接口技術 --存儲器

1 分類

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特點:
SRAM是目前讀寫最快的存儲設備,但製造成本高,通常用於CPU的一級緩存,二級緩存。
DRAM保留數據時間段,速度比SRAM慢,但比任何ROM都要快,計算機的內存就是DRAM的。
DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM),習慣稱DDR,即雙倍速率同步動態隨機存儲器。其在SDRAM的基礎上發展而來,SDRAM在一個時鐘週期內只傳輸一次數據,在上升沿傳輸;而DDR則是一個時鐘週期內傳輸兩次數據,能夠在上升沿與下降沿各傳輸一次。根據工作頻率的不同,DDR有DDR200、DDR266、DDR333、DDR400、DDR533等。DDR2內存擁有兩倍於DDR內存的預讀取能力(即4bit數據讀預取),也就是說,DDR2內存每個時鐘能夠以4倍外部總線的數據讀/寫數據,並且能夠以內部控制總線4倍速度運行。DDR3相比DDR2有更低工作電壓,數據預讀升級到8bit。
EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory),電可擦除可編程只讀存儲器。
Flash存儲器,又稱閃存,不僅具備EEPROM的性能,又不會斷電丟失數據,U盤就是這種存儲器。目前主要有兩種:Nor Flash和Nand Flash。

Nor Nand
接口 RAM-Like 複用I/O
容量 1MB~32MB 16MB~512MB
XIP(代碼可直接運行) Yes No
性能 擦除 非常慢(5s)
可靠性 較高,位反轉比例小於Nand Flash的10% 較低,位反轉較常見,必須要有校驗措施
可擦寫次數 10000~100000 100000~1000000
易用性 容易 複雜
主要用途 保存代碼和關鍵數據 保存數據
生命週期 低於Nand Flash的10% 是Nor Flash10倍以上

注:
① XIP,即代碼可直接運行,無需複製到內存。Nor Flash接口與RAM完全相同,可隨機訪問任意地址數據,Nor Flash存儲程序,Nand Flash存儲數據,兩者一般同時使用。
② Flash以塊爲單位,擦除必須以塊擦除 -> Nor Flash 塊大小64Kb-128Kb;Nand Flash 塊大小8-64Kb;這也是擦除慢的原因。
③ Nand Flash 一般以512byte爲單位讀寫,更適合存儲數據。
④ EDC/ECC檢測/恢復位反轉(Linux中已經實現)
⑤ Nor->jiffs2;Nand->yaffs
現代工藝,出現壞塊機率不大,手機中一般只使用Nand Flash

2 Nor Flash

2.1 接口

   Nor Flash的接口爲RAM-Like,屬於內存類接口,故其包含有數據線、地址線、控制信號。Nor Flash可以像內存一樣讀,但是不能像內存一樣寫,需要做一些特殊的操作才能進行寫操作,讀只需像內存一樣讀很簡單。下圖爲接口示意圖:
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根據連線圖,發現A0接了LADDR1,是由於該款芯片位寬爲16位。對於計算機而言,讀取數據必然都是8bit的倍數。假設執行:
MOV R0, #3 @去地址爲3的內存上
LDRB R1, [R0] @ 從內存爲3的地址上,讀出一個字節
CPU發出0x00000003地址,經內存控制器,到芯片中接收到A(0) = 1;A(1) = 0;根據內存分佈也就是第一個地址空間的第3地址的數據。如下圖所示:
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簡言之,CPU發出的地址到具體的存儲芯片中會轉化爲地址空間,再去取相應地址值。所以在編程中對於16位寬操作需要左移1位。

2.2 規範

(1)jedec
   內核中實現定義了一個數組,通過比較ID,相同則使用
   探測簡單,但數組過於龐大
(2)CFI
   直接發送各種命令讀取芯片狀態(通用)
   進入CFI模式:往55H寫入98H

2.3 指令

   Nor Flash的操作需要寫入相應的命令,以MX29LV800BBTC爲例datasheet中給出了命令參數:
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注:
ADI :讀寫ID,A1=0,A0=0(manufacturer);A1=0,A0=1(device)
DDI :本款芯片ID:C2H(manufacturer);22DA/DA-top 225B/5B-bottom(device)
PA :內存地址位
PD :讀取PA的數據

3 Nand Flash

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