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常见的储存器有哪些？如何选择储存器？

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 存储器有哪些分类？由哪些部分组成？常见的储存器有哪些？如何选择储存器？ 0
2021-11-4 06:44:30　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × bertvwang 该类别下有 10 个回答。邀请回答纯纯纯牛奶该类别下有 10 个回答。邀请回答幽默该类别下有 9 个回答。邀请回答王伟01 该类别下有 9 个回答。邀请回答偶是糕富帅该类别下有 8 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 8 个回答。邀请回答 tutu304725938 该类别下有 8 个回答。邀请回答 fhbding 该类别下有 8 个回答。邀请回答 dahairenlyy 该类别下有 8 个回答。邀请回答凌晨3点睡该类别下有 8 个回答。邀请回答笔画张该类别下有 8 个回答。邀请回答 hzp_bbs1 该类别下有 8 个回答。邀请回答早知该类别下有 7 个回答。邀请回答 ldd1211_ 该类别下有 7 个回答。邀请回答 shsfsdfsg 该类别下有 7 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 7 个回答。邀请回答 zhhx1985 该类别下有 7 个回答。邀请回答王萍该类别下有 7 个回答。邀请回答回头太晚该类别下有 7 个回答。邀请回答温暖镜头该类别下有 7 个回答。邀请回答举报学电超人相关推荐 • labview 怎么扫描USb储存器的大小 2239 • 想问一下液晶显示器中的储存器~ 4350 • 如何去实现数据储存器通讯的设计呢 520 • 求助，安路哪些器件自带大容量内部储存器？ 190 • C语言编写程序关闭电源或者是按下reset键后，储存器没有清零是为什么？ 468 • 程序是以什么形式在储存器中的 7623 • 没有EEPROM能多次烧程序么 3102 • 关于dsp的储存空间 4329 • M45PE16导入bin文件??? 3444 • 什么是DMA? 2219 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 本文分别介绍了存储器的分类、组成、层次结构、常见存储器及存储器的选择，最后描述了计算机存储器的一些新技术。存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。存储器的分类概述按存储介质分半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。按存储方式分随机存储器：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。顺序存储器：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。按存储器的读写功能分只读存储器(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久记忆的存储器：断电后信息即消失的存储器。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。为了解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体系结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。存储器的结构组成构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。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，然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元，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，一般用十六进制表示。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，则可表示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。存储器的层次结构按照与CPU的接近程度，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），属于主机的组成部分；外存储器又常称为辅助存储器（简称辅存），属于外部设备。CPU不能像访问内存那样，直接访问外存，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以上的高档微机中，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分。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、合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。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频繁交流信息的内存储器。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（许多程序和数据是暂时不参加运算的）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与速度相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，就能立即获取；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更换的。这样，通过增加少量成本即可获得很高的速度。 2、使用磁盘作为外存，不仅价格便宜，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丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。存储器的常见实体 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)，使之适应标准的pc卡阅读器或其他的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，配备有专门的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，具有超小超薄超轻等特性，体积37(长)×45(宽)×0.76(厚)毫米，重量是1.8g，功耗低，容易升级，sm转换卡也有pcmcia界面，方便用户进行数据传送。memory stick duo 即微型记忆棒，微型记忆棒的体积和重量都为普通记忆棒的三分之一左右，目前最大存储容量可以达到128mb。 SD闪存卡即SecureDigital， 32×24×2.11 存储的速度快，非常小巧，外观和MMC一样，目前市面上较多数数码相机使用这种格式的存储卡，市场占有率第一。 XD闪存卡即Fuji film(富士胶卷)和OLYMPUS(奥林巴斯)联合推出的xD-Picture卡，体形很小，传输速度很快，不过价格很昂贵。 MMC闪存卡即MultiMedia Card ，外型和SD完全一样，很多时候也通用。微硬盘是一种比较高端的存贮产品，目前“IBM(日立)”和国产品牌“南方汇通”都推出了自己的微硬盘产品。微型硬盘外型和CF卡完全一样，使用同一型号接口。优卡是lexar公司生产的一种数码相机存储介质，外形和一般的cf卡相同，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u*接口与计算机系统联机，用作移动存储。数字胶卷是 lexar公司生产的的一种数码相机的存储介质，同日立的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick属同类的数字存储媒体。另外，PC卡转换器是一种接插件，可以把cf卡或sm卡插入其中，然后，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展接口，可以接入pcmica内存卡、pcmica硬盘、pcmica调制解调器等。存储器的选择技巧存储器的类型将决定整个嵌入式系统的操作和性能，因此存储器的选择是一个非常重要的决策。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)以及使用目的(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加外部存储器。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。选择存储器时应遵循的基本原则 1、内部存储器与外部存储器一般情况下，当确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还是外部存储器。通常情况下，内部存储器的性价比最高但灵活性最低，因此设计工程师必须确定对存储的需求将来是否会增长，以及是否有某种途径可以升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，因此在预测代码规模的时候要必须特别小心，因为代码规模增大可能要求更换微控制器。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。有时这意味着以封装尺寸相同但容量更大的存储器替代现有的存储器，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。应用本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。这很可能是最安全的方法，因为改变操作代码时不会出现意外地修改引导代码。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置信息。这种存储器必须是非易失性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，设计工程师才能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复杂起来，以及为什么改变存储器的规模也将导致改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小心避免意外修改代码。在大多数嵌入式系统中，人们利用闪存存储程序以便在线升级固件。代码稳定的较老的应用系统仍可以使用ROM和OTP存储器，但由于闪存的通用性，越来越多的应用系统正转向闪存。 5、数据存储器与程序存储器类似，数据存储器可以位于微控制器内部，或者是外部器件，但这两种情况存在一些差别。有时微控制器内部包含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，当需要存储大量数据时，设计工程师可以选择外部的串行EEPROM或串行闪存器件。当然，也可以使用并行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器件来满足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，但保留一个扇区作为数据存储区。这种方法可以降低成本、空间并提供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)通讯总线，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，使其表现犹如非易失性器件，但这可能比简单地使用非易失性存储器更加昂贵。然而，对要求存储器容量非常大的系统而言，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方法。在有连续能量供给的系统中，易失性或非易失性存储器都可以使用，但必须基于断电的可能性做出最终决策。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原因是速度。尽管非易失存储器件可以在断电时保持数据，但写入数据(一个字节、页或扇区)的时间较长。 7、串行存储器和并行存储器在定义了应用系统之后，微控制器的选择是决定选择串行或并行存储器的一个因素。对于较大的应用系统，微控制器通常没有足够大的内部存储器，这时必须使用外部存储器，因为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，这个额外的外部数据存储器是非易失性的。根据不同的设计，引导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正确的选择。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引导微控制器，并允许主代码存储在内部或外部高速SRAM中。 8、EEPROM与闪存存储器技术的成熟使得RAM和ROM之间的界限变得很模糊，如今有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合了两者的特性。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，但各自有它们优缺点。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改，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。对闪存的重新编程还需要使用SRAM，因此它要求更长的时间内有更多的器件在工作，从而需要消耗更多的电池能量。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，因为典型的串行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。大多数闪存器件的电压范围为2.7V到3.6V。如果不要求字节寻址能力或很高的擦除/写入耐久性，在这个电压范围内的应用系统采用闪存，可以使成本相对较低。 9、EEPROM与FRAM EEPROM和FRAM的设计参数类似，但FRAM的可读写次数非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)、质量水平和供货情况。设计工程师常常使用成本较低的串行EEPROM，除非耐久性或速度是强制性的系统要求。DRAM和SRAM都是易失性存储器，尽管这两种类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。只要不断电，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相比，DRAM似乎是毫无用处的，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控制器在数据消失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。由于比特成本低，DRAM通常用作程序存储器，所以有庞大存储要求的应用可以从DRAM获益。它的最大缺点是速度慢，但计算机系统使用高速SRAM作为高速缓冲存储器来弥补DRAM的速度缺陷。可以使用任何类型的存储器来满足嵌入式系统的要求，但终端应用和总成本要求通常是影响我们做出决策的主要因素。有时，把几个类型的存储器结合起来使用能更好地满足应用系统的要求。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。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用户下载的程序和数据存储在有电池支持的易失性DRAM中。不管选择哪种存储器类型，在确定将被用于最终应用系统的存储器之前，设计工程师必须仔细折中考虑各种设计因素。存储器新技术展望目前，半导体存储器几乎每隔三四年就更新换代一次，芯片的集成度相应提高若干倍，从1970年市场上出现1Kb的DRAM起，到1994年16Mb DRAM已经成为市场上的主力产品，到2000年集成度已达到每个芯片内具有5000万至1亿个晶体管。在亚洲，以日本为首，韩国及中国*省等一直处于生产高速、高集成度半导体存储器的前列。在21世纪初期，集成将达到每个芯片集成10亿个晶体管，接近硅片集成电路的物理极限。更快的速度、更多的容量、更小的体积、更低的价格、更高的可靠性是计算机存储器设计和制造者追求的永恒目标。特别是近十年来睡着计算机的微型化、网络化、多媒体化以及数据仓库的发展，对存储器提出了更高的要求。那么，究竟什么有的存储器才能满足这一要求呢？现在，就让我们来展望一下21世纪的存储器。 1、全息存储器把全息技术应用到存储器上将会导致存储技术的一场革命。因为全息存储器可以存储数千亿字节的数据，并可以每秒超过10亿字节的速度传送数据，另外它可以在很短时间内随即风闻任何数据。到目前为止还没有其他任何一种存储器能沟通是具有以上三种特性。全息存储技术通过在整个存储介质上记录干涉图案来存储数据。这种图案其实是一种光栅，它由两束激光束在某种感光材料上相遇从而改变材料的光学特性而形成的。全息存储技术通常使用晶体作为感光材料。未来将数据记录到晶体材料中，首先必须将跳转换成液晶屏幕上清晰而不透明的小方格，从而形成一定的图案。然后将一束蓝绿色的激光束照射液晶屏幕上的图案，激光束透过液晶屏再通过一个镜头惊醒聚焦从而形成信号源光束。此时还需要一个被称为参考光束的激光束起一个校准的作用，因此这个参考光束影视一束波长固定、振幅一致的平面波。当然，由于波的干涉作用和其他噪声干扰等原因，现在的全息存储技术所能提供的存储容量还未达到理论中的数据，另外数据的正确率还有待提高。 2、放大镜式的光学只读存储器光学只读存储器是对光学技术的一次重大突破。它由一个可移动的数据卡和一个全电的读卡器组成。与其他的光学存储设备如CD-ROM、DVD相比光学只读存储器具有以下的优势：首先，其独特的光头系统使得光学只读存储器读卡器不需要类似CD-ROM、DVD的步进电机和移动臂等人和移动部件。其次，光学只读存储器的数据作为一副2D图想来存储并被投射一个传感器上，而不是向传统存储器那样以线性数据流来读取数据。所以，它的存取速度是传统光学存储器的10倍，花费却仅仅是CD-ROM、DVD的1/100。光学只读存储器的小体积、高容量、高稳定性、低功耗、低价格等特性使它在便携式计算机、移动导航系统和便携式娱乐产品等领域有着非常强的竞争力能力，另外它还是各种软件包括操作系统、应用软件、参考文献、多媒体数据、地图、游戏等的理想媒介。 3、磁介质存储器磁介质存储器有着悠久的历史、庞大的家族，从磁鼓、磁带、软磁盘到硬磁盘，容量也从几十个字节到到现在的几十个GB。近十年来虽然受到其他各种存储器的挑战，但磁介质存储器凭借它自身的不断发展，仍然占据着存储器市场的主导地位。有许多公司已经研制出了下一代高容量的软盘驱动器，目前Zip软驱、ImationLS120软驱和SonyHiFD软驱等的容量都已突破200MB。由IBM、HP和Seagate三大公司共同支持的线性开放式磁带代表着下一代磁带的发展方向，它的容量可达100G经过压缩可存储200G的容量。近20年来硬盘一直是磁性存储器中的主力军，其关键是在持续降低每兆字节价格的同时不断提高硬盘容量。一般来说，硬盘的容量主要由磁盘密度，磁道密度和磁盘半径3部分组成。磁盘密度表示每平方英寸磁盘表面的存储能力。其单位是Gb/in。磁道密度表示每英寸的磁道数。其中最重要的参数就是磁盘密度，它是决定磁盘容量的关键因素。现在主流磁盘的磁盘密度一般都在以下。由公司研制的磁头技术可以将新一代硬盘的磁盘密度提高到。磁头的主要特点在于它对磁盘上磁性区域的高灵敏度。这种高灵敏度使得它能够读取更小的磁记录区，并具有更高的存取速度。计算机系统各项技术的不断发展，推动了存储器技术的高速发展。全息存储器、光学只读存储器和磁介质存储器等新技术、新工艺将推动存储器性能的持续提高。

2021-11-4 09:20:05 评论举报李傈吏