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FIFO
First In First Out 先入先出 FIFO存储器分为写入专用区和读取专用区。读操作与写操作可以异步进行,写入区上写入的数据按照写入的顺序从读取端的区中读出,类似于吸收写入端与读出端速度差的一种缓冲器。计算机的串口,一般也都具有FIFO缓冲器(不是单一的FIFO存储器,而是嵌入在设备内部)。由于微电子技术的飞速发展,新一代FIFO芯片容量越来越大,体积越来越小,价格越来越便宜。作为一种新型大规模集成电路,FIFO芯片以其灵活、方便、高效的特性,逐渐在高速数据采集、高速数据处理、高速数据传输以及多机处理系统中得到越来越广泛的应用。 ROM Read-Only Memory 只读存储器 这是一种线路最简单半导体电路,通过掩模工艺, 一次性制造,其中的代码与数据将永久保存(除非坏掉),不能进行修改。一般在大批量生产时才会被用的,优点是成本低、非常低,但是其风险比较大,在产品设计时,如果调试不彻底,很容易造成几千片的费片,行内话叫“掩砸了”! PROM Programmable Red-Only Memory 可编程只读存储器 这样的产品只允许写入一次,所以也被称为“一次可编程只读存储器”(One time ProgARMming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”,如果我们想改写某些单元,则可以给这些单元通以足够大的电流,并维持一定的时间,原先的熔丝即可熔断,这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典的PROM为使用“肖特基二极管”的PROM,出厂时,其中的二极管处于反向截止状态,还是用大电流的方法将反相电压加在“肖特基二极管”,造成其永久性击穿即可。 EPROM Erasable Programmable Read-Only Memory 可擦写可编程只读存储器 它的特点是具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程,但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到阳光直射。 EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory 电可擦除可编程只读存储器 它的最大优点是可直接用电信号擦除,也可用电信号写入。EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂, 耗费的门电路过多,且重编程时间比较长,同时其有效重编程次数也比较低. Flash memory 闪存 这里主要介绍两种比较常用的“闪存”对比: 一、NAND flash和NOR flash的性能比较 1、NOR的读速度比NAND稍快一些。 2、NAND的写入速度比NOR快很多。 3、NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 4、大多数写入操作需要先进行擦除操作。 5、NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。 二、NAND flash和NOR flash的接口差别 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器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。 三、NAND flash和NOR flash的容量和成本 NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。 四、NAND flash和NOR flash的可靠性和耐用性采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。 五、NAND flash和NOR flash的寿命(耐用性) 在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势,典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍,每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。 六、位交换 所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决了。当然,如果这个位真的改变了,就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法。位反转的问题更多见于NAND闪存,NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候,同时使用 七、EDC/ECC算法这个问题对于用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的。当然,如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时,必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。 八、坏块处理 NAND器件中的坏块是随机分布的。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器件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。 九、易于使用 可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。在使用NAND器件时,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧,因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。 十、软件支持 当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持,在NAND器件上进行同样操作时,通常需要驱动程序,也就是内存技术驱动程序(MTD),NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些,许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件,这其中包括M-System的TrueFFS驱动,该驱动被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等厂商所采用。驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理,包括纠错、坏块处理和损耗平衡。 SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存储器 同步是指内存工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储,而是自由指定地址进行数据读写。 DRAM Dynamic Random Access Memory 随机存取存储器 最为常见的系统内存。DRAM 只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM使用电容存储,所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次,如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。 SRAM Static Random Access Memory 静态随机存取存储器 SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而DRAM每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,功耗较小,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积。同样面积的硅片可以做出更大容量的DRAM,因此SRAM显得更贵。 DDR Static Random Access Memory 静态随机存取存储器 DDR是现在的主流内存规范,各大芯片组厂商的主流产品全部是支持它的。全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM,双倍速率SDRAM)。DDR的标称和SDRAM一样采用频率。现在DDR运行频率主要有100MHz、133MHz、166MHz三种,由于DDR内存具有双倍速率传输数据的特性,因此在DDR内存的标识上采用了工作频率×2的方法,也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400,一些内存生产厂商为了迎合发烧友的需求,还推出了更高频率的DDR内存。其最重要的改变是在界面数据传输上,他在时钟信号的上升沿与下降沿均可进行数据处理,使数据传输率达到SDR(Single Data Rate)SDRAM 的2倍。至于寻址与控制信号则与SDRAM相同,仅在时钟上升沿传送。 |
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