Встроенная система использует различные типы модулей памяти для широкого круга задач, таких как хранение программного кода и инструкций для оборудования. Эти программные коды и инструкции используются для запрограммировать микроконтроллер .
Различные типы памяти
Модуль памяти - это физическое устройство, которое используется для временного или постоянного хранения программ или данных для использования в цифровой электронике. Во встроенной системе есть разные типы памяти, каждая из которых имеет свой собственный режим работы. Эффективная память увеличивает производительность встроенных систем.
2 типа модулей памяти
Различные типы модулей памяти для любая система зависит от характера приложения этой системы. Требования к производительности и возможностям памяти невелики для недорогих систем. Выбор модуля памяти является наиболее важным требованием при проектировании проект на базе микроконтроллера .
Во встроенной системе можно использовать следующие общие типы модулей памяти.
- Энергозависимая память
- Энергонезависимая память
Модуль энергозависимой памяти - RAM
Устройства энергозависимой памяти - это типы устройств хранения, которые хранят свое содержимое до тех пор, пока на них не будет подано питание.
Когда питание отключается, эти воспоминания теряют свое содержание.
Примером энергозависимого запоминающего устройства является оперативная память (RAM).
Модуль энергозависимой памяти-RAM
Микросхема памяти RAM, называемая основной памятью, является местом хранения, которое позволяет хранить информацию и быстро получать к ней доступ из произвольного места с помощью модуля памяти. Ячейка памяти, к которой можно получить доступ для передачи информации в любое желаемое случайное место или из него, называется памятью с произвольным доступом.
Оперативная память состоит из набора ячеек памяти. Каждая ячейка содержит либо BJT, либо МОП-транзистор в зависимости от типа модуля памяти. Например, в ОЗУ 4 * 4 можно хранить 4 бита информации.
Каждая инструкция строки и столбца в этой матрице является ячейкой памяти. Каждый блок, обозначенный BC, представляет двоичные ячейки с 3 входами и 1 выходом. Каждый блок состоит из 12 двоичных ячеек.
Схема внутреннего хранения данных для оперативной памяти
Для каждого блока памяти каждое слово, выводимое из декодера, является входом выбора. Декодер активируется с помощью входа разрешения памяти. Когда вывод разрешения памяти находится на низком логическом уровне, все выходы декодера находятся на низком логическом уровне, и память не выбирает ни одного слова. Когда контакт разрешения находится на высоком логическом уровне, параллельный выход, соответствующий последовательному входу, предоставляется как вход выбора для каждого блока памяти.
Внутренняя схема хранения данных для микросхемы памяти RAM
После того, как слово выбрано, операции чтения и записи для каждого блока определяются контактами. Если вывод чтения / записи находится на низком логическом уровне, ввод записывается в блок памяти. Если вывод чтения / записи находится на высоком логическом уровне, вывод считывается из каждого блока.
Энергонезависимая память - ПЗУ
Энергонезависимая память - это типы микросхем памяти постоянного хранения, которые могут возвращать сохраненную информацию даже при отключении питания. Примером энергонезависимого запоминающего устройства является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).
ROM означает Только для чтения памяти . ROM может использоваться только для чтения, но не может быть записан. Эти устройства памяти энергонезависимы.
Энергонезависимая память-ROM Память
Информация постоянно сохраняется в такой памяти во время производства. ПЗУ может хранить инструкции, необходимые для запуска компьютера при подаче питания на компьютер. Эта операция называется начальной загрузкой.
Ячейка памяти ПЗУ выполнена на одном транзисторе. Память ROM используется не только в компьютерах, но и в других электронных устройствах, таких как контроллеры, микропечи, стиральные машины и т. Д.
Семейство ROM разработано с набором ячеек памяти. Каждая ячейка памяти содержит биполярный или полевой МОП-транзистор в зависимости от типа памяти.
Типы доступных чипов RAM
Семейство RAM включает в себя два важных устройства памяти, которые
Статическая оперативная память (SRAM)
Модуль статической оперативной памяти - это тип ОЗУ, который сохраняет биты данных в своей памяти, пока подается питание. SRAM не нужно периодически обновлять. Статическая RAM обеспечивает более быстрый доступ к данным и дороже DRAM.
Статическая память с произвольным доступом (SRAM)
Каждый бит в SRAM хранится в четырех транзисторах, которые образуют два перекрестно связанных инвертора. Два дополнительных транзисторы - типы служат для управления доступом к ячейкам памяти во время операций чтения и записи. Обычно SRAM использует шесть транзисторов для хранения каждого бита памяти. Эти ячейки памяти имеют два стабильных состояния, которые используются для обозначения «0» и «1».
Преимущества:
- Внешняя SRAM обеспечивает большую емкость памяти, чем встроенная память.
- Устройства SRAM могут быть даже меньшей и большей емкости.
- SRAM обычно имеют очень низкую задержку и высокую производительность.
- Память SRAM может быть сконструирована и подключена очень легко по сравнению с другими модулями памяти.
Приложения:
- Внешняя SRAM весьма эффективна в качестве более быстрого буфера для блока данных среднего размера. Вы можете использовать внешнюю SRAM для буферизации данных, которые не помещаются во встроенную память и требуют меньшей задержки, чем та, что обеспечивает DRAM.
- Если вашей системе требуется блок памяти размером более 10 МБ, вы можете рассмотреть различные типы памяти, такие как SRAM.
Динамическая память с произвольным доступом:
Динамическая оперативная память - это тип модуля ОЗУ, в котором каждый бит данных хранится на отдельном конденсаторе. Это эффективный способ хранения данных в памяти, поскольку для хранения данных требуется меньше физического пространства.
Оперативная память с динамическим доступом (DRAM)
DRAM определенного размера может содержать больше данных, чем микросхема SRAM того же размера. Конденсаторы в DRAM необходимо постоянно заряжать, чтобы поддерживать их заряд. Это причина, по которой DRAM требует больше энергии.
Каждая микросхема памяти DRAM состоит из ячеек памяти или ячеек памяти. Он состоит из конденсатора и транзистора, которые могут находиться в активном или неактивном состоянии. Каждая ячейка DRAM называется битом.
Когда ячейка DRAM сохраняет значение в активном состоянии «1», заряд находится в высоком состоянии. Когда ячейка DRAM сохраняет значение в неактивном состоянии «0», заряд ниже определенного уровня.
Преимущества:
- Емкость очень высокая
- Это недорогое устройство
Приложения:
- Он используется для хранения большого блока данных
- Используется при выполнении кода микропроцессора.
- Приложения, в которых требуется доступ к памяти с малой задержкой.
Типы памяти ROM
Различные типы памяти в семействе ROM включают четыре важных устройства памяти, а именно:
Программируемая постоянная память:
Программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ) может быть изменено пользователем только один раз. ППЗУ изготавливается с серией предохранителей. Чип программируется программатором ППЗУ, при этом некоторые предохранители перегорели. Открытые предохранители считываются как единицы, а сгоревшие предохранители читаются как нули.
Программируемая постоянная память
Стираемая программируемая постоянная память только для чтения:
Стираемая программируемая постоянная память только для чтения
Стираемая программируемая постоянная память только для чтения - это один из специальных типов модулей памяти, который можно программировать любое количество раз для исправления ошибок. Он может сохранять свое содержимое до воздействия ультрафиолета.
Ультрафиолет стирает его содержимое, позволяя программировать память. Для записи и стирания микросхемы памяти EPROM нам понадобится специальное устройство, называемое программатором PROM.
EPROM программируется путем нагнетания электрического заряда на небольшой кусок поликремниевого металла, известный как плавающий затвор, который расположен в ячейке памяти. Когда в этих воротах присутствует заряд, ячейка запрограммирована, т.е. память содержит «0». Когда в затворе нет заряда, ячейка не запрограммирована, т.е. память содержит «1».
Электрическая стираемая программируемая постоянная память :
EEPROM - это модифицированная пользователем микросхема памяти только для чтения, которую можно стирать и программировать несколько раз.
Электрически стираемая программируемая постоянная память
Эти устройства памяти используются в компьютерах и других электронных устройствах для хранения небольшого количества данных, которые необходимо сохранить при отключении источника питания. Содержимое EEPROM стирается при воздействии на него электрического заряда.
Данные EEPROM сохраняются и удаляются по 1 байту данных за раз. Для модификации EEPROM не нужно снимать с компьютера. Для смены контента не требуется дополнительное оборудование.
Современная EEPROM позволяет выполнять многобайтовые операции со страницами и имеет ограниченный срок службы. EEPROM может иметь от 10 до 1000 циклов записи. Когда количество операций записи завершено, EEPROM перестает работать.
EEPROM - это запоминающее устройство, которое может быть реализовано с меньшим количеством стандартов в конструкции ячеек. Наиболее распространенная ячейка состоит из двух транзисторов. Транзистор памяти имеет плавающий датчик, аналогичный СППЗУ. У EEPROM есть два семейства: последовательное EEPROM и параллельное EEPROM. Параллельная EEPROM быстрее и дешевле, чем последовательная память.
Флэш-память:
Флэш-память - это наиболее широко используемое устройство для электроники и компьютерных устройств. Флэш-память относится к особым типам памяти, которую можно стирать и запрограммировать с помощью блока данных. Флэш-память хранит данные даже при полном отключении питания. Флэш-память популярна, потому что работает быстрее и эффективнее, чем EEPROM.
Флэш-память
Модуль флэш-памяти рассчитан примерно на 100000 -10000000 циклов записи. Основное ограничение флэш-памяти - это количество раз, когда данные могут быть записаны в нее. Данные можно читать из флэш-памяти сколько угодно раз, но после определенного количества операций записи они перестанут работать.
Встроенная память
Под памятью на кристалле понимается любой модуль памяти, такой как ОЗУ, ПЗУ или другие запоминающие устройства, но физически выходящий из микроконтроллера. Разные микроконтроллеры -типы как и микроконтроллер 8051 имеет ограниченную память встроенного ПЗУ. Однако он имеет возможность расширения до 64 КБ внешней памяти ПЗУ и до 64 КБ внешней оперативной памяти.
Встроенная память
Вывод / EA используется для управления внешней и внутренней памятью микроконтроллера. Если вывод / EA подключен к 5V, данные загружаются во внутреннюю память микроконтроллера или из нее. Когда вывод / EA подключен к земле, данные загружаются во внешнюю память или из нее.
Я надеюсь, что к настоящему времени вы должны иметь четкое представление о различных типах памяти. Вот основной вопрос для вас - какой тип ПЗУ и ОЗУ обычно используется для разработки любой встроенной системы и почему?
Дайте свои ответы в разделе комментариев ниже.
Фото:
Различные типы модулей памяти по klbict
Модуль энергозависимой памяти-RAM от Викимедиа
Модуль энергонезависимой памяти - ПЗУ гнездо
Статическая оперативная память от 2.bp.blogspot
Динамическая память с произвольным доступом от прямая промышленность
Программируемая память только для чтения тук
Стираемая программируемая постоянная память только для чтения qcwo
Электрическое стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство от летучие мыши
Флэш-память от зашифрованный-tbn1.gstatic
