1. Flash 存储器
(1)Flash 存储器是一种非易失性存储器,根据结构的不同可以将其分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两种。
(2) Flash 存储器的特点:
A、 区块结构:在物理上分成若干个区块,区块之间相互独立。
B、 先擦后写:Flash 的写操作只能将数据位从1写成0,不能从0写成1,所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦除操作,将预写入的数据位初始化为1。擦除操作的最小单位是一个区块,而不是单个字节。
C、 操作指令:执行写操作,它必须输入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段时序(NAND Flash )才能将数据写入。
D、 位反转:由于 Flash 的固有特性,在读写过程中偶尔会产生一位或几位的数据错误。位反转无法避免,只能通过其他手段对结果进行事后处理。
E、 坏块:区块一旦损坏,将无法进行修复。对已损坏的区块操作其结果不可预测。
(3) NOR Flash 的特点:
应用程序可以直接在闪存内运行,不需要再把代码读到系统 RAM 中运行。NOR Flash 的传输效率很高,在1MB~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了它的性能。
(4) NAND Flash 的特点
能够提高极高的密度单元,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快,这也是为何所有的 U盘都使用 NAND Flash 作为存储介质的原因。应用 NAND Flash 的困难在于闪存需要特殊的系统接口。
(5)NOR Flash 与 NAND Flash 的 区别:
A、NOR Flash 的读速度比 NAND Flash 稍快一些。
B、NAND Flash 的擦除和写入速度比 NOR Flash 快很多
C、NAND Flash 的随机读取能力差,适合大量数据的连续读取。
D、NOR Flash 带有 SRAM 接口,有足够的地址引进来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。NAND Flash 的地址、数据和命令共用8位总线(有写公司的产品使用16位),每次读写都要使用复杂的 I/O 接口串行地存取数据。
E、NOR Flash 的容量一般较小,通常在1MB~8MB 之间;NAND Flash 只用在8MB 以上的产品中 。因此,NOR Flash 只要应用在代码存储介质中,NAND Flash 适用于资料存储。
F、NAND Flash 中每个块的最大擦写次数是一百万次,而 NOR Flash 是十万次。
G、NOR Flash 可以像其他内存那样连接,非常直接地使用,并可以在上面直接运行代码;NAND Flash需要特殊的 I/O 接口,在使用的时候,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在 NAND Flash 上自始至终必须进行虚拟映像。
H、NOR Flash 用于对数据可靠性要求较高的代码存储、通信产品、网络处理等领域,被成为 代码闪存;NAND Flash 则用于对存储容量要求较高的 MP3、存储卡、U 盘等领域,被成为 数据闪存。
2 、 RAM 存储器
(1)SRAM 的特点:
SRAM 表示 静态随机存取存储器,只要供电它就会保持一个值,它没有刷新周期,由 触发器构成基本单元, 集成度低,每个 SRAM 存储单元由6 6 6 6 个晶体管组成,因此其 成本较高。它具有 较高速率,常用于高速缓冲存储器。
通常 SRAM 有4种引脚:
CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
ADDRESS:一组地址线。
DATA :用于数据传输的一组双向信号线。
(2)DRAM 的特点:
DRAM 表示 动态随机存取存储器。这是一种 以电荷形式进行存储的半导体存储器。它的每个存储单元由 一个晶体管和一个电容器组成,数据存储在电容器中。电容器会由于漏电而导致电荷丢失,因而 DRAM器件是不稳定的。它必须有规律地 进行刷新,从而将数据保存在存储器中。
DRAM 的接口比较复杂,通常有一下引脚:
CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
RAS:行地址选通信号,通常接地址的高位部分。
CAS:列地址选通信号,通常接地址的低位部分。
ADDRESS:一组地址线。
DATA :用于数据传输的一组双向信号线。
(3)SDRAM 的特点:
SDRAM 表示 同步动态随机存取存储器。同步是指内存工作需要同步时钟,内部的命令发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储器阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。它通常只能工作在 133MHz 的主频。
(4)DDRAM 的特点
DDRAM 表示 双倍速率同步动态随机存取存储器,也称 DDR。DDRAM 是基于 SDRAM 技术的,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。在133MHz 的主频下,DDR内存带宽可以达到133×64b/8×2=2.1GB/s。
3、 GPIO 原理与结构
GPIO 是 I/O 的最基本形式,它是一组输入引脚或输出引脚。有些 GPIO 引脚能够加以编程改变工作方向,通常有两个控制寄存器:数据寄存器和数据方向寄存器。数据方向寄存器设置端口的方向。如果将引脚设置为输出,那么数据寄存器将控制着该引脚状态。若将引脚设置为输入,则此输入引脚的状态由引脚上的逻辑电路层来实现对它的控制。