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ROM,PROM,EPROM,EEPROM,FLASH;RAM,SRAM,DRAM,SDRAM,DDR SDRAM(储存器分类及其工作原理)
我就是我lxw | 2013-01-28 13:38:37    阅读:6002   发布文章
ROM和RAM指的都是半导体存储器,ROM是Read Only Memory的缩写,RAM是Random Access Memory的缩写。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据,而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据,典型的RAM就是计算机的内存。

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ROM
ROM指的是“只读存储器”,即Read-Only Memory。这是一种线路最简单半导体电路,通过掩模工艺, 一次性制造,其中的代码与数据将永久保存,不能进行修改。在微机的发展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只读存储器)中。如果发现内部数据有错,则只有舍弃不用,重新订做一份。

PROM
PROM指的是“可编程只读存储器”既Programmable Red-Only Memory。这样的产品只允许写入一次,所以也被称为“一次可编程只读存储器”(One Time Progarmming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。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。PROM一旦写入后无法修改,若是出了错误,已写入的芯片只能报废。

EPROM
EPROM指的是“可擦写可编程只读存储器”,即Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的特点是具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程,但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到阳光直射。

EEPROM
EEPROM指的是“电可擦除可编程只读存储器”,即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。它的最大优点是可直接用电信号擦除,也可用电信号写入。鉴于EPROM操作的不便,后来出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备,它是以电子信号来修改其内容的,而且是以Byte为最小修改单位,不必将资料全部洗掉才能写入,彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EEPROM在写入数据时,仍要利用一定的编程电压,此时,只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容,所以,它属于双电压芯片。 借助于EEPROM芯片的双电压特性,可以使BIOS具有良好的防毒功能,在升级时,把跳线开关打至“ON”的位置,即给芯片加上相应的编程电压,就可以方便地升级;平时使用时,则把跳线开关打至“OFF”的位置,防止病毒对BIOS芯片的非法修改。

Flash ROM

Flash ROM指的是“闪存”,所谓“闪存”,它也是一种非易失性的内存,属于EEPROM的改进产品,Flash属于真正的 单电压芯片,它的读和写操作都是在单电压下进行。它的最大特点是必须按块(Block或Sector)擦除(每个区块的大小不定,不同厂家的产品有不同的规格), 而EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。Flash ROM 是利用浮置栅上的电容存储电荷来保存信息,因为浮置栅不会漏电,所以断电后信息仍然可以保存。Flash ROM的存储容量普遍大于EEPROM,约为512K到至8M KBit,由于大批量生产,价格也比较合适,很适合用来存放程序码,近年来已逐渐取代了EEPROM,广泛用于主板的BIOS ROM。另外,它还主要用于U盘,Mp3等需要大容量且断电不丢数据的设备。


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RAM 有两大类
1) 静态RAM(Static RAM / SRAM),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。
2) 动态RAM(Dynamic RAM / DRAM),DRAM保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快,但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多,计算机内存就是DRAM的。

DRAM分为很多种,常见的主要有FPRAM / FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等。其中DDR RAM(Double-Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM,这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的, 不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据,这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存,在很多高端的显卡上,也配备了高速DDR RAM来提高带宽,这可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。

RAM工作原理

SRAM利用寄存器来存储信息,所以一旦掉电,资料就会全部丢失,只要供电,它的资料就会一直存在,不需要动态刷新,所以叫静态随机存储器。
DRAM 利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息,一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,由于栅极漏电,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这样会造成数据丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于 1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。这也是DRAM中的D(Dynamic动态)的意思。由于DRAM只使用一个MOS管来存信息,所以集成度可以很高,容量能够做的很大。SDRAM比它多了一个与CPU时钟同步。
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