什么是存储器

什么是存储器存储器开放分类：硬件、电脑、存储、内存、数据目录b什么是存储器b存储器的构成b存储器的分类b存储器的层次结构b存储器管理b数码相机存储器b嵌入式应用中存储器类型的选择技巧b存储器相干常识问答b存储器发展趋势b存储器发展趋势什么是存储器存储器(Memory)是计算机体系中的记忆装备,用来寄存程序和数据.盘算机中的全体信息,包含输入的原始数据、计算机程序、旁边运行结果和终极运行成果都保留在存储器中.它依据掌握器指定的地位存入和掏出信息.存储器的构成形成存储器的存储介质,目前重要采取半导体器件和磁性资料.存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元,它可存储一个二进制代码.由若干个存储元组成一个存储单元,而后再由许多存储单元组成一个存储器.一个存储器包含很多存储单元,每个存储单元可存放一个字节.每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,个别用十六进制表示.一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量.假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,10美元电脑牛皮吹破-迪拜郎伯的博客-焦点博客,则可表现220,即1M个存储单元地址.每个存储单元存放一个字节,则该存储器的存储容量为1KB.存储器的分类按存储介质分半导体存储器：用半导体器件组成的存储器.磁名义存储器：用磁性材料做成的存储器.按存储方法分随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关.次序存储器：只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关.按存储器的读写功效分只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器.随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的半导体存储器.按信息的可保存性分非永远记忆的存储器：断电后信息即消散的存储器.永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存储器.按在计算机系统中的作用分根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等.为懂得决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器系统结构,即便用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器.名称简称用处特色高速缓冲存储器Cache高速存取指令和数据存取速度快,但存储容量小主存储器主存存放计算机运行期间的大量程序和数据存取速度较快,存储容量不大外存储器外存存放系统程序和大型数据文件及数据库存储容量大,位成本低存储器的档次构造依照与CPU的濒临水平,存储器分为内存储器与外存储器,简称内存与外存.内存储器又常称为主存储器(简称主存),属于主机的组成局部；外存储器又常称为帮助存储器(简称辅存),属于外部设备.CPU不能像访问内存那样,直接拜访外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行.在80386以上的高级微机中,还配置了高速缓冲存储器(chache),这时内存包括主存与高速缓存两部门.对于低档微机,主存即为内存.把存储器分为几个层次主要基于下述原因：1、公道解决速度与成本的抵触,以得到较高的机能价格比.半导体存储器速度快,但价格高,容量不宜做得很大,因此仅用作与CPU频繁交换信息的内存储器.磁盘存储器价格较便宜,可以把容量做得很大,但存取速度较慢,因此用作存取次数较少,且需存放大量程序、原始数据(许多程序和数据是临时不加入运算的)和运行结果的外存储器.计算机在执行某项任务时,仅将与此有关的程序和原始数据从磁盘上调入容量较小的内存,通过CPU与内存进行高速的数据处理,然后将最终结果通过内存再写入磁盘.这样的配置价格适中,综合存取速度则较快.为解决高速的CPU与速度绝对较慢的主存的矛盾,还可使用高速缓存.它采用速度很快、价格更高的半导体静态存储器,甚至与微处理器做在一起,存放当前使用最频繁的指令和数据.当CPU从内存中读取指令与数据时,将同时访问高速缓存与主存.如果所需内容在高速缓存中,就能即时获取；如没有,再从主存中读取.高速缓存中的内容是根据实际情况及时改换的.这样,通过增添少量成本即可取得很高的速度.2、使用磁盘作为外存,不仅价钱廉价,可以把存储容量做得很大,而且在断电时它所存放的信息也不丧失,可以久长保存,且复制、携带都很便利.存储器治理服务器在存储器环境按这样的方法分配存储器：在某个环境分配的存储器可以被环境析构器释放而不会影响其余环境中分配的存储器.所有存储器分配(通过palloc等)都被当作在当前环境的区域中分配存储器.如果你试图释放(或再分配)不在当前环境的存储器,你将得到不可预感的结果.创立存储器环境和切换存储器环境是SPI管理器中存储器管理器的义务.SPI过程处置两种存储器环境：上层履行器存储器环境跟进程存储器环境(假如已联接).在一个过程与SPI管理器联接之前,当前存储器环境是上层执行器环境,所以所有由过程自身通过palloc/repalloc或通过SPI应用函数在联接到SPI管理器之前分配的存储器都在这个环境里.在进行SPI_connect调用之后,当前环境是过程本身所有的.通过palloc/repalloc或通过SPI应用函数调配的存储器(除了SPI_copytuple,SPI_modifytuple,SPI_palloc和SPI_repalloc以外)都在这个环境中分配.当过程与SPI管理器断开(通过调用SPI_finish)后,当前环境恢复为上层执行器环境并且所有在过程存储器环境分配的存储器都被开释,并且不可持续使用！如果你想返回一些货色给上层执行器,那么你必须为此在上层环境分配一片存储器！SPI不能主动释放在上层执行器环境里分配的存储器！SPI在查问实现后自动释放查询执行期间的存储器分配！数码相机存储器可以是一张卡,也可以是软盘,可以是运动的,也可以是固定的,用于保存图像.cf闪存卡一种袖珍闪存卡,(compact flash card).像pc卡那样插入数码相机,它可用适配器,(又称转接卡),使之适应尺度的pc卡浏览器或其他的pc卡设备.cf 存储卡的部分结构采用强化玻璃及金属外壳,cf存储卡采用standard ata/ide 接口界面,装备有专门的pcm-cia适配器(转接卡),笔记本电脑的用户可直接在pcmcia插槽上使用,使数据很容易在数码相机与电脑之间传递.sm闪存卡即smart media,智能媒体卡,一种存储媒介.sm卡采用了ssfdg/flash内存卡,存在超小超薄超轻等特性,体积37(长)t45(宽)t0.76(厚)毫米,重量是1.8g,功耗低,轻易升级,sm转换卡也有pcmcia界面,方便用户进行数据传递.memory stick duo memory stick duo即微型记忆棒,微型记忆棒的体积和分量都为一般记忆棒的三分之一左右,目前最大存储容量可以到达128mb.sd闪存卡即SecureDigital,32t24t2.11存储的速度快,十分玲珑,外观和MMC一样,目前市道上较多数数码相机使用这种格局的存储卡,市场占领率第一.xd闪存卡即Fuji film(富士胶卷)和OLYMPUS(奥林巴斯)结合推出的xD-Picture卡,体形很小,传输速度很快,不外价格很昂贵.mmc闪存卡即MultiMedia Card,外型和SD完全一样,良多时候也通用.微硬盘是一种比拟高真个存贮产品,目前"IBM(日立)"和国产品牌"南方汇通"都推出了本人的微硬盘产品.微型硬盘外型和CF卡完整一样,使用统一型号接口.优卡优卡是lexar公司生产的一种数码相机存储介质,形状和普通的cf卡雷同,可以用在使用cf卡的数码相机、pda、mp3等数码设备上,同时可以直接通过usb接口与计算机系统联机,用作挪动存储器.数字胶卷数字胶卷是lexar公司出产的的一种数码相机的存储介质,同日破的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick属同类的数字存储媒体.pc卡转换器一种接插件,可以把cf卡或sm卡插入其中,然后,为什么游戏音乐要配合着一边操作画面来进行编曲呢,整体作为一个pc卡插入计算机的pcmica插口,这是常用于便携机的一种通用扩大接口,可以接入pc mica内存卡、pcmica硬盘、pcmica调制解调器等.嵌入式应用中存储器类型的选择技能存储器的类型将决定全部嵌入式系统的操作和性能,因此存储器的选择是一个非常主要的决策.无论系统是采用电池供电还是由市电供电,应用需求将决定存储器的类型(易失性或非易失性)以及使用目标(存储代码、数据或者两者兼有).另外,在选择过程中,存储器的尺寸和成本也是需要考虑的重要因素.对于较小的系统,微控制器自带的存储器就有可能满足系统要求,而较大的系统可能要求增长外部存储器.为嵌入式系统选择存储器类型时,需要考虑一些设计参数,包括微控制器的选择、电压范围、电池寿命、读写速度、存储器尺寸、存储器的特性、擦除/写入的耐久性以及系统总成本.选择存储器时应遵守的基础准则1.内部存储器与外部存储器正常情况下,当肯定了存储程序代码和数据所需要的存储空间之后,设计工程师将决定是采用内部存储器仍是外部存储器.通常情况下,内部存储器的性价比最高但机动性最低,因此设计工程师必须确定对存储的需要未来是否会增加,以及是否有某种道路可以进级到代码空间更大的微控制器.基于成本考虑,人们通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器,因而在猜测代码范围的时候要必须特殊警惕,因为代码规模增大可能要求调换微控制器.目前市场上存在各种规模的外部存储器器件,我们很容易通过增加存储器来适应代码规模的增加.有时这象征着以封装尺寸相同但容量更大的存储器替换现有的存储器,或者在总线上增加存储器.即使微控制器带有内部存储器,也可以通过增加外部串行EEPROM或闪存来满足系统对非易失性存储器的需求.2.引导存储器在较大的微控制器系统或基于处理器的系统中,设计工程师可以利用引导代码进行初始化.应用自身通常决定了是否需要引导代码,以及是否需要专门的引导存储器.例如,如果没有外部的寻址总线或串行引导接口,通常使用内部存储器,而不需要专门的引导器件.但在一些没有内部程序存储器的系统中,初始化是操作代码的一部分,因此所有代码都将驻留在同一个外部程序存储器中.某些微控制器既有内部存储器也有外部寻址总线,在这种情况下,引导代码将驻留在内部存储器中,而操作代码在外部存储器中.这很可能是最保险的方法,因为改变操作代码时不会呈现意本地修改引导代码.在所有情况下,引导存储器都必须是非易失性存储器.3.配置存储器对于现场可编程门阵列(FPGA)或片上系统(SoC),人们使用存储器来存储配相信息.这种存储器必须长短易失性EPROM、EEPROM或闪存.大多数情况下,FPGA 采用SPI接口,但一些较老的器件仍采用FPGA串行接口.串行EEPROM或闪存器件最为常用,EPROM用得较少.4.程序存储器所有带处理器的系统都采用程序存储器,但设计工程师必须决定这个存储器是位于处理器内部还是外部.在做出了这个决策之后,设计工程师才干进一步确定存储器的容量和类型.当然有的时候,微控制器既有内部程序存储器也有外部寻址总线,此时设计工程师可以选择使用它们当中的任何一个,或者两者都使用.这就是为什么为某个应用选择最佳存储器的问题,常常由于微控制器的选择变得庞杂起来,以及为什么改变存储器的规模也将导致转变微控制器的选择的原因.如果微控制器既利用内部存储器也利用外部存储器,则内部存储器通常被用来存储不常改变的代码,而外部存储器用于存储更新比较频繁的代码和数据.设计工程师也需要考虑存储器是否将被在线重新编程或用新的可编程器件替代.对于需要重编程功能的应用,人们通常选用带有内部闪存的微控制器,但带有内部OTP或ROM和外部闪存或EEPROM的微控制器也满足这个要求.为降低成本,外部闪存可用来存储代码和数据,但在存储数据时必须当心防止意外修改代码.在大多数嵌入式系统中,人们应用闪存存储程序以便在线升级固件.代码稳固的较老的应用系统仍可以使用ROM和OTP存储器,但因为闪存的通用性,越来越多的应用系统正转向闪存.表1给出了程序存储器类型的参数比较.5.数据存储器与程序存储器相似,数据存储器可以位于微节制器内部,或者是外部器件,但这两种情形存在一些差异.有时微把持器内部包括SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)两种数据存储器,但有时不包含内部EEPROM,在这种情况下,当须要存储大批数据时,设计工程师能够抉择外部的串行EEPROM或串行闪存器件.当然,也可以应用并行EEPROM或闪存,但通常它们只被用作程序存储器.当需要外部高速数据存储器时,通常选择并行SRAM并使用外部串行EEPROM 器件来满意对非易失性存储器的要求.一些设计还将闪存器件用作程序存储器,但保存一个扇区作为数据存储区.这种方式可以下降成本、空间并供给非易失性数据存储器.针对非易失性存储器要求,串行EEPROM器件支持I2C、SPI或微线(Microwire)通信总线,而串行闪存通常使用SPI总线.由于写入速度很快且带有I2C和SPI串行接口,FRAM在一些系统中得到应用.6.易失性和非易失性存储器存储器可分成易失性存储器或者非易失性存储器,前者在断电后将丢失数据,而后者在断电后仍可保持数据.设计工程师有时将易失性存储器与后备电池一起使用,使其表示如同非易失性器件,但这可能比简略地使用非易失性存储器更加昂贵.然而,对要求存储器容量无比大的系统而言,带有后备电池的DRAM可能是满足设计要求且性价比很高的一种办法.在有持续能量供应的系统中,易失性或非易失性存储器都可以使用,但必需基于断电的可能性做出最终决议.如果存储器中的信息可以在电力恢复时从另一个信源中恢复出来,则可以使用易失性存储器.选择易失性存储器与电池一起使用的另一个起因是速度.尽管非易失存储器件可以在断电时坚持数据,但写入数据(一个字节、页或扇区)的时光较长.7.串行存储器和并行存储器在定义了运用系统之后,微控制器的取舍是决议挑选串行或并行存储器的一个因素.对较大的利用系统,微控制器通常不足够大的内部存储器,这时必须使用外部存储器,由于外部寻址总线通常是并行的,外部的程序存储器和数据存储器也将是并行的.较小的应用系统通常使用带有内部存储器但没有外部地址总线的微控制器.如果需要额外的数据存储器,外部串行存储器件是最佳选择.大多数情况下,我的笔记本坏了,这个额定的外部数据存储器是非易失性的.根据不同的设计,引诱存储器可以是串行也可以是并行的.如果微控制器没有内部存储器,并行的非易失性存储器件对大多数应用系统而言是准确的选择.但对一些高速应用,可以使用外部的非易失性串行存储器件来领导微控制器,并容许主代码存储在内部或外部高速SRAM中.8.EEPROM与闪存存储器技巧的成熟使得RAM和ROM之间的界线变得很含混,现在有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合了两者的特征.这些器件像RAM一样进行读写,并像ROM一样在断电时保持数据,它们都可电擦除且可编程,但各自有它们优毛病.从软件角度看,独立的EEPROM和闪存器件是类似的,两者主要差别是EEPROM器件可以逐字节地修正,而闪存器件只支持扇区擦除以及对被擦除单元的字、页或扇区进行编程.对闪存的从新编程还需要使用SRAM,因此它要求更长的时间内有更多的器件在工作,从而需要耗费更多的电池能量.设计工程师也必须确认在修改数据时有足够容量的SRAM可用.存储器密度是决定选择串行EEPROM或者闪存的另一个因素.市场上目前可用的独立串行EEPROM器件的容量在128KB或以下,独立闪存器件的容量在32KB 或以上.如果把多个器件级联在一起,可以用串行EEPROM实现高于128KB的容量.很高的擦除/写入耐久性要求促使设计工程师选择EEPROM,因为典范的串行EEPROM 可擦除/写入100万次.闪存一般可擦除/写入1万次,只有少数几种器件能达到10万次.今天,大多数闪存器件的电压规模为2.7V到3.6V.如果不要求字节寻址才能或很高的擦除/写入持久性,在这个电压范畴内的应用系统采用闪存,可以使成原形对较低.9.EEPROM与FRAM EEPROM和FRAM的设计参数类似,但FRAM的可读写次数异常高且写入速度较快.然而通常情况下,用户仍会选择EEPROM而不是FRAM,其主要原因是成本(FRAM较为昂贵)、品质水温和供货情况.设计工程师经常使用成本较低的串行EEPROM,除非耐久性或速度是强迫性的系统要求.DRAM和SRAM都是易失性存储器,尽管这两品种型的存储器都可以用作程序存储器和数据存储器,但SRAM主要用于数据存储器.DRAM与SRAM之间的主要差别是数据存储的寿命.只有一直电,SRAM就能保持其数据,但DRAM只有极短的数据寿命,通常为4毫秒左右.与SRAM比拟,DRAM仿佛是毫无用途的,但位于微控制器内部的DRAM控制器使DRAM的性能表现与SRAM一样.DRAM控制器在数据消逝之前周期性地刷新所存储的数据,所以存储器的内容可以根据需要保持长时间.因为比特成本低,DRAM通常用作程序存储器,所以有宏大存储要求的应用可以从DRAM获益.它的最大缺陷是速度慢,但计算机系统使用高速SRAM作为高速缓冲存储器来补充DRAM的速度缺点.小结只管我们简直可以使用任何类型的存储器来满意嵌入式系统的请求,但终端应用和总本钱要求通常是影响咱们做出决策的主要因素.有时,把多少个类型的存储器联合起来使用能更好地知足应用系统的要求.例如,一些PDA设计同时使用易失性存储器和非易失性存储器作为程序存储器和数据存储器.把永恒的程序保存在非易失性ROM中,电子商务知识,而把由用户下载的程序和数据存储在有电池支撑的易失性DRAM中.不论选择哪种存储器类型,在断定将被用于最终应用系统的存储器之前,设计工程师必须细心折中斟酌各种设计因素.特别声明：1：资料来源于互联网，版权归属原作者2：资料内容属于网络意见，与本账号立场无关3：如有侵权，请告知，立即删除。