存储器-嵌入式系统如何选取存储器

big_gun

一.常用的嵌入式操作系统的存储器有哪些？

存储器大体分为两大类，一类是掉电后存储信息就会丢失，称为“易失性存储器”，另一类是掉电后存储信息依然保留，称为“非易失性存储器”,分支如下图所示：

二.各个存储器的特性，使用场景和范围？
% B0 e" ~' B' S- t% x2.1 SRAM:
: o2 @6 e; K0 n- v! U& _" _# ^
; `6 y. _& ~( [7 Y+ N" h) l- 特性：
1.SRAM利用双稳态触发器来保存信息，只要不掉电，信息是不会丢失的。
" v) y) Y% O/ W2.SRAM读取速度是目前存储器中最快的了。
; a5 ~5 W$ V% I+ s. Q3.SRAM集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高。

- 使用场景和范围：
2 Z" z' R# l5 q" D7 H: Q/ D( X一般用小容量SRAM作为更高速CPU和较低速DRAM之间的缓存。
7 M: y, K1 `. ]* ~: ]
' o, b' U) S; ?2.2 SDRAM(Synchronous DRAM):

* R1 n1 D( d, ?' X" {; {8 c# m3 M- K- 特性：
1.DRAM是利用MOS（金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的给电容充电来维持信息。
  L5 r2 ?: T' `1 K* A2.SDRAM基于双存储体结构，内含两个交错的存储阵列，当CPU从一个存储体或阵列访问数据时，另一个就已为读写数据做好了准备，通过这两个存储阵列的紧密切换，读取效率就能得到成倍的提高。
2 M3 [& m6 O! y3.SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起，使RAM和CPU能够共享一个时钟周期，以相同的速度同步工作。

- 使用场景及范围：
用于扩大程序代码存储空间、执行或计算，类似内存
/ ?, R, ~8 Q3 K7 Y
6 N" `& a* N8 C2.3 DDR SDRAM
0 E5 ]9 a0 L- Y7 I( p
- 特性：
DDR SDRAM和SDRAM是基本一样，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，使得数据传输速度加倍了。
  h' E8 L( f* @8 C* X$ k
1 n6 E, H& X  K- 使用场景及范围：
) n$ U) F+ u4 G9 ~) m一般用于需要高速缓冲大量数据系统中，如图像处理与高速数据采集等场合的系统中。

2.4 EEPROM

3 K6 ^$ t4 T& u2 T- 特性：
3 c- u& L6 |. P1.EEPROM是可以随机访问和修改任何一个字节，可以往每个bit中写入0或者1。
2.EEPROM掉电后数据不丢失，可以保持100年，可以擦写100w次。
, X1 D' `8 }! v5 r& E4 U- z3.具有较高的可靠性，但是电路复杂、成本高，因此目前的EEPROM都是几千字节，少有超过512k字节的。
: J+ t! Q7 o9 y6 Z+ {
7 U( [# i; }2 i& a: r+ M- 使用场景及范围：
2 X( }& ^5 o, B8 mEEPROM可以用来存储一些变量（配置参数及少量数据），可根据需要进行修改，并且这些变量掉电后重新上电也不会改变。
) K4 H5 `) O6 N7 l2 A
7 }; y2 l- |) g6 Y  G& p6 y2.5 NOR FLASH
5 [# O! Q2 e9 `1 V1 w5 [" U
- 特性：
1.芯片内执行(XIP，execute in place)，程序可以直接在NOR FLASH片内执行，不需要复制到RAM就可以直接运行。
2.数据线和地址线分开，可以实现ram一样的随机寻址功能，可以读取任何一个字节。
+ n" G* ]5 a" l& L' J) E% V3.NOR FLASH的读取和RAM很类型，只要能够提供数据地址，数据总线就能够正确的给出数据，但不可以直接进行写操作，写操作需要遵循特定的命令系列，最终由芯片内部的控制单元完成写操作。
4.从最小访问单元来看，NOR FLASH一般分为8位和16位（有些同时支持8位模式和16位模式）。
5.NOR FLASH的传输效率很高，在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响到它的性能。（NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为1，擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间为5s）

/ X. v# m" O, w" T- 使用场景及范围：
NOR FLASH一般只用来存储小容量的程序代码或数据存储，运行期间不允许修改。

2.6 NAND FLASH
' g2 H9 D  |% q# r7 u# i$ R
- 特性：
2 b+ O) v' H7 G  N- n4 b
1.NAND FLASH按块擦除，数据线和地址线复用，不能利用地址线随机寻址，读取只能按页来读取。
2.由于NAND FLASH引脚复用，因此读取速度比NOR FLASH慢一点，但是擦除和写入速度比NOR FLASH快很多。
+ r! @' Z* X; e2 W! I3.NAND FLASH内部电路更简单，因此数据密度大，体积小，成本也低，因此大容量的FLASH都是NAND型的。
4.使用寿命上，NAND FLASH的擦除次数是NOR的数倍。而且NAND FLASH可以标记坏块，从而使软件跳过坏块，NOR FLASH一旦损坏便无法再使用。
& t9 e. ]& b4 U
- 使用场景及范围
9 ~+ F& K/ d! |9 lNAND FLASH结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，适合高数据存储密度的解决方案。

3、存储器怎么选型？

- 根据系统中存储需求，及各个存储器使用场景及范围选用（引导存储及配置存储必须非易失性存储器，程序存储选用闪存，或数据存储等需求）
- 确定存储器容量大小（大容量pin to pin可替换）及成本控制（不同存储器生产工艺不同）。
- 确定存储器接口类型及开发周期（普遍性）。
) _! M8 ~" a/ B( b- 确定存储器的寿命问题（不同FLASH可擦写次数不同）
( o0 c) E- X$ U/ M2 ?& A7 Z; V0 c

VIC56

用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器。用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器。看看那个适合使用，磁介质断电存储时间长

架海梁心

Nand Flash的结构从大到小可以分为Device、Target、LUN、Plane、Block、Page、Cell。看过SSD的控制芯片逻辑，都知道是以页来存储的，还可以灵活控制一部分存储，变成SLC或者TLC，但会造成写放大。