上系統(tǒng)(SoC)，人們使用存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)配置信息。這種存儲(chǔ)器必須是非易失性EPROM、EEPROM或閃存。大多數(shù)情況下，F(xiàn)PGA采用SPI接口，但一些較老的器件仍采用FPGA串行接口。串行EEPROM或閃存器件最為常用，EPROM用得較少。
　　4．程序存儲(chǔ)器
　　所有帶處理器的系統(tǒng)都采用程序存儲(chǔ)器，但設(shè)計(jì)工程師必須決定這個(gè)存儲(chǔ)器是位于處理器內(nèi)部還是外部。在做出了這個(gè)決策之后，設(shè)計(jì)工程師才能進(jìn)一步確定存儲(chǔ)器的容量和類型。當(dāng)然有的時(shí)候，微控制器既有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器也有外部尋址總線，此時(shí)設(shè)計(jì)工程師可以選擇使用它們當(dāng)中的任何一個(gè)，或者兩者都使用。這就是為什么為某個(gè)應(yīng)用選擇最佳存儲(chǔ)器的問(wèn)題，常常由于微控制器的選擇變得復(fù)雜起來(lái)，以及為什么改變存儲(chǔ)器的規(guī)模也將導(dǎo)致改變微控制器的選擇的原因。
　　如果微控制器既利用內(nèi)部存儲(chǔ)器也利用外部存儲(chǔ)器，則內(nèi)部存儲(chǔ)器通常被用來(lái)存儲(chǔ)不常改變的代碼，而外部存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)更新比較頻繁的代碼和數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)工程師也需要考慮存儲(chǔ)器是否將被在線重新編程或用新的可編程器件替代。對(duì)于需要重編程功能的應(yīng)用，人們通常選用帶有內(nèi)部閃存的微控制器，但帶有內(nèi)部OTP或ROM和外部閃存或EEPROM的微控制器也滿足這個(gè)要求。為降低成本，外部閃存可用來(lái)存儲(chǔ)代碼和數(shù)據(jù)，但在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)必須小心避免意外修改代碼。
　　在大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)中，人們利用閃存存儲(chǔ)程序以便在線升級(jí)固件。代碼穩(wěn)定的較老的應(yīng)用系統(tǒng)仍可以使用ROM和OTP存儲(chǔ)器，但由于閃存的通用性，越來(lái)越多的應(yīng)用系統(tǒng)正轉(zhuǎn)向閃存。表1給出了程序存儲(chǔ)器類型的參數(shù)比較。
　　5．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器
　　與程序存儲(chǔ)器類似，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器可以位于微控制器內(nèi)部，或者是外部器件，但這兩種情況存在一些差別。有時(shí)微控制器內(nèi)部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)兩種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但有時(shí)不包含內(nèi)部EEPROM，在這種情況下，當(dāng)需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)計(jì)工程師可以選擇外部的串行EEPROM或串行閃存器件。當(dāng)然，也可以使用并行EEPROM或閃存，但通常它們只被用作程序存儲(chǔ)器。
　　當(dāng)需要外部高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，通常選擇并行SRAM并使用外部串行EEPROM器件來(lái)滿足對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的要求。一些設(shè)計(jì)還將閃存器件用作程序存儲(chǔ)器，但保留一個(gè)扇區(qū)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。這種方法可以降低成本、空間并提供非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
　　針對(duì)非易失性存儲(chǔ)器要求，串行EEPROM器件支持I2C、SPI或微線(Microwire)通訊總線，而串行閃存通常使用SPI總線。由于寫(xiě)入速度很快且?guī)в蠭2C和SPI串行接口，F(xiàn)RAM在一些系統(tǒng)中得到應(yīng)用。
　　6．易失性和非易失性存儲(chǔ)器
　　存儲(chǔ)器可分成易失性存儲(chǔ)器或者非易失性存儲(chǔ)器，前者在斷電后將丟失數(shù)據(jù)，而后者在斷電后仍可保持?jǐn)?shù)據(jù)。設(shè)計(jì)工程師有時(shí)將易失性存儲(chǔ)器與后備電池一起使用，使其表現(xiàn)猶如非易失性器件，但這可能比簡(jiǎn)單地使用非易失性存儲(chǔ)器更加昂貴。然而，對(duì)要求存儲(chǔ)器容量非常大的系統(tǒng)而言，帶有后備電池的DRAM可能是滿足設(shè)計(jì)要求且性價(jià)比很高的一種方法。
　　在有連續(xù)能量供給的系統(tǒng)中，易失性或非易失性存儲(chǔ)器都可以使用，但必須基于斷電的可能性做出最終決策。如果存儲(chǔ)器中的信息可以在電力恢復(fù)時(shí)從另一個(gè)信源中恢復(fù)出來(lái)，則可以使用易失性存儲(chǔ)器。
　　選擇易失性存儲(chǔ)器與電池一起使用的另一個(gè)原因是速度。盡管非易失存儲(chǔ)器件可以在斷電時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)，但寫(xiě)入數(shù)據(jù)(一個(gè)字節(jié)、頁(yè)或扇區(qū))的時(shí)間較長(zhǎng)。
　　7．串行存儲(chǔ)器和并行存儲(chǔ)器
　　在定義了應(yīng)用系統(tǒng)之后，微控制器的選擇是決定選擇串行或并行存儲(chǔ)器的一個(gè)因素。對(duì)于較大的應(yīng)用系統(tǒng)，微控制器通常沒(méi)有足夠大的內(nèi)部存儲(chǔ)器，這時(shí)必須使用外部存儲(chǔ)器，因?yàn)橥獠繉ぶ房偩�通常是并行的，外部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也將是并行的。
　　較小的應(yīng)用系統(tǒng)通常使用帶有內(nèi)部存儲(chǔ)器但沒(méi)有外部地址總線的微控制器。如果需要額外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，外部串行存儲(chǔ)器件是最佳選擇。大多數(shù)情況下，這個(gè)額外的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是非易失性的。
　　根據(jù)不同的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)存儲(chǔ)器可以是串行也可以是并行的。如果微控制器沒(méi)有內(nèi)部存儲(chǔ)器，并行的非易失性存儲(chǔ)器件對(duì)大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)而言是正確的選擇。但對(duì)一些高速應(yīng)用，可以使用外部的非易失性串行存儲(chǔ)器件來(lái)引導(dǎo)微控制器，并允許主代碼存儲(chǔ)在內(nèi)部或外部高速SRAM中。
　　8．EEPROM與閃存
　　存儲(chǔ)器技術(shù)的成熟使得RAM和ROM之間的界限變得很模糊，如今有一些類型的存儲(chǔ)器(如EEPROM和閃存)組合了兩者的特性。這些器件像RAM一樣進(jìn)行讀寫(xiě)，并像ROM一樣在斷電時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)，它們都可電擦除且可編程，但各自有它們優(yōu)缺點(diǎn)。
　　從軟件角度看，獨(dú)立的EEPROM和閃存器件是類似的，兩者主要差別是EEPROM器件可以逐字節(jié)地修改，而閃存器件只支持扇區(qū)擦除以及對(duì)被擦除單元的字、頁(yè)或扇區(qū)進(jìn)行編程。對(duì)閃存的重新編程還需要使用SRAM，因此它要求更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)有更多的器件在工作，從而需要消耗更多的電池能量。設(shè)計(jì)工程師也必須確認(rèn)在修改數(shù)據(jù)時(shí)有足夠容量的SRAM可用。
　　存儲(chǔ)器密度是決定選擇串行EEPROM或者閃存的另一個(gè)因素。市場(chǎng)上目前可用的獨(dú)立串行EEPROM器件的容量在128KB或以下，獨(dú)立閃存器件的容量在32KB或以上。
　　如果把多個(gè)器件級(jí)聯(lián)在一起，可以用串行EEPROM實(shí)現(xiàn)高于128KB的容量。很高的擦除/寫(xiě)入耐久性要求促使設(shè)計(jì)工程師選擇EEPROM，因?yàn)榈湫偷拇�行EEPROM可擦除/寫(xiě)入100萬(wàn)次。閃存一般可擦除/寫(xiě)入1萬(wàn)次，只有少數(shù)幾種器件能達(dá)到10萬(wàn)次。
　　今天，大多數(shù)閃存器件的電壓范圍為2.7V到3.6V。如果不要求字節(jié)尋址能力或很高的擦除/寫(xiě)入耐久性，在這個(gè)電壓范圍內(nèi)的應(yīng)用系統(tǒng)采用閃存，可以使成本相對(duì)較低。
　　9．EEPROM與FRAM
　　EEPROM和FRAM的設(shè)計(jì)參數(shù)類似，但FRAM的可讀寫(xiě)次數(shù)非常高且寫(xiě)入速度較快。然而通常情況下，用戶仍會(huì)選擇EEPROM而不是FRAM，其主要原因是成本(FRAM較為昂貴)、質(zhì)量水平和供貨情況。設(shè)計(jì)工程師常常使用成本較低的串行EEPROM，除非耐久性或速度是強(qiáng)制性的系統(tǒng)要求。
　　DRAM和SRAM都是易失性存儲(chǔ)器，盡管這兩種類型的存儲(chǔ)器都可以用作程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但SRAM主要用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。DRAM與SRAM之間的主要差別是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的壽命。只要不斷電，SRAM就能保持其數(shù)據(jù)，但DRAM只有極短的數(shù)據(jù)壽命，通常為4毫秒左右。
　　與SRAM相比，DRAM似乎是毫無(wú)用處的，但位于微控制器內(nèi)部的DRAM控制器使DRAM的性能表現(xiàn)與SRAM一樣。DRAM控制器在數(shù)據(jù)消失之前周期性地刷新所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，所以存儲(chǔ)器的內(nèi)容可以根據(jù)需要保持長(zhǎng)時(shí)間。
　　由于比特成本低，DRAM通常用作程序存儲(chǔ)器，所以有龐大存儲(chǔ)要求的應(yīng)用可以從DRAM獲益。它的最大缺點(diǎn)是速度慢，但計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用高速SRAM作為高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)彌補(bǔ)DRAM的速度缺陷。
　　小結(jié)
　　盡管我們幾乎可以使用任何類型的存儲(chǔ)器來(lái)滿足嵌入式系統(tǒng)的要求，但終端應(yīng)用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時(shí)，把幾個(gè)類型的存儲(chǔ)器結(jié)合起來(lái)使用能更好地滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求。例如，一些PDA設(shè)計(jì)同時(shí)使用易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器作為程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲(chǔ)器類型，在確定將被用于最終應(yīng)用系統(tǒng)的存儲(chǔ)器之前，設(shè)計(jì)工程師必須仔細(xì)折中考慮各種設(shè)計(jì)因素。
存儲(chǔ)器相關(guān)知識(shí)問(wèn)答
　　問(wèn)：我想買快頁(yè)方式存儲(chǔ)器并安裝在486計(jì)算機(jī)上，但是零售商僅有EDO和校驗(yàn)存儲(chǔ)器，我應(yīng)當(dāng)買那種？
　　答：EDO與486機(jī)器不兼容。校驗(yàn)存儲(chǔ)器以快頁(yè)方式工作，它帶有4個(gè)校驗(yàn)位。如果您的系統(tǒng)不需要校驗(yàn)，您可以不配備校驗(yàn)?zāi)�塊。如果您的系統(tǒng)要求進(jìn)行校驗(yàn)，那么您應(yīng)使用具有校驗(yàn)功能的模塊。新的奔騰系統(tǒng)只需將BIOS正確設(shè)置，就可以配置校驗(yàn)或非校驗(yàn)?zāi)�塊。
　　問(wèn)：386計(jì)算機(jī)采用什么存儲(chǔ)器？
　　答：大多數(shù)386計(jì)算機(jī)采用30引腳的SIMM，有些386計(jì)算機(jī)采用72引腳的SIMM。386計(jì)算機(jī)要求模塊必需成對(duì)安裝，每組插二個(gè)SIMM模塊。
　　存儲(chǔ)器類型：快頁(yè)方式（FPM或FM）。
　　問(wèn)：486計(jì)算機(jī)采用什么存儲(chǔ)器？
　　答：大多數(shù)486 DX計(jì)算機(jī)采用72引腳的SIMM。模塊可以單個(gè)安裝，即每組插一塊SIMM。486 SX計(jì)算機(jī)采用30引腳的SIMM，模塊4個(gè)一起安裝，即每組插四塊SIMM。有些486計(jì)算機(jī)（包括SX和DX）在同一主板上既安裝30引腳SIMM同時(shí)也配備72引腳SIMM。
　　存儲(chǔ)器類型：快頁(yè)方式（FPM）DRAM（根據(jù)主板的要求要么是奇偶校驗(yàn)，要么是非奇偶校驗(yàn)）。
　　問(wèn)：奔騰計(jì)算機(jī)采用什么存儲(chǔ)器？（586計(jì)算機(jī)）
　　答：大多數(shù)奔騰計(jì)算機(jī)主板上有2組SIMM插槽，每組必需插入二塊相同容量和相同類型的存儲(chǔ)器。大多數(shù)奔騰計(jì)算機(jī)使用72引腳SIMM。通常，奔騰計(jì)算機(jī)的主頻是166MHz；主板上有SIMM和DIMM插槽，安裝168引腳DIMM和72引腳SIMM。每組一個(gè)168引腳的DIMM插槽。
　　存儲(chǔ)器類型：通常是配對(duì)EDO（擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出）DRAM。老式奔騰機(jī)（60MHz-100MHz）要求FPM（快頁(yè)方式）。新型100MHz至200MHz MMX計(jì)算機(jī)、CRIX 6X86、AMD 586處理器可在同一機(jī)器上采用EDO或FPM的SDRAM（DIMM）。
　　問(wèn)：奔騰增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)（P-6處理器）采用什么存儲(chǔ)器
　　答：大多數(shù)奔騰增強(qiáng)型計(jì)算機(jī)（Pentium Pro)采用72引腳SIMM。要求每組二個(gè)SIMM來(lái)升級(jí)存儲(chǔ)器。
　　存儲(chǔ)器類型：奇偶或非奇偶校驗(yàn)FPM或EDO（大多數(shù)配置為奇偶校驗(yàn)FPM）
　　問(wèn)：蘋(píng)果機(jī)采用什么存儲(chǔ)器？
　　答：Mac Quadra 700、900、950和MacIntosh II系列計(jì)算機(jī)采用30引腳的SIMM。安裝要求每組配4塊相同的SIMM。
　　Mac Iifx采用64引腳的SIMM模塊。
　　Mac Plus、Mac SE、Mac Classics、Classic II、Color Classic、Mac LC、 LCIII、 Performa 200、400、405、410、430系列采用30引腳SIMM。新型Quadras、新型Performas和Centris系列計(jì)算機(jī)采用72引腳SIMM。
　　Mac Performa6400/180和200要求168引腳DIMM進(jìn)行升級(jí)。
　　存儲(chǔ)器類型：快頁(yè)方式DRAM
存儲(chǔ)器發(fā)展趨勢(shì)
　　一、 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
　　存儲(chǔ)器芯片按存取方式(讀寫(xiě)方式)可分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片(RAM)和只讀存儲(chǔ)器芯片(ROM)。ROM中的信息只能被讀出，而不能被操作者修改或刪除，故一般用于存放固定的程序，如監(jiān)控程序、匯編程序等，以及存放各種表格。RAM主要用來(lái)存放各種現(xiàn)場(chǎng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)，中間計(jì)算結(jié)果，以及與外部存儲(chǔ)器交換信息和作堆棧用。它的存儲(chǔ)單元根據(jù)具體需要可以讀出，也可以寫(xiě)入或改寫(xiě)。由于RAM由電子器件組成，所以只能用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，一旦關(guān)閉電源或發(fā)生斷電，其中的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失�，F(xiàn)在的RAM多為MOS型半導(dǎo)體電路，它分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)RAM是靠雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)記憶信息的；動(dòng)態(tài)RAM是靠MOS電路中的柵極電容來(lái)記憶信息的。由于電容上的電荷會(huì)泄漏，需要定時(shí)給與補(bǔ)充，所以動(dòng)態(tài)RAM需要設(shè)置刷新電路。但動(dòng)態(tài)RAM比靜態(tài)RAM集成度高、功耗低，從而成本也低，適于作大容量存儲(chǔ)器。
　　按照不同的技術(shù)，存儲(chǔ)器芯片可以細(xì)分為EPROM、EEPROM、SRAM、DRAM、FLASH、MASK ROM和FRAM等。存儲(chǔ)器技術(shù)是一種不斷進(jìn)步的技術(shù)，隨著各種專門應(yīng)用不斷提出新的要求，新的存儲(chǔ)器技術(shù)也層出不窮，每一種新技術(shù)的出現(xiàn)都會(huì)使某種現(xiàn)存的技術(shù)走進(jìn)歷史，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)新技術(shù)的初衷就是為了消除或減弱某種特定存儲(chǔ)器產(chǎn)品的不足之處。例如，閃存技術(shù)脫胎于EEPROM，它的一個(gè)主要用途就是為了取代用于PC機(jī)BIOS的EEPROM芯片，以便方便地對(duì)這種計(jì)算機(jī)中最基本的代碼進(jìn)行更新。盡管目前非揮發(fā)性存儲(chǔ)器中最先進(jìn)的就是閃存，但技術(shù)卻并未就此停步。生產(chǎn)商們正在開(kāi)發(fā)多種新技術(shù)，以便使閃存也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價(jià)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。總之，存儲(chǔ)器技術(shù)將會(huì)繼續(xù)發(fā)展，以滿足不同的應(yīng)用需求。就PC市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時(shí)間、更低成本的主流DRAM技術(shù)將是不二之選。而在其它非揮發(fā)性存儲(chǔ)器領(lǐng)域，供應(yīng)商們正在研究閃存之外的各種技術(shù)，以便滿足不同應(yīng)用的需求，未來(lái)必將有更多更新的存儲(chǔ)器芯片技術(shù)不斷涌現(xiàn)。
　　二、產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
　　1、FLASH的應(yīng)用越來(lái)越廣泛
　　隨著FLASH在通信領(lǐng)域、消費(fèi)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的普遍應(yīng)用，未來(lái)FLASH必將成為發(fā)展最快、最有市場(chǎng)潛力的存儲(chǔ)器芯片產(chǎn)品。
　　在電信領(lǐng)域，我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)通了彩信業(yè)務(wù)，以MOTOROLA 388和多普達(dá)為代表的“PDA+手機(jī)”已經(jīng)得到越來(lái)越多的消費(fèi)者的青睞。這些多功能移動(dòng)電話需要更大的存儲(chǔ)容量，以存儲(chǔ)更大的程序和更多的數(shù)據(jù)。在移動(dòng)電話中FLASH還有一個(gè)更大的應(yīng)用——可拆卸式閃存卡。下一代以信息為中心的手機(jī)將對(duì)閃存卡有很大的需求，手機(jī)使用者可用閃存卡來(lái)儲(chǔ)存欲在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳送的影像，或作檔案?jìng)浞莼蚱渌�用途。目前有多家手機(jī)制造商宣布計(jì)劃在未來(lái)的手機(jī)上采用閃存卡，包括Sony Ericsson的P800、NTT DoCoMo的i－shot mova D25li、Lexar Media的Secure Digital閃存卡等。
　　在消費(fèi)領(lǐng)域，F(xiàn)LASH主要應(yīng)用在PDA、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝象機(jī)、MP3等數(shù)字電子產(chǎn)品，在這些產(chǎn)品中的應(yīng)用，更多的是以FDD、Compact Flash、SmartMedia、Clik、Microdrive與Memory Stick等閃存卡形式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科技的進(jìn)步，消費(fèi)者對(duì)數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝象機(jī)的認(rèn)同感越來(lái)越強(qiáng)，已掀起了一股數(shù)字消費(fèi)潮流，數(shù)字消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì)FLASH的需求潛力很大。
　　在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，F(xiàn)LASH最早的應(yīng)用是在BIOS中取代PROM和EPROM以適應(yīng)消費(fèi)者對(duì)計(jì)算機(jī)的升級(jí)需求。另外，基于USB的移動(dòng)閃存以其大容量、易攜帶、速度快等優(yōu)勢(shì)，受到越來(lái)越多的消費(fèi)者的青睞，可以預(yù)期移動(dòng)閃存市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，對(duì)FLASH的市場(chǎng)需求前景非常光明。
　　2、基于FLASH的移動(dòng)存儲(chǔ)器逐漸取代軟盤
　　移動(dòng)閃存不僅具有易于操作和方便攜帶的特點(diǎn)，同時(shí)，移動(dòng)閃存還具有高速、輕便、技術(shù)先進(jìn)、大存儲(chǔ)量的特點(diǎn)，因此移動(dòng)閃存不僅將成為個(gè)人存儲(chǔ)應(yīng)用的主要產(chǎn)品，而且還將在各類企業(yè)、學(xué)校及行業(yè)用戶領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，必將成為未來(lái)存儲(chǔ)市場(chǎng)的主流。
　　自從朗科公司在國(guó)內(nèi)最先推出閃存產(chǎn)品“朗科優(yōu)盤”之后，這種新型的移動(dòng)儲(chǔ)存產(chǎn)品就將矛頭直接指向了計(jì)算機(jī)最老的配置之一——軟驅(qū)。朗科公司最早提出了“取代軟盤軟驅(qū)”的口號(hào)。而市場(chǎng)似乎也應(yīng)合了這一趨勢(shì)。
　　2002年剛過(guò)新年，Intel公司就已經(jīng)對(duì)外宣布將在新款處理器中徹底停止對(duì)軟驅(qū)的支持。而三星公司也宣布要在所有三星新款電腦中以USB移動(dòng)存儲(chǔ)盤徹底取代軟驅(qū)。占據(jù)磁盤50%市場(chǎng)的索尼在1個(gè)月前也以極快的速度成立了一個(gè)閃盤事業(yè)部，專門負(fù)責(zé)自有品牌閃盤的推廣工作。國(guó)內(nèi)的IT廠商聯(lián)想、方正也先后宣布旗下V系列筆記本電腦、商祺9000電腦選擇朗科優(yōu)盤為標(biāo)準(zhǔn)配置，從而徹底廢除了軟驅(qū)。
　　其實(shí)移動(dòng)存儲(chǔ)盤取代軟驅(qū)，從任何一個(gè)方面來(lái)看都是理所當(dāng)然的。從技術(shù)上來(lái)看，閃存的讀取速度和容量大大高于軟驅(qū)，使用壽命也更長(zhǎng)。有些移動(dòng)存儲(chǔ)盤還具有抗震性能。軟盤不僅體積相對(duì)較大，而且讀取速度慢、使用壽命短、容量小。從價(jià)格上看，32M的閃存盤是軟驅(qū)的兩倍左右，可是性能等方面卻是后者的20－30倍。據(jù)了解，2002年閃存的市場(chǎng)容量將達(dá)到150萬(wàn)片。對(duì)于一種新產(chǎn)品而言，這樣的市場(chǎng)容量是誘人的。因此，聯(lián)想、清華同方等也受不住誘惑，相繼推出自己的閃存產(chǎn)品：魔盤和惠存星鉆。而國(guó)外的LG和美國(guó)百事靈也相繼進(jìn)入了我國(guó)移動(dòng)閃存市場(chǎng)。
　　3、DDR SDRAM將逐步取代RDRAM成為市場(chǎng)主流
　　存儲(chǔ)器芯片市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)有兩大陣營(yíng)：RDRAM(RAMBUS)和DDR與PC133。無(wú)論哪種產(chǎn)品，若想在市場(chǎng)獲得成功，除了技術(shù)外最關(guān)鍵的是能否獲得產(chǎn)業(yè)鏈中芯片組、OEM廠商和組裝電腦廠商大力支持。
　　RDRAM出貨量最多的三星電子公司稱，RDRAM的需求量在過(guò)去幾個(gè)月中大幅增加，這種存儲(chǔ)器芯片芯片預(yù)計(jì)將占這家韓國(guó)公司DRAM全年產(chǎn)量的10%以上。中國(guó)我國(guó)臺(tái)灣省硅統(tǒng)公司2002年7月份推出了R658芯片組，該芯片組支持RDRAM，包括新的1066MHz芯片。但業(yè)內(nèi)最重要的芯片組廠商英特爾于2002年8月證實(shí)，該公司將逐漸停止生產(chǎn)支持Rambus公司RDRAM存儲(chǔ)器芯片的個(gè)人電腦和工作站，取而代之的是DDR和SDRAM存儲(chǔ)器芯片。
　　這標(biāo)志著Rambus公司和英特爾一度非常密切的伙伴關(guān)系走到了盡頭。英特爾曾試圖將RDRAM存儲(chǔ)器芯片作為下一代個(gè)人電腦的主流存儲(chǔ)器芯片，但未獲成功。英特爾公司聲稱所有的新芯片組將只支持DDR存儲(chǔ)器芯片。支持RDRAM存儲(chǔ)器芯片的英特爾臺(tái)式850芯片組將一直延用至2005年，但其后將不會(huì)再推出采用RDRAM存儲(chǔ)器芯片的新產(chǎn)品。其850系列將在幾個(gè)月內(nèi)進(jìn)行升級(jí)，以支持新的1066MHz RDRAM存儲(chǔ)器芯片芯片，但不會(huì)進(jìn)一步升級(jí)850系列，使其支持1200MHz或1300MHz的RDRAM存儲(chǔ)器芯片。
　　由于采用DDR存儲(chǔ)器芯片的兩款新的工作站芯片組，即采用Xeon雙處理器的Placer芯片組和采用Xeon單處理器的Granite Bay芯片組將在2002年第四季度面市。它們出現(xiàn)之日就是860系列消失之時(shí)，因此沒(méi)有必要升級(jí)860系列，使其支持1066MHz的RDRAM。新款Placer芯片組將支持PCI－X和AGP8X，并可升級(jí)至支持DDR266，將來(lái)可能會(huì)支持DDR333�，F(xiàn)存的845系列芯片組將在第四季度升級(jí)至支持DDR333。
　　DDR SDRAM由于得到了產(chǎn)業(yè)鏈的支持，將逐漸取代RDRAM成為市場(chǎng)主流。
　　存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的主要組成部件，它主要是用來(lái)存儲(chǔ)信息的。存儲(chǔ)器的類型有很多，按存儲(chǔ)介質(zhì)分為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片內(nèi)包含大量的存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有唯一的地址代碼加以區(qū)分，并能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。本章只討論半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

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