单片机存储器类型介绍

单片机存储器类型详解

分为两大类RAM和ROM，每一类下面又有很多子类：

RAM：SRAM

SSRAM

DRAM

SDRAM

ROM：MASK ROM

OTP ROM

PROM

EPROM

EEPROM

FLASH Memory

RAM：Random Access Memory随机访问存储器

存储单元的内容可按需随意取出或存入，这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。它的特点就是是易挥发性（volatile），即掉电失忆。我们常说的电脑内存就是RAM的。

ROM：Read Only Memory只读存储器

ROM 通常指固化存储器(一次写入，反复读取)，它的特点与RAM相反。

RAM和ROM的分析对比：

1、我们通常可以这样认为，RAM是单片机的数据存储器，这里的数据包括内部数据存储器（用户RAM区，可位寻址区和工作组寄存器）和特殊功能寄存器SFR，或是电脑的内存和缓存，它们掉电后数据就消失了（非易失性存储器除外，比如某些数字电位器就是非易失性的）。

ROM是单片机的程序存储器，有些单片机可能还包括数据存储器，这里的数据指的是要保存下来的数据，即单片机掉电后仍然存在的数据，比如采集到的最终信号数据等。而RAM 这个数据存储器只是在单片机运行时，起一个暂存数据的作用，比如对采集的数据做一些处理运算，这样就产生中间量，然后通过RAM暂时存取中间量，最终的结果要放到ROM的数据存储器中。如下图所示：

2、ROM在正常工作状态下只能从中读取数据，不能快速的随时修改或重新写入数据。它的优点是电路结构简单，而且在断电以后数据不会丢失。缺点是只适用于存储那些固定数据的场合。

RAM与ROM的根本区别是RAM在正常工作状态下就可以随时向存储器里写入数据或从中读取数据。

SRAM：Static RAM静态随机访问存储器

它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路，每隔一段时间，固定要对DRAM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，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，所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。

优点:速度快，不必配合内存刷新电路，可提高整体的工作效率。

缺点:集成度低，功耗较大，相同的容量体积较大，而且价格较高，少量用于关键性系统以提高效率。

DRAM：Dynamic RAM动态随机访问存储器

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。

既然内存是用来存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，那么它是怎么工作的呢？

我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存（即DRAM），动态内存中所谓的“动态”，

指的是当我们将数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的：一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷，有电荷代表1，无电荷代表0。但时间一长，代表1的电容会放电，代表0的电容会吸收电荷，这就是数据丢失的原因；刷新操作定期对电容进行检查，若电量大于满电量的1／2，则认为其代表1，并把电容充满电；若电量小于1／2，则认为其代表0，并把电容放电，借此来保持数据的连续性。

DRAM存储单元的结构非常简单，所以它所那个达到的集成度远高于静态存储器。但是DRAM的存取速度不如SRAM快。

SSRAM：Synchronous Static RAM同步静态随机访问存储器

同步是指Memory工作需要时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准，随机是指数据不是线性依次存储，而是由指定地址进行数据读写。

对于SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。这一点与异步SRAM不同，异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。

SDRAM：Synchronous Dynamic RAM同步动态随机访问存储器

由以上的对SSRAM的分析可以了解SDRAM

MASK ROM:掩模只读存储器

是制造商为了要大量生产，事先制作一颗有原始数据的ROM或EPROM当作样本，然后再大量生产与样本一样的ROM，这一种做为大量生产的ROM样本就是MASK ROM，而烧录在MASK ROM中的资料永远无法做修改。

OTP ROM：one-time programmable ROM一次性可编程只读存储器

PROM：Programmable ROM可编程只读存储器

内容一经写入以后，就不可能修改了，所以只可以写入一次

EPROM：Erasable Programmable ROM可擦除可编程只读存储器

用紫外线照射进行擦除，高压编程写入（+21V或+12V）

EEPROM：Electrically Erasable Programmable ROM

电信号可擦除可编程只读存储器，用电信号擦除

FLASH Memory:闪存

电信号可擦除，现在很多单片机都是FLASH的

MASK ROM，FALSH ROM和OTP ROM的区别：

MASK ROM的单片机价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSH ROM的单片机程序可以反复擦写，灵活性很强，价格最高，是目前市场的主流；OTP ROM的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。

OTP ROM和PROM的共同点是只能被设备编程器进行一次编程。

DDR：Double Date Rate 双倍速

常见的DDR SDRAM指的是双倍速率同步动态随机访问存储器

1、DDR SDRAM和SDRAM的差别：

SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR 内存则是一个时钟周期内传输两次次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。

2、DDR其实是DDR1，后续的还有DDR2和DDR3，DDR3能代替DDR2内存的原因：

频率：DDR3可以在800MHz至1666MHz下运行（也可更高），而DDR2是在533MHz至1066MHz 下运行。一般来讲，DDR3是DDR2频率的两倍，通过削减一半读写时间给系统带来操作性能提高。

功耗：DDR3相比DDR2可以节约16%的电能，因为新一代DDR3是在1.5V电压下工作，而DDR2则是在1.8V下工作，这样可以弥补由于过多的操作频率所产生的高电能消耗，同时，减少的能量消耗可以延长部件的使用寿命。

技术：DDR3内存Bank增加到了8个，比DDR2提高了一倍。所以相比DDR2预读取会提高50%的效率，是DDR2标准的两倍。