第五章嵌入式系统的片外存储系统

1、嵌入式微处理器系统及应用嵌入式微处理器系统及应用第五章第五章 嵌入式系统的片外存储系统嵌入式系统的片外存储系统概述概述 片外存储器片外存储器ROM-NOR Flash,Nand Flash,EEPROMRAM-RAM,SDRAM,DDR SDRAM电子存储器电子存储器-SD,MMC,xD,CF,MS微硬盘微硬盘主要内容主要内容 RAMRAM的分类及特点的分类及特点 ROMROM的分类及特点的分类及特点 电子存储器介绍电子存储器介绍 微硬盘介绍微硬盘介绍 RAM SRAMSRAM 工作原理 T1T4组成一个双稳态触发器。Q=0（或=1）这一稳定状态表示二进制“0”，另一稳定状态Q=1（或=0）表

2、示二进制“1”。T5、T6：行选通门(每个存储单元一对选通门)，受地址译码信号控制的；T7、T8：列选通门(每列存储单元一对选通门)，受列选信号控制。存储的数据通过数据线T5/T6、D/-D和T7/T8传输到外部引线I/O和-I/O，D和-D称为位线，I/O和-I/O称为数据线 Vcc（+5V）行选线XT4T3T5T1T2T7T8QQD位线位线D列选线YI/OI/OT6 RAM SRAMSRAM 组成结构X X地址译码器输出端提供地址译码器输出端提供X0X63X0X63共共6464条行选线，每一行条行选线，每一行选线接在同一行中的选线接在同一行中的6464个存储个存储电路的行选端，为该行电路的

3、行选端，为该行6464个行个行选端提供行选信号；选端提供行选信号；Y Y地址译码器输出端提供地址译码器输出端提供Y0Y63Y0Y63共共6464条列选线，同一列条列选线，同一列的的6464个存储电路共用一条位线，个存储电路共用一条位线，由列选线控制该位线与由列选线控制该位线与I/OI/O数数据线的连通据线的连通 RAM SRAMSRAM 特点 SRAM的基本结构是一个双稳态电路，只要写电路不工作，电路就保持现状，不存在刷新的问题，一个SRAM基本单元包括6个晶体管和2个电阻。它不是通过利用电容充放电的特性来存储数据，而是利用设置晶体管的状态来决定逻辑状态同微处理器中的逻辑状态一样。读取操作对于

4、SRAM不是破坏性的，所以SRAM不存在刷新的问题，存取速度快 RAM SRAMSRAM 芯片结构-W2465 RAM SRAMSRAM 用途 因为价格比较昂贵，而且容量很小，所以SRAM一般作为系统内部的高速缓存或者某些处理器的外部扩展存储器 RAMDRAMDRAM工作原理工作原理读操作读操作 行地址译码选中某一行，该行上所有基本行地址译码选中某一行，该行上所有基本存储电路中的管子存储电路中的管子T全导通，于是连在每全导通，于是连在每一列上的刷新放大器读取该行上各列电容一列上的刷新放大器读取该行上各列电容C的电压；的电压； 刷新放大器灵敏度高，将读得的电压放大刷新放大器灵敏度高，将读得的电压

5、放大整形成逻辑整形成逻辑“0”或或“1”的电平；的电平； 对列地址进行译码产生列选信号，列选信对列地址进行译码产生列选信号，列选信号将被选行中该列的基本存储电路内容读号将被选行中该列的基本存储电路内容读出送到芯片的数据出送到芯片的数据I/O线上。线上。写操作写操作相应行、列选择线为相应行、列选择线为“1”，数据，数据I/O线上的信息线上的信息经刷新放大器驱动后再通过经刷新放大器驱动后再通过T管加到电容管加到电容C上。上。刷新刷新在读写过程中，某条行选线为在读写过程中，某条行选线为“1”，该行，该行上所有基本存储电路都被选通，由刷新放上所有基本存储电路都被选通，由刷新放大器读取电容大器读取电容C

6、上电压；上电压；对非写的存储电路，刷新放大器读出、放大、对非写的存储电路，刷新放大器读出、放大、驱动之后又立即对之重写，进行刷新驱动之后又立即对之重写，进行刷新(又称又称再生再生)，维持电容，维持电容C上的电荷，保持该存储上的电荷，保持该存储电路中的内容（即状态）不变；电路中的内容（即状态）不变；电容电容C是是MOS管的极间电容，容量很小，读出管的极间电容，容量很小，读出时电容时电容C上的电荷被寄生的分布电容分泄，因此上的电荷被寄生的分布电容分泄，因此读出后原来读出后原来C上的电压变得极小，是破坏性读出，上的电压变得极小，是破坏性读出，读后必须重写读后必须重写 RAM DRAMDRAM 结构

7、由单管存储元件组成的DRAM存储矩阵简图，共有16384个存储单元，每个存储单元只有一个存储元件，故存储容量为16K1。它需要14位地址码。分成X地址码（7位）和Y地址译码（7位）来共同选择所需的存储单元 RAM DRAMDRAM 特点 DRAM的速度比SRAM慢，但是由于结构比SRAM简单，所以相同容量的DRAM体积比SRAM小，所以价格便宜。一个DRAM 单元由一个晶体管和一个小电容组成。晶体管通过小电容的电压来保持断开、接通状态。当小电容有电时，晶体管接通表示l；当小电容没电时，晶体管断开表示0。所以DRAM 中存储的数据需要不断地刷新。存取速度相对SRAM较慢。 RAM DRAMDRA

8、M 用途早期主要用于显卡，声卡，硬盘等作为缓存，也用于PC系统作为主内存，由于速度和容量的原因，现在已经淘汰。 RAM SDRAMSDRAM 特点 SDRAM(Synchronous DRAMSDRAM(Synchronous DRAM：同步：同步DRAM)DRAM)是广泛应用是广泛应用于计算机中的高速大容量存储器，在相当长时期内是存于计算机中的高速大容量存储器，在相当长时期内是存储器市场的主流。储器市场的主流。 前述的前述的DRAMDRAM是非同步存取存储器，在存取数据时必是非同步存取存储器，在存取数据时必须等待若干时钟周期才能接受和发送数据，如须等待若干时钟周期才能接受和发送数据，如FPM

9、 DRAMFPM DRAM和和EDO DRAMEDO DRAM须分别等待须分别等待3 3个和个和2 2个时钟周期。这种等待限个时钟周期。这种等待限制了存储器的数据传输速率，制了存储器的数据传输速率，DRAMDRAM的速率不能超过的速率不能超过66MHz66MHz。 SDRAMSDRAM在同步脉冲控制下工作，和微处理器共享一在同步脉冲控制下工作，和微处理器共享一个时钟周期，在理论上可与微处理器外频同步。多数个时钟周期，在理论上可与微处理器外频同步。多数SDRAMSDRAM搭配运行的时钟频率为搭配运行的时钟频率为66MHz66MHz133MHz133MHz，存取时间，存取时间为为15ns15ns7

10、ns 7ns RAM SDRAMSDRAM W981216芯片结构 4组存储体，每组为2Mx16，因此128Mb呈现2M16位4组的形式 RAM SDRAMSDRAM 用途 SDRAM以前也曾经作为PC系统的主内存和显卡、声卡等的缓存，现在也同样因为速度、带宽等不能满足需要而逐步被PC系统淘汰。但是在嵌入式系统中目前应用非常广泛，是目前嵌入式系统的首选存储类型。 RAM DDR SDRAMDDR SDRAM 特点DDR DDR 从它的英文名称从它的英文名称Double Data RateDouble Data Rate上面就能看出他上面就能看出他的含义，简单的说就是双倍传输速率的的含义，简单的

11、说就是双倍传输速率的SDRAMSDRAM。普通。普通SDRAMSDRAM内内存的工作方式是在一个时钟周期的上升沿触发进行工作。也存的工作方式是在一个时钟周期的上升沿触发进行工作。也就是说在一个时钟周期内，内存将工作一次。而就是说在一个时钟周期内，内存将工作一次。而DDRDDR的技术使的技术使得内存可以在每一个时钟周期的上升沿和下降沿分别触发一得内存可以在每一个时钟周期的上升沿和下降沿分别触发一次，这样就使得在一个时钟周期内内存可以工作两次，这样次，这样就使得在一个时钟周期内内存可以工作两次，这样就使得就使得DDRDDR内存在相同的时间内能够完成普通内存两倍的工作内存在相同的时间内能够完成普通内

12、存两倍的工作量。量。利用时钟的上升沿和下降沿各传输一次数据（一般的利用时钟的上升沿和下降沿各传输一次数据（一般的SDRAMSDRAM仅允许在上升沿传输数据），这样仅允许在上升沿传输数据），这样DDR SDRAM DDR SDRAM 就可以在就可以在一个时钟周期传输两次数据，所以理论上具有一个时钟周期传输两次数据，所以理论上具有 SDRAM SDRAM 内存两内存两倍的带宽。实际工作时，倍的带宽。实际工作时，DDR DDR 并不会比并不会比SDRAM SDRAM 快整整两倍。快整整两倍。在现阶段的系统条件下，在现阶段的系统条件下，DDR DDR 内存通常比内存通常比SDRAM SDRAM 内存快

13、内存快5 5，而在一些与内存带宽密切相关的软件应用中而在一些与内存带宽密切相关的软件应用中DDR DDR 才能够发挥才能够发挥作用，增加的效能可能达到作用，增加的效能可能达到3030之多之多 RAM DDR SDRAMDDR SDRAM 芯片结构 RAM DDR SDRAMDDR SDRAM 用途DDR SDRAMDDR SDRAM目前已经普遍用于桌面目前已经普遍用于桌面PCPC系统作为系统作为主要内存使用，对速度和性能要求较高的嵌入式主要内存使用，对速度和性能要求较高的嵌入式系统也开始采用系统也开始采用DDR SDRAMDDR SDRAM作为内存。比如网络设作为内存。比如网络设备，音视频处理

14、设备等。备，音视频处理设备等。 RAMRAMRAM芯片的选型和组合应用芯片的选型和组合应用 RAM的选型 需要根据处理器支持的类型和软件需要的空间来确定内存芯片需要根据处理器支持的类型和软件需要的空间来确定内存芯片具体参数。一般主要考虑以下几方面：具体参数。一般主要考虑以下几方面：确定处理器支持哪些类型的确定处理器支持哪些类型的RAMRAM，比如飞利浦的很多处理器只能，比如飞利浦的很多处理器只能支持外接支持外接SRAMSRAM作为内存，而三星公司的一般都可以支持作为内存，而三星公司的一般都可以支持SRAMSRAM、SDRAMSDRAM等类型。如果应用程序很小，可以选择可外接等类型。如果应用程序

15、很小，可以选择可外接SRAMSRAM的处理器，的处理器，从而简化硬件设计。而如果应用程序很大，需要很多的内存，则从而简化硬件设计。而如果应用程序很大，需要很多的内存，则采用采用SRAMSRAM的成本就很高，此种情况就需要采用可外接的成本就很高，此种情况就需要采用可外接SDRAMSDRAM或或DDR DDR SDRAMSDRAM的处理器和内存芯片。的处理器和内存芯片。确定系统总线的数据位数。根据系统的数据处理能力，确定系统总线的数据位数。根据系统的数据处理能力，PCBPCB空间空间和成本进行综合考虑。如果对系统运行速度要求不高，可以采用和成本进行综合考虑。如果对系统运行速度要求不高，可以采用16

16、16位接口的单片芯片来完成（相对于位接口的单片芯片来完成（相对于3232位的处理器），这样可以位的处理器），这样可以节约大量的节约大量的PCBPCB空间用于其他用途。如果系统对性能要求很高，则空间用于其他用途。如果系统对性能要求很高，则可以选择可以选择3232位接口芯片或采用两片位接口芯片或采用两片1616位芯片进行组合。位芯片进行组合。确定所需的确定所需的RAMRAM容量。根据程序运行的空间需求进行选择，比如容量。根据程序运行的空间需求进行选择，比如2MB2MB，4MB4MB，8MB8MB等。等。 RAMRAMRAM芯片的选型和组合应用芯片的选型和组合应用 RAM的组合应用单片16位SRAM

17、组成16位数据宽度 RAMRAMRAM芯片的选型和组合应用芯片的选型和组合应用 RAM的组合应用两片16位SRAM组成32位数据宽度 RAMRAMRAM芯片的选型和组合应用芯片的选型和组合应用 RAM的组合应用单片16位SDRAM组成16位数据宽度 RAMRAMRAM芯片的选型和组合应用芯片的选型和组合应用 RAM的组合应用两片16位SDRAM组成32位数据宽度 主要内容主要内容 RAMRAM的分类及特点的分类及特点 ROMROM的分类及特点的分类及特点 电子存储器介绍电子存储器介绍 微硬盘介绍微硬盘介绍ROM NOR FlashNOR Flash 工作原理ROM NOR FlashNOR F

18、lash 特点NOR flashNOR flash不需要改变电压就可以进行擦除，通常通不需要改变电压就可以进行擦除，通常通过过WPWP（Write protectWrite protect，写保护）信号进行操作。具有，写保护）信号进行操作。具有EEPROMEEPROM和和RAMRAM的特点，读写速度快，写入数据后断电不丢的特点，读写速度快，写入数据后断电不丢失。失。ROM NOR FlashNOR Flash 芯片结构ROM NOR FlashNOR Flash 应用NOR flashNOR flash因为可以直接执行代码，而且存取速度很因为可以直接执行代码，而且存取速度很快，一般用于嵌入式系

19、统中存放引导程序和应用程序。快，一般用于嵌入式系统中存放引导程序和应用程序。NOR flashNOR flash的组合应用与的组合应用与RAMRAM类似，也可以根据系统需类似，也可以根据系统需要，将要，将8 8位的位的flashflash组合为组合为1616位或者位或者3232位使用。位使用。ROM NAND FlashNAND Flash 内部结构ROM NAND FlashNAND Flash 特点优点：硬件接口简单，总共只需要优点：硬件接口简单，总共只需要1010几根信号线，容几根信号线，容量大，目前单片可以达到几个量大，目前单片可以达到几个GbGb，远远超过，远远超过NOR flash

20、NOR flash，价格便宜，读写速度快。价格便宜，读写速度快。缺点：必须处理器的专用接口才能作为引导器件，存缺点：必须处理器的专用接口才能作为引导器件，存取方式相对复杂，芯片容易存在缺陷，一般需要采用取方式相对复杂，芯片容易存在缺陷，一般需要采用ECCECC算法进行校验。算法进行校验。 ROM NAND FlashNAND Flash 读操作在初始上电时，器件进入缺省的在初始上电时，器件进入缺省的“读方式读方式1 1模式模式”。在这一模式下，页读操作通过将在这一模式下，页读操作通过将00h00h指令写入指令寄存器，指令写入指令寄存器，接着写入接着写入3 3个地址个地址(1(1个列地址，个列地

21、址，2 2个行地址个行地址) )来启动。一旦来启动。一旦页读指令被器件锁存，下面的页读操作就不需要再重复写页读指令被器件锁存，下面的页读操作就不需要再重复写入指令了。入指令了。写入指令和地址后，处理器可以通过对信号线写入指令和地址后，处理器可以通过对信号线R/BR/B的的分析来判断该操作是否完成。如果信号为低电平，表示器分析来判断该操作是否完成。如果信号为低电平，表示器件正件正“忙忙”; ;为高电平，说明器件内部操作完成，要读取为高电平，说明器件内部操作完成，要读取的数据被送入了数据寄存器。外部控制器可以在以的数据被送入了数据寄存器。外部控制器可以在以50ns50ns为为周期的连续周期的连续R

22、ERE脉冲信号的控制下，从脉冲信号的控制下，从I/OI/O口依次读出数据。口依次读出数据。连续页读操作中，输出的数据是从指定的列地址开始，直连续页读操作中，输出的数据是从指定的列地址开始，直到该页的最后到该页的最后- -个列地址的数据为止。个列地址的数据为止。 ROMNAND FlashNAND Flash写操作K9F1208UOBK9F1208UOB的写入操作也以页为单位。写入必须在擦除之后，否则写入的写入操作也以页为单位。写入必须在擦除之后，否则写入将出错。将出错。页写入周期总共包括页写入周期总共包括3 3个步骤：写入串行数据输入指令个步骤：写入串行数据输入指令(80h)(80h)，然后写

23、入，然后写入3 3个字节的地址信息，最后串行写入数据。串行写入的数据最多为个字节的地址信息，最后串行写入数据。串行写入的数据最多为528528字节，它字节，它们首先被写入器件内的页寄存器，接着器件进入一个内部写入过程，将数据们首先被写入器件内的页寄存器，接着器件进入一个内部写入过程，将数据从页寄存器写入存储宏单元。从页寄存器写入存储宏单元。串行数据写入完成后，需要写入串行数据写入完成后，需要写入“页写入确认页写入确认”指令指令10h10h，这条指令将初，这条指令将初始化器件的内部写入操作。如果单独写入始化器件的内部写入操作。如果单独写入10h10h而没有前面的步骤，则而没有前面的步骤，则10h

24、10h不起不起作用。作用。10h10h写入之后，写入之后，K9F1208UOBK9F1208UOB的内部写控制器将自动执行内部写入和校验的内部写控制器将自动执行内部写入和校验中必要的算法和时序，这时系统控制器就可以去做其他的事了。中必要的算法和时序，这时系统控制器就可以去做其他的事了。内部写入操作开始后，器件自动进入内部写入操作开始后，器件自动进入“读状态寄存器读状态寄存器”模式。在这一模模式。在这一模式下，当式下，当RERE和和CECE为低电平时，系统可以读取状态寄存器。可以通过检测为低电平时，系统可以读取状态寄存器。可以通过检测R/BR/B的的输出，或读状态寄存器的状态位输出，或读状态寄存

25、器的状态位(I/O 6)(I/O 6)来判断内部写入是否结束。在器件进来判断内部写入是否结束。在器件进行内部写入操作时，只有读状态寄存器指令和复位指令会被响应。当页写入行内部写入操作时，只有读状态寄存器指令和复位指令会被响应。当页写入操作完成，应该检测写状态位操作完成，应该检测写状态位(I/O 0)(I/O 0)的电平。的电平。内部写校验只对没有成功地写为内部写校验只对没有成功地写为0 0的情况进行检测。指令寄存器始终保持的情况进行检测。指令寄存器始终保持着读状态寄存器模式，直到其他有效的指令写入指令寄存器为止。着读状态寄存器模式，直到其他有效的指令写入指令寄存器为止。 ROM NAND Fl

26、ashNAND Flash 块擦除擦除操作是以块为单位进行的。擦除的启动指令为擦除操作是以块为单位进行的。擦除的启动指令为60h60h，块地址的输入通过两个时钟周期完成。这时只有地，块地址的输入通过两个时钟周期完成。这时只有地址位址位A14A14到到A24A24是有效的，是有效的，A9A9到到A13A13则被忽略。块地址载入则被忽略。块地址载入之后执行擦除确认指令之后执行擦除确认指令D0hD0h，它用来初始化内部擦除操作。，它用来初始化内部擦除操作。擦除确认命令还用来防止外部干扰产生擦除操作的意外情擦除确认命令还用来防止外部干扰产生擦除操作的意外情况。器件检测到擦除确认命令输入后，在况。器件检

27、测到擦除确认命令输入后，在WEWE的上升沿启动的上升沿启动内部写控制器开始执行擦除和擦除校验。内部擦除操作完内部写控制器开始执行擦除和擦除校验。内部擦除操作完成后，检测写状态位成后，检测写状态位(I/O 0)(I/O 0)，从而了解擦除操作是否有，从而了解擦除操作是否有错误发生。错误发生。 ROM NAND FlashNAND Flash 读状态寄存器K9F1208UOBK9F1208UOB包含一个状态寄存器，该寄存器反应了写包含一个状态寄存器，该寄存器反应了写入或擦除操作是否完成，或写入和擦除操作是否无错。写入或擦除操作是否完成，或写入和擦除操作是否无错。写入入70h70h指令，启动读状态寄

28、存器周期。状态寄存器的内容指令，启动读状态寄存器周期。状态寄存器的内容将在将在CECE或或RERE的下降沿处送出至的下降沿处送出至I/OI/O端口。端口。器件一旦接收到读状态寄存器的指令，它就将保持状器件一旦接收到读状态寄存器的指令，它就将保持状态寄存器在读状态，直到有其他的指令输入。因此，如果态寄存器在读状态，直到有其他的指令输入。因此，如果在任意读操作中采用了状态寄存器读操作，则在连续页读在任意读操作中采用了状态寄存器读操作，则在连续页读的过程中，必须重发的过程中，必须重发00h00h或或50h50h指令。指令。ROM NAND FlashNAND Flash 读器件IDK9F1208UO

29、BK9F1208UOB器件具有一个产品鉴定识别码器件具有一个产品鉴定识别码(ID)(ID)，系统控制器可以读出这个，系统控制器可以读出这个IDID，从而起到识，从而起到识别器件的作用。读别器件的作用。读IDID的步骤是：写入的步骤是：写入90h90h指令，然指令，然后写入一个地址后写入一个地址00h00h。在两个读周期下，厂商代码。在两个读周期下，厂商代码和器件代码将被连续输出至和器件代码将被连续输出至I/OI/O口。口。同样，一旦进入这种命令模式，器件将保持同样，一旦进入这种命令模式，器件将保持这种命令状态，直到接收到其他的指令为止。这种命令状态，直到接收到其他的指令为止。 ROM NAND

30、 FlashNAND Flash 复位器件提供一个复位器件提供一个复位(RESET)(RESET)指令，通过向指令寄存器指令，通过向指令寄存器写入写入FFhFFh来完成对器件的复位。当器件处于任意读模式、来完成对器件的复位。当器件处于任意读模式、写入或擦除模式的忙状态时，发送复位指令可以使器件中写入或擦除模式的忙状态时，发送复位指令可以使器件中止当前的操作，正在被修改的存储器宏单元的内容不再有止当前的操作，正在被修改的存储器宏单元的内容不再有效，指令寄存器被清零并等待下一条指令的到来。当效，指令寄存器被清零并等待下一条指令的到来。当WPWP为为高时，状态寄存器被清为高时，状态寄存器被清为C0h

31、C0h。 ROM NAND FlashNAND Flash 应用NAND flashNAND flash因为其容量大，成本低，目前已广泛用于因为其容量大，成本低，目前已广泛用于嵌入式产品中包括数码相机、嵌入式产品中包括数码相机、MP3MP3随身听记忆卡、体积小随身听记忆卡、体积小巧的巧的U U盘、以及固态硬盘等产品中。盘、以及固态硬盘等产品中。ROM NAND flashNAND flash和和NOR flashNOR flash的性能、可靠性对比的性能、可靠性对比ROM NOR FlashNOR Flash的原理及特点的原理及特点 NAND FlashNAND Flash的原理及特点的原理及

32、特点 EPROMEPROM原理及特点原理及特点 EEPROMEEPROM原理及特点原理及特点 FRAMFRAM原理及特点原理及特点 ROM EPROMEPROM 内部结构输入的地址信号在芯片内部被分为输入的地址信号在芯片内部被分为X X，Y Y两块，分别对两块，分别对应存储矩阵的行和列，用于选中唯一的一个地址单元，然应存储矩阵的行和列，用于选中唯一的一个地址单元，然后在后在CECE和和OEOE的驱动下从的驱动下从O0-O7O0-O7输出相应数据。输出相应数据。ROM EPROMEPROM 特点EPROMEPROM（Erasable Programmable ROMErasable Progra

33、mmable ROM，可擦除可编程，可擦除可编程ROMROM）芯片可重复擦除和写入，解决了）芯片可重复擦除和写入，解决了PROMPROM芯片只能写入芯片只能写入一次的弊端。一次的弊端。EPROMEPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，的陶瓷封装上， 开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROMEPROM擦除器。擦除器。EPROM

34、EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=12VPP=1224V24V，随不同的芯片型号而定）。随不同的芯片型号而定）。ROM EPROMEPROM 应用EPROMEPROM早期主要作为处理器的外部扩展存储器以及早期主要作为处理器的外部扩展存储器以及PCPC上的上的BIOSBIOS存储器，但是因为要用紫外线通过特殊设备才能存储器，但是因为要用紫外线通过特殊设备才能擦除，所以后续逐渐被擦除，所以后续逐渐被EEPROMEEPROM所取代。所取代。ROM EEPROMEEPRO

35、M 工作原理EEPROMEEPROM的写入过程是利用了隧的写入过程是利用了隧道效应，即能量小于能量势垒的电道效应，即能量小于能量势垒的电子能够穿越势垒到达另一边。量子子能够穿越势垒到达另一边。量子力学认为物理尺寸与电子自由程相力学认为物理尺寸与电子自由程相当时，电子将呈现波动性，这里就当时，电子将呈现波动性，这里就是表明物体要足够的小。就是表明物体要足够的小。就pnpn结来结来看，当看，当p p和和n n的杂质浓度达到一定水的杂质浓度达到一定水平时，并且空间电荷极少时，电子平时，并且空间电荷极少时，电子就会因隧道效应向导带迁移。电子就会因隧道效应向导带迁移。电子的能量处于某个级别允许级别的范的

36、能量处于某个级别允许级别的范围称为围称为“带带”，较低的能带称为价，较低的能带称为价带，较高的能带称为导带。带，较高的能带称为导带。 ROM EEPROMEEPROM 特点EEPROMEEPROM可以在系统进行编程，也可以根据需要进行多可以在系统进行编程，也可以根据需要进行多次擦除和修改，数据写入之后即使断电也不会丢失。一般次擦除和修改，数据写入之后即使断电也不会丢失。一般可反复擦写可反复擦写1010万次左右。万次左右。ROM EEPROMEEPROM 应用因为容量不是很大，所以因为容量不是很大，所以EEPROMEEPROM主要用于系统中存放主要用于系统中存放引导程序、配置参数、需要修改的数据

37、等。引导程序、配置参数、需要修改的数据等。ROM FRAMFRAM 工作原理铁电存储器（铁电存储器（FRAMFRAM）是近年来新出现的一种读写速度）是近年来新出现的一种读写速度非常快的存储器，它可以兼容非常快的存储器，它可以兼容RAMRAM的一切功能，并且和的一切功能，并且和ROMROM技术一样，是一种非易失性的存储器。技术一样，是一种非易失性的存储器。当一个电场被加到铁电晶体时，中心原子顺着电场的当一个电场被加到铁电晶体时，中心原子顺着电场的方向在晶体里移动。当原子移动时，它通过一个能量壁垒，方向在晶体里移动。当原子移动时，它通过一个能量壁垒，从而引起电荷击穿。内部电路感应到电荷击穿并设置存

38、储从而引起电荷击穿。内部电路感应到电荷击穿并设置存储器。移去电场后，中心原子保持不动，存储器的状态也得器。移去电场后，中心原子保持不动，存储器的状态也得以保存。铁电存储器不需要定时更新，掉电后数据能够继以保存。铁电存储器不需要定时更新，掉电后数据能够继续保存，速度快而且不容易写坏。续保存，速度快而且不容易写坏。ROM FRAMFRAM 芯片结构128x32FRAM 阵列阵列数据锁存器数据锁存器地址锁存器地址锁存器计数器计数器串并转换器串并转换器控制逻辑控制逻辑8SDASCLWPA1A2ROM FRAMFRAM 特点铁电存储器能兼容铁电存储器能兼容RAMRAM的一切功能，并且和的一切功能，并且和

39、ROMROM技术一技术一样，是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储样，是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁-一种非易失性的一种非易失性的RAMRAM。铁电存储器在性能方面与铁电存储器在性能方面与EEPRONEEPRON和和FlashFlash相比有三点优势相比有三点优势之处：之处：首先，铁电存储器的读写速度更快。与其它存储器相首先，铁电存储器的读写速度更快。与其它存储器相比，铁电存储器写入时几乎不需要等待时间，而比，铁电存储器写入时几乎不需要等待时间，而EEPROMEEPROM一一般需要几毫秒。读的速度同样也很快，和

40、写操作在速度上般需要几毫秒。读的速度同样也很快，和写操作在速度上几乎没有太大的区别。几乎没有太大的区别。其次，其次，FRAMFRAM存储器几乎可以无限次擦写，而存储器几乎可以无限次擦写，而EEPROMEEPROM则则一般只能进行几十万次到一般只能进行几十万次到100100万次的擦写。万次的擦写。 ROM FRAMFRAM 应用FRAMFRAM主要用于对反复擦写次数要求高，读写速度快的主要用于对反复擦写次数要求高，读写速度快的场合。应用领域也越来越广泛，比如仪器仪表、汽车、场合。应用领域也越来越广泛，比如仪器仪表、汽车、通信等。通信等。主要内容主要内容 RAMRAM的分类及特点的分类及特点 RO

41、MROM的分类及特点的分类及特点 电子存储器介绍电子存储器介绍 微硬盘介绍微硬盘介绍电子存储器电子存储器 CFCF卡介绍卡介绍Compact FlashCompact Flash的诞生比较早，由最大的诞生比较早，由最大的的Flash MemoryFlash Memory卡厂商之一美国的卡厂商之一美国的SanDiskSanDisk于于19941994年首次推出。年首次推出。Compact FlashCompact Flash的大小的大小仅为仅为43mm 43mm 36mm 36mm 3.3mm 3.3mm（火柴盒般大（火柴盒般大小），体积只有小），体积只有PCMCIAPCMCIA卡的卡的1/41

42、/4，看起来就，看起来就像是像是PCMCIAPCMCIA卡的缩小版。卡的缩小版。CompactFlashCompactFlash提供了完整的提供了完整的PCMCIA-ATAPCMCIA-ATA功能而且通过功能而且通过ATA/ATAPI-4ATA/ATAPI-4兼容兼容TrueIDETrueIDE。和和6868针接口的针接口的PCMCIAPCMCIA卡不同，同样遵从卡不同，同样遵从ATAATA协议的协议的CompactFlashCompactFlash的接口只有的接口只有5050针针目前目前CFCF的最大容量是的最大容量是32GB32GB，最高传输速，最高传输速率为率为20MB/s20MB/s。

43、 电子存储器电子存储器 CFCF卡缺点卡缺点由于由于CFCF采用采用IDEIDE接口，信号引脚多，体积大（有火柴接口，信号引脚多，体积大（有火柴盒大小），所以限制了其在小型设备上，如盒大小），所以限制了其在小型设备上，如mp3mp3，手机，手机，相机等的使用。相机等的使用。电子存储器电子存储器 MMCMMC卡介绍卡介绍 MMCMMC（MultiMedia CardMultiMedia Card）卡由西门子公司和首推）卡由西门子公司和首推CFCF的的SanDiskSanDisk于于19971997年推出。年推出。19981998年年1 1月十四家公司联月十四家公司联合成立了合成立了MMCMMC协

44、会（协会（MultiMedia Card AssociationMultiMedia Card Association简简称称MMCAMMCA），现在会员已经有超过），现在会员已经有超过210210家，主要包括了家，主要包括了主机系统、卡、部件和连接器等的制造商。其会员分主机系统、卡、部件和连接器等的制造商。其会员分为两大类：执行会员为两大类：执行会员( (具有投票表决的权利具有投票表决的权利) )和普通会和普通会员。员。MMCMMC的发展目标主要是针对数码影像、音乐、手的发展目标主要是针对数码影像、音乐、手机、机、PDAPDA、电子书、玩具等产品，以前、电子书、玩具等产品，以前MMCMMC卡

45、号称是目卡号称是目前世界上最小的前世界上最小的Flash MemoryFlash Memory存贮卡，尺寸只有存贮卡，尺寸只有32mm 32mm x 24mm x 1.4mmx 24mm x 1.4mm。虽然比。虽然比SmartMediaSmartMedia厚，但整体体积厚，但整体体积却比却比SmartMediaSmartMedia小，而且也比小，而且也比SmartMediaSmartMedia轻，只有轻，只有1.51.5克。克。MMCMMC也是把存贮单元和控制器一同做到了卡上，也是把存贮单元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得智能的控制器使得MMCMMC保证兼容性和灵活性保证兼容性和灵活

46、性 目前目前MMCMMC卡的最大容量为卡的最大容量为4GB4GB，传输速率最高为，传输速率最高为6MB/s6MB/s电子存储器电子存储器 SDSD卡介绍卡介绍SDSD（Secure DigitalSecure Digital）卡由松下电器、东芝和）卡由松下电器、东芝和SanDiskSanDisk联合推出，联合推出，19991999年年8 8月被首次发布。月被首次发布。20002000年年2 2月月1 1日成立了日成立了SDSD协会（协会（SDASDA），成员公司超过），成员公司超过9090个，其中包括个，其中包括Hewlett-PackardHewlett-Packard，IBMIBM，Mic

47、rosoftMicrosoft，MotorolaMotorola，NECNEC、Samsung ElectronicsSamsung Electronics，Toyota Toyota MotorMotor等国际知名的半导体厂商。等国际知名的半导体厂商。 电子存储器电子存储器 SDSD卡特点卡特点目前目前SDSD卡的容量最大为卡的容量最大为32GB32GB，最高，最高传输速率为传输速率为20MB/s20MB/sSD卡卡miniSD卡卡microSD卡卡电子存储器电子存储器 SDSD卡应用卡应用SDSD卡最大的特点就是通过加密功能，保证数据卡最大的特点就是通过加密功能，保证数据资料的安全保密。资

48、料的安全保密。SDSD卡在售价方面要高于同容量卡在售价方面要高于同容量的的MMCMMC卡。卡。SDSD卡多用于卡多用于MP3MP3随身听、数码摄像机、数码相随身听、数码摄像机、数码相机等，由于机等，由于SDSD卡的体积要比卡的体积要比CFCF卡小很多，并且它卡小很多，并且它在容量、性能和价格上和在容量、性能和价格上和CFCF卡的差距越来越小，卡的差距越来越小，目前正迅速在上述市场领域获得很大的普及。目前正迅速在上述市场领域获得很大的普及。 电子存储器电子存储器SMSM卡介绍卡介绍SMSM（Smart MediaSmart Media）卡是由东芝公司）卡是由东芝公司Toshiba America

49、 Toshiba America Electronic ComponentsElectronic Components（TAECTAEC）在）在19951995年年1111月发布的月发布的Flash MemoryFlash Memory存储卡，三星公司在存储卡，三星公司在19961996年购买了生产和销售许可，这两家公司成为年购买了生产和销售许可，这两家公司成为主要的主要的SmartMediaSmartMedia厂商。厂商。为了推动为了推动SmartMediaSmartMedia成为工业标准，成为工业标准，19961996年年4 4月成立了月成立了SSFDCSSFDC论论坛（坛（SSFDCSS

50、FDC即即Solid State Floppy Disk CardSolid State Floppy Disk Card，实际上最开始时，实际上最开始时SmartMediaSmartMedia被称为被称为SSFDCSSFDC，19961996年年6 6月改名为月改名为SmartMediaSmartMedia，并成为东芝，并成为东芝的注册商标）。的注册商标）。SSFDCSSFDC论坛有超过论坛有超过150150个成员，同样包括不少大厂商，个成员，同样包括不少大厂商，如如SonySony、SharpSharp、JVCJVC、PhilipsPhilips、NECNEC、SanDiskSanDisk

51、等厂商。等厂商。SmartMediaSmartMedia卡也是市场上常见的微存储卡，一度在卡也是市场上常见的微存储卡，一度在MP3MP3播放器上非常地流行播放器上非常地流行电子存储器电子存储器 SMSM卡缺点卡缺点由于由于SMSM卡的控制电路是集成在数码产品当中，卡的控制电路是集成在数码产品当中，这使得产品的兼容性容易受到影响，所以目前新这使得产品的兼容性容易受到影响，所以目前新推出的数码相机中都已经没有采用推出的数码相机中都已经没有采用SMSM存储卡的产存储卡的产品了。品了。 电子存储器电子存储器 xDxD卡介绍卡介绍xDxD卡全称为卡全称为XD-PICTURE CARDXD-PICTURE

52、 CARD，是由富士和奥，是由富士和奥林巴斯联合推出的专为数码相机使用的小型存储林巴斯联合推出的专为数码相机使用的小型存储卡。卡。xDxD取自于取自于“Extreme DigitalExtreme Digital”，是，是“极限数极限数字字”的意思的意思 电子存储器电子存储器 xDxD卡特点卡特点 袖珍的外形尺寸，为20mm25mm1.7mm，约为2克重 优秀的兼容性，采用单面18针接口，配合各式的读卡器，可以方便地与个人电脑连接 存储容量大，其理论的最大容量可达8GB电子存储器电子存储器xDxD卡缺点卡缺点 奥林巴斯虽然在数码单反机型中支持奥林巴斯虽然在数码单反机型中支持CFCF卡，但是卡，

53、但是DCDC产品中几乎全系列采用产品中几乎全系列采用xDxD卡。刚开始卡。刚开始xDxD卡具有一卡具有一定程度上的优势，但是随着其它类型存储卡的发展，定程度上的优势，但是随着其它类型存储卡的发展，在速度、容量以及价格的竞争下，在速度、容量以及价格的竞争下，xDxD卡已经明显没卡已经明显没有了优势，有时候甚至在市场上难以找到一个有了优势，有时候甚至在市场上难以找到一个xDxD卡卡的读卡器。在这样的情况下，消费者在选择相机时，的读卡器。在这样的情况下，消费者在选择相机时，必然会考虑存储介质的问题。所以必然会考虑存储介质的问题。所以xDxD卡目前也逐步卡目前也逐步淡出了存储卡市场淡出了存储卡市场 电子存储器电子存储器Memory stickMemory stick介绍介绍 19971997年年7 7月月SonySony宣布开发宣布开发Memory StickMemory Stick，即记忆，即记忆棒。棒。Memory StickMemory Stick被很多人称