Ένα ενσωματωμένο σύστημα χρησιμοποιεί διαφορετικούς τύπους μονάδων μνήμης για ένα ευρύ φάσμα εργασιών, όπως αποθήκευση κώδικα λογισμικού και οδηγίες για υλικό. Αυτοί οι κωδικοί λογισμικού και οδηγίες χρησιμοποιούνται για προγραμματίστε τον μικροελεγκτή .
Διαφορετικοί τύποι μνήμης
Μια μονάδα μνήμης είναι μια φυσική συσκευή που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προγραμμάτων ή δεδομένων σε προσωρινή ή μόνιμη βάση για χρήση σε ψηφιακά ηλεκτρονικά. Υπάρχουν διαφορετικές ποικιλίες αναμνήσεων στο ενσωματωμένο σύστημα, καθεμία από τις οποίες έχει τον δικό της συγκεκριμένο τρόπο λειτουργίας. Μια αποτελεσματική μνήμη αυξάνει την απόδοση των ενσωματωμένων συστημάτων.
2 τύποι μονάδων μνήμης
Διαφορετικοί τύποι μονάδων μνήμης για οποιοδήποτε σύστημα εξαρτάται από τη φύση της εφαρμογής αυτού του συστήματος. Οι απαιτήσεις απόδοσης και ικανότητας μνήμης είναι μικρές για συστήματα χαμηλού κόστους. Η επιλογή μιας μονάδας μνήμης είναι η πιο κρίσιμη απαίτηση στο σχεδιασμό ενός έργο με βάση μικροελεγκτή .
Οι ακόλουθοι γενικοί τύποι μονάδας μνήμης μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ένα ενσωματωμένο σύστημα.
- Πτητική μνήμη
- Μη-πτητική μνήμη
Μονάδα πτητικής μνήμης - RAM
Οι συσκευές πτητικής μνήμης είναι τύποι συσκευών αποθήκευσης που διατηρούν το περιεχόμενό τους έως ότου εφαρμοστεί ισχύ σε αυτές.
Όταν απενεργοποιείται η τροφοδοσία, αυτές οι αναμνήσεις χάνουν το περιεχόμενό τους.
Ένα παράδειγμα συσκευής πτητικής μνήμης είναι η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (RAM)
Μονάδα πτητικής μνήμης-RAM
Το τσιπ μνήμης RAM, που αναφέρεται ως κύρια μνήμη, είναι μια θέση αποθήκευσης που επιτρέπει την αποθήκευση και την πρόσβαση των πληροφοριών γρήγορα από τυχαία θέση με τη μονάδα μνήμης. Το κελί μνήμης στο οποίο μπορείτε να έχετε πρόσβαση για μεταφορά πληροφοριών προς ή από οποιαδήποτε επιθυμητή τυχαία θέση ονομάζεται Μνήμη τυχαίας προσπέλασης.
Μια μνήμη RAM έχει σχεδιαστεί με μια συλλογή κελιών αποθήκευσης. Κάθε κελί περιέχει είτε BJT είτε MOSFET με βάση τον τύπο της μονάδας μνήμης. Για παράδειγμα, η μνήμη RAM 4 * 4 μπορεί να αποθηκεύσει 4 bit πληροφοριών.
Κάθε εντολή μιας σειράς και στήλης σε αυτόν τον πίνακα είναι ένα κελί μνήμης. Κάθε μπλοκ με την ένδειξη BC, αντιπροσωπεύει τα δυαδικά κελιά με τις 3 εισόδους και 1 έξοδο. Κάθε μπλοκ αποτελείται από 12 δυαδικά κελιά.
Εσωτερικό κύκλωμα αποθήκευσης δεδομένων για μνήμη RAM
Σε κάθε μπλοκ μνήμης, κάθε έξοδος λέξης από τον αποκωδικοποιητή είναι η επιλεγμένη είσοδος. Ο αποκωδικοποιητής ενεργοποιείται με την είσοδο ενεργοποίησης μνήμης. Όταν ο πείρος ενεργοποίησης μνήμης βρίσκεται σε λογικό χαμηλό επίπεδο, όλες οι έξοδοι του αποκωδικοποιητή είναι σε λογικό χαμηλό επίπεδο και η μνήμη δεν επιλέγει καμία λέξη. Όταν ο ακροδέκτης ενεργοποίησης βρίσκεται σε λογικό υψηλό επίπεδο, η παράλληλη έξοδος που αντιστοιχεί στη σειριακή είσοδο δίνεται ως επιλεγμένη είσοδος σε κάθε μπλοκ μνήμης.
Εσωτερικό κύκλωμα αποθήκευσης δεδομένων για τσιπ μνήμης RAM
Μόλις επιλεγεί η λέξη, ο πείρος ανάγνωσης και εγγραφής για κάθε μπλοκ, καθορίζει τη λειτουργία. Εάν ο πείρος ανάγνωσης / εγγραφής βρίσκεται σε χαμηλό επίπεδο λογικής, η είσοδος εγγράφεται στο μπλοκ μνήμης. Εάν ο πείρος ανάγνωσης / εγγραφής βρίσκεται σε λογικό υψηλό επίπεδο, η έξοδος διαβάζεται από κάθε μπλοκ.
Μη πτητική μνήμη-Μνήμη ROM
Οι μη πτητικές μνήμες είναι μόνιμοι τύποι αποθήκευσης τσιπ μνήμης που μπορούν να πάρουν πίσω αποθηκευμένες πληροφορίες ακόμα και όταν η τροφοδοσία είναι απενεργοποιημένη. Ένα παράδειγμα μη πτητικής συσκευής μνήμης είναι η μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM).
Το ROM σημαίνει Μόνο ανάγνωση μνήμης . Το ROM μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για ανάγνωση, αλλά δεν μπορεί να γραφτεί. Αυτές οι συσκευές μνήμης δεν είναι πτητικές.
Μη πτητική μνήμη-Μνήμη ROM
Οι πληροφορίες αποθηκεύονται μόνιμα σε τέτοιες αναμνήσεις κατά την κατασκευή. Το ROM μπορεί να αποθηκεύσει οδηγίες που απαιτούνται για την εκκίνηση του υπολογιστή όταν παρέχεται τροφοδοσία στον υπολογιστή. Αυτή η λειτουργία αναφέρεται ως bootstrap.
Ένα κελί μνήμης ROM έχει σχεδιαστεί με ένα μόνο τρανζίστορ. Η μνήμη ROM δεν χρησιμοποιείται μόνο στους υπολογιστές αλλά και σε άλλες ηλεκτρονικές συσκευές, όπως ελεγκτές, φούρνοι μικροκυμάτων, πλυντήρια κ.λπ.
Μια οικογένεια ROM έχει σχεδιαστεί με συλλογή κελιών αποθήκευσης. Κάθε κελί μνήμης περιέχει διπολικό ή MOSFET τρανζίστορ βάσει τύπων μνήμης.
Διαθέσιμοι τύποι τσιπ RAM
Η οικογένεια RAM περιλαμβάνει δύο σημαντικές συσκευές μνήμης που είναι
Μνήμη στατικής τυχαίας προσπέλασης (SRAM)
Η μονάδα Static Random Access Memory είναι ένας τύπος μνήμης RAM που διατηρεί τα bits δεδομένων στη μνήμη της για όσο διάστημα τροφοδοτείται. Το SRAM δεν χρειάζεται να ανανεώνεται περιοδικά. Η στατική μνήμη RAM παρέχει ταχύτερη πρόσβαση στα δεδομένα και είναι πιο ακριβή από το DRAM.
Μνήμη στατικής τυχαίας προσπέλασης (SRAM)
Κάθε bit σε ένα SRAM αποθηκεύεται σε τέσσερα τρανζίστορ που σχηματίζουν δύο σταυρωτά συνδεδεμένους μετατροπείς. Δύο επιπλέον τρανζίστορ - τύποι χρησιμεύει για τον έλεγχο της πρόσβασης στα κελιά αποθήκευσης κατά τις εργασίες ανάγνωσης και εγγραφής. Ένα τυπικό SRAM χρησιμοποιεί έξι τρανζίστορ για να αποθηκεύσει κάθε bit μνήμης. Αυτά τα αποθηκευτικά κελιά έχουν δύο σταθερές καταστάσεις οι οποίες χρησιμοποιούνται για την ένδειξη «0» και «1».
Πλεονεκτήματα:
- Το εξωτερικό SRAM παρέχει μεγάλες δυνατότητες αποθήκευσης από τις μνήμες on-chip.
- Οι συσκευές SRAM μπορούν να βρεθούν ακόμη και σε μικρότερες και μεγαλύτερες χωρητικότητες.
- Τα SRAM έχουν συνήθως πολύ χαμηλό λανθάνοντα χρόνο και υψηλή απόδοση.
- Η μνήμη SRAM μπορεί να σχεδιαστεί και να διασυνδεθεί πολύ εύκολα σε σύγκριση με άλλες μνήμες
Εφαρμογές:
- Το εξωτερικό SRAM είναι αρκετά αποτελεσματικό ως ταχύτερο buffer για μεσαίου μεγέθους μπλοκ δεδομένων. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε εξωτερικό SRAM για να αποθηκεύσετε δεδομένα που δεν ταιριάζουν στη μνήμη on-chip και απαιτεί χαμηλότερη καθυστέρηση από ό, τι παρέχει το DRAM.
- Εάν το σύστημά σας απαιτεί ένα μπλοκ μνήμης μεγαλύτερο από 10 MB, μπορείτε να εξετάσετε διαφορετικούς τύπους αναμνήσεων όπως το SRAM.
Δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης:
Η δυναμική μνήμη τυχαίας προσπέλασης είναι ένας τύπος μονάδας RAM που αποθηκεύει κάθε bit δεδομένων σε ξεχωριστό πυκνωτή. Αυτός είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος αποθήκευσης των δεδομένων στη μνήμη, επειδή απαιτεί λιγότερο φυσικό χώρο για την αποθήκευση των δεδομένων.
Τυχαία μνήμη δυναμικής πρόσβασης (DRAM)
Ένα συγκεκριμένο μέγεθος DRAM μπορεί να διατηρήσει περισσότερες ποσότητες δεδομένων από ένα τσιπ SRAM με το ίδιο μέγεθος. Οι πυκνωτές στο DRAM πρέπει να επαναφορτίζονται συνεχώς για να διατηρήσουν τη φόρτιση τους. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το DRAM απαιτεί περισσότερη ισχύ.
Κάθε τσιπ μνήμης DRAM αποτελείται από θέσεις αποθήκευσης ή κελιά μνήμης. Αποτελείται από πυκνωτή και τρανζίστορ που μπορούν να κρατήσουν είτε ενεργή είτε ανενεργή κατάσταση. Κάθε κελί DRAM αναφέρεται ως bit.
Όταν το κελί DRAM διατηρεί μια τιμή στην ενεργή κατάσταση «1», η φόρτιση είναι σε υψηλή κατάσταση. Όταν το κελί DRAM διατηρεί μια τιμή σε ανενεργή κατάσταση «0», η φόρτιση είναι κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο.
Πλεονεκτήματα:
- Η χωρητικότητα αποθήκευσης είναι πολύ υψηλή
- Είναι μια συσκευή χαμηλού κόστους
Εφαρμογές:
- Χρησιμοποιείται για την αποθήκευση μεγάλων ομάδων δεδομένων
- Χρησιμοποιείται στην εκτέλεση κώδικα μικροεπεξεργαστή
- Εφαρμογές όπου απαιτείται πρόσβαση στη μνήμη χαμηλού λανθάνοντος χρόνου.
Τύποι μνήμης ROM
Διαφορετικοί τύποι μνήμης στην οικογένεια ROM έχουν τέσσερις σημαντικές συσκευές μνήμης που είναι:
Προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση:
Η προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (PROM) μπορεί να τροποποιηθεί μόνο μία φορά από τον χρήστη. Το PROM κατασκευάζεται με σειρά ασφαλειών. Το τσιπ προγραμματίζεται από τον προγραμματιστή PROM όπου καίγονται ορισμένες ασφάλειες. Οι ανοιχτές ασφάλειες διαβάζονται ως αυτές, ενώ οι καμένες ασφάλειες διαβάζονται ως μηδενικά.
Προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση
Διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση:
Διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση
Η διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση είναι ένας από τους ειδικούς τύπους μονάδων μνήμης που μπορούν να προγραμματιστούν πολλές φορές για τη διόρθωση των σφαλμάτων. Μπορεί να διατηρήσει το περιεχόμενό του έως ότου εκτεθεί σε υπεριώδες φως.
Το υπεριώδες φως διαγράφει τα περιεχόμενά του καθιστώντας δυνατό τον προγραμματισμό της μνήμης. Για να γράψουμε και να διαγράψουμε το τσιπ μνήμης EPROM, χρειαζόμαστε μια ειδική συσκευή που ονομάζεται προγραμματιστής PROM.
Το EPROM προγραμματίζεται με την επιβολή ηλεκτρικού φορτίου σε ένα μικρό κομμάτι από μεταλλικό πολυ πυρίτιο γνωστό ως πλωτή πύλη, το οποίο βρίσκεται στο κελί μνήμης. Όταν υπάρχει φόρτιση σε αυτήν την πύλη, το κελί είναι προγραμματισμένο, δηλαδή η μνήμη περιέχει «0». Όταν δεν υπάρχει φόρτιση στην πύλη, το κελί δεν έχει προγραμματιστεί, δηλαδή η μνήμη περιέχει «1».
Ηλεκτρική διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση :
Το EEPROM είναι ένα τσιπ μνήμης μόνο για ανάγνωση τροποποιημένο από το χρήστη και μπορεί να διαγραφεί και να προγραμματιστεί για αρκετές φορές.
Ηλεκτρικά διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση
Αυτές οι συσκευές μνήμης χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές και άλλες ηλεκτρονικές συσκευές για την αποθήκευση μικρού όγκου δεδομένων που πρέπει να αποθηκευτούν κατά την αφαίρεση του τροφοδοτικού. Το περιεχόμενο της EEPROM διαγράφεται εκθέτοντάς το σε ηλεκτρικό φορτίο.
Τα δεδομένα EEPROM αποθηκεύονται και αφαιρούνται 1 byte δεδομένων κάθε φορά. Το EEPROM δεν χρειάζεται να αφαιρεθεί από τον υπολογιστή για να τροποποιηθεί. Η αλλαγή του περιεχομένου δεν απαιτεί τον πρόσθετο εξοπλισμό.
Το σύγχρονο EEPROM επιτρέπει τη λειτουργία πολλαπλών σελίδων byte και έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής. Το EEPROM μπορεί να σχεδιαστεί από 10 έως 1000 κύκλους εγγραφής. Όταν ολοκληρωθεί ο αριθμός των εργασιών εγγραφής, το EEPROM σταματά να λειτουργεί.
Το EEPROM είναι μια συσκευή αποθήκευσης που μπορεί να εφαρμοστεί με λιγότερα πρότυπα στη σχεδίαση κυψελών. Το πιο κοινό κελί αποτελείται από δύο τρανζίστορ. Το τρανζίστορ αποθήκευσης έχει κυμαινόμενο μετρητή παρόμοιο με το EPROM. Τα EEPROM έχουν δύο οικογένειες που είναι σειριακές EEPROM και παράλληλες EEPROM. Το παράλληλο EEPROM είναι ταχύτερο και οικονομικότερο από τη σειριακή μνήμη.
Μνήμη Flash:
Η μνήμη flash είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή για ηλεκτρονικές συσκευές και συσκευές υπολογιστή. Η μνήμη flash είναι από τους ειδικούς τύπους μνήμης που μπορούν να διαγραφούν και να προγραμματιστούν με ένα μπλοκ δεδομένων. Η μνήμη flash διατηρεί τα δεδομένα της ακόμη και χωρίς καθόλου ισχύ. Η μνήμη flash είναι δημοφιλής επειδή λειτουργεί γρήγορα και αποτελεσματικά από το EEPROM.
Μνήμη Flash
Η μονάδα μνήμης flash έχει σχεδιαστεί για περίπου 100000 -10000000 κύκλους εγγραφής. Ο κύριος περιορισμός στη μνήμη flash είναι πόσες φορές τα δεδομένα μπορούν να γραφτούν σε αυτήν. Τα δεδομένα μπορούν να διαβαστούν από τη μνήμη flash όσες φορές επιθυμείτε, αλλά μετά από έναν ορισμένο αριθμό εργασιών εγγραφής, θα σταματήσει να λειτουργεί.
Μνήμη On-Chip
Η μνήμη On-Chip αναφέρεται σε οποιαδήποτε μονάδα μνήμης όπως RAM, ROM ή άλλες μνήμες, αλλά εξέρχεται φυσικά στον ίδιο τον μικροελεγκτή. Διαφορετικός μικροελεγκτές - τύποι όπως ο 8051 μικροελεγκτής έχει περιορισμένη μνήμη On-Chip ROM. Ωστόσο, έχει τη δυνατότητα επέκτασης έως 64KB εξωτερικής μνήμης ROM και 64KB εξωτερικής μνήμης RAM.
Μνήμη on-chip
Ο ακροδέκτης / EA χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των εξωτερικών και εσωτερικών αναμνήσεων του μικροελεγκτή. Εάν ο ακροδέκτης EA είναι συνδεδεμένος σε 5V, τότε τα δεδομένα ανακτώνται από ή προς την εσωτερική μνήμη του μικροελεγκτή. Όταν ο ακροδέκτης EA είναι συνδεδεμένος στο έδαφος, τα δεδομένα ανακτώνται από ή προς τις εξωτερικές μνήμες.
Ελπίζω μέχρι τώρα να έχετε μια σαφή κατανόηση για διαφορετικούς τύπους μνήμης. Εδώ είναι μια βασική ερώτηση για εσάς - Για να σχεδιάσετε οποιοδήποτε ενσωματωμένο σύστημα, ποιος τύπος ROM και RAM χρησιμοποιείται συνήθως και γιατί;
Δώστε τις απαντήσεις σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
Δικαιώματα φωτογραφίας:
Διαφορετικοί τύποι μονάδων μνήμης από κλαμπτ
Μονάδα πτητικής μνήμης-RAM από wikimedia
Μη πτητική μονάδα μνήμης-μνήμη ROM από φωλιά
Στατική μνήμη τυχαίας πρόσβασης από 2. bp.blogspot
Δυναμική μνήμη τυχαίας πρόσβασης από άμεση βιομηχανία
Προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση από Τόκ
Διαγράψιμη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση από qcwo
Ηλεκτρική Διαγράψιμη Προγραμματιζόμενη Μνήμη Μόνο για Ανάγνωση από νυχτερίδες
Μνήμη Flash από κρυπτογραφημένο-tbn1.gstatic
