原创 半导体存储器的分类:

                                                半导体存储器的分类:

外存即外部存储器，也称辅存。外存不直接与CPU相连接，而是通过I/O接口与CPU连接。其主要特点是大容量，往往达到几百兆以上。内存是内部存储器的简称，又称主存。内存直接与控制器、运算器相连接，是计算机的组成部分。已编制的程序、需要处理的数据、处理过程中产生的中间结果等均存放于内存中。计算机工作的过程就是不断地由控制器从内存取出指令，然后分析指令、执行指令的过程。内存应具有快速存取的能力以保证计算机的工作速度。

1. RAM随机存储器又称为读写存储器，它在计算机基本读、写周期内可完成读或写数据的操作。随机存储器可以“随时”进行读、写操作。RAM必须保持供电，否则其保存的信息将消失。RAM有两大类，一种称为静态RAM,另一种称为动态RAM.

1.1 静态RAM(SRAM，Static RAM）：SRAM的记忆单元是具有两种稳定状态的触发器，以其中一个状态表示“1”，另一个状态表示“0”。SRAM的读写次数不影响其寿命，可无限次读写。当保持SRAM的电源供给的情况下，其内容不会丢失。但如果断开SRAM的电源，其内容将全部丢失。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

1.2 动态RAM(DRAM，Dynamic RAM);DRAM的记忆单元是MOS管的栅极与衬底之间的分布电容，以该电容存储电荷的多少来表示“0”和“1”。DRAM的一个bit数据可由一个MOS管构成。具有集成度高、功好低的特点。DRAM的一个缺点是需要刷新，因为DRAM保留数据的时间很短。芯片中存储的信息会因为电容的漏电而消失，因此应确保在信息丢失以前进行刷新。刷新就是对原来存储的信息进行重新写入，因此使用DRAM的存储体需要设置刷新电路。刷新周期随芯片的型号而不同，一般为1至几个毫秒。DRAM的另一个缺点是速度比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快。自动刷新的DRAM，芯片中集成了动态RAM和自动刷新控制电路。从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。 DRAM种类很多，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等。

2. ROM只读存储器在计算机基本读周期内可完成数据的读操作，但不具备数据写入功能，或不能在计算机基本写周期内完成写操作。只读存储器只能“随时”读出数据、不能写入或不能“随时”写入数据（即写入操作需较长的时间）。有些种类的只读存储器可以在脱机状态或较慢的速度下将数据写入芯片。这种写入过程被称为对ROM芯片的编程。ROM中存储的信息具有非易失性，芯片断电后所存的信息不会改变和消失。

2.1 掩膜ROM：掩膜ROM简称ROM，是由芯片制造的最后一道掩模工艺来控制写入信息。因此这种ROM的数据由生产厂家在芯片设计掩膜时确定，产品一旦生产出来其内容就不可改变。由于集成电路生产的特点，要求一个批次的掩膜ROM必须达到一定的数量（若十个晶圆）才能生产，否则将极不经济。掩膜ROM既可用双极性工艺实现，也可以用CMOS工艺实现。掩膜ROM的电路简单，集成度高，大批量生产时价格便宜。掩膜ROM一般用于存放计算机中固定的程序或数据，如引导程序,BASIC解释程序、显示、打印字符表、汉字字库等。

2.2 PROM (Programmable ROM)可由用户一次性写入的ROM如熔丝PROM，新的芯片中所有数据单元的内容都为1，用户将需要改为0的bit以较大的电流将熔丝烧断即实现了数据写入。这种数据的写入是不可逆的，即一旦被写入0则不可能重写为1。因此熔丝PROM是一次性可编程的ROM。，这种是早期的产品，现在已经可能不再使用了。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些单元，则可以给这些单元通以足够大的电流，并维持一定的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典的PROM为使用“肖特基二极管”的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还是用大电流的方法将反相电压加在“肖特基二极管”，造成其永久性击穿即可。

2.3 EPROM (Erasable Programmable ROM)：可擦除的可编程只读存储器。如紫外线擦除型的可编程只读存储器，20世纪80年代到20世纪90年代曾经广泛应用。这种芯片的上面有一个透明窗口，紫外线照射后能擦除芯片内的全部内容。当需要改写EPROM芯片的内容时，应先将EPROM芯片放入紫外线擦除器擦除芯片的全部内容，然后对芯片重新编程.

2.4 E2PROM（Electrically Erasable Programmable ROM）：也称为EEPROM，是可以电擦除的可编程只读存储器。由于能以电信号擦除数据，并且可以对单个存储单元擦除和写入（编程），因此使用十分方便，并可以实现在系统擦除和写入。

2.5 闪速存储器（Flash Memory）：闪速存储器是新型非易失性存储器，在系统电可重写。它与EPROM的一个区别是EPROM可按字节擦除和写入，而闪速存储器只能分块进行电擦除。它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦出可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），U盘和MP3里用的就是这种存储器。在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用（U盘）。 目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NAND Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一快的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外，还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。 一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的“闪盘”，可以在线擦除。目前市面上的FLASH 主要来自Intel，AMD，Fujitsu和Toshiba，而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba。