Rôzne typy pamäťových modulov používaných v zabudovanom systéme

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Vstavaný systém využíva rôzne typy pamäťových modulov na širokú škálu úloh, ako je ukladanie softvérového kódu a pokyny pre hardvér. Tieto softvérové ​​kódy a pokyny sa používajú na naprogramujte mikrokontrolér .

Rôzne typy pamäte

Rôzne typy pamäte



Pamäťový modul je fyzické zariadenie, ktoré sa používa na dočasné alebo trvalé ukladanie programov alebo údajov na použitie v digitálnej elektronike. Vstavaný systém obsahuje rôzne druhy pamätí, z ktorých každá má svoj vlastný konkrétny režim činnosti. Efektívna pamäť zvyšuje výkon zabudovaných systémov.


2 typy pamäťových modulov

Rôzne typy pamäťových modulov pre akýkoľvek systém závisí od povahy aplikácie tohto systému. Pre systémy s nízkymi nákladmi sú požiadavky na výkon a kapacitu pamäte malé. Výber pamäťového modulu je najdôležitejšou požiadavkou pri navrhovaní a projekt založený na mikrokontroléri .



Vo vstavanom systéme je možné použiť nasledujúce všeobecné typy pamäťových modulov.

  • Prchavá pamäť
  • Nestála pamäť

Prchavý pamäťový modul - RAM

Prchavé pamäťové zariadenia sú typy pamäťových zariadení, ktoré uchovávajú svoj obsah, kým na ne nepríde napájanie.

Po vypnutí napájania tieto pamäte stratia svoj obsah.


Príkladom energeticky nezávislého pamäťového zariadenia je pamäť s náhodným prístupom (RAM).

Prchavý pamäťový modul-RAM

Prchavý pamäťový modul-RAM

Pamäťový čip RAM, označovaný ako hlavná pamäť, je úložné miesto, ktoré umožňuje rýchle ukladanie a rýchly prístup k informáciám z náhodného umiestnenia pomocou pamäťového modulu. Pamäťová bunka, do ktorej je možné získať prístup na prenos informácií do alebo z ľubovoľného požadovaného náhodného umiestnenia, sa nazýva pamäť s náhodným prístupom.

Pamäť RAM je navrhnutá so zbierkou úložných buniek. Každá bunka obsahuje buď BJT alebo MOSFET na základe typu pamäťového modulu. Napríklad do pamäte 4 * 4 RAM je možné uložiť 4 bitové informácie.

Každá inštrukcia riadku a stĺpca v tejto matici je pamäťovou bunkou. Každý blok označený BC predstavuje binárne bunky so svojimi 3 vstupmi a 1 výstupom. Každý blok pozostáva z 12 binárnych buniek.

Obvod interného ukladania údajov pre pamäť RAM

Pre každý blok pamäte je každý výstup slova z dekodéra výberovým vstupom. Dekodér je aktivovaný vstupom umožňujúcim pamäť. Keď je pin umožňujúci pamäť na logicky nízkej úrovni, všetky výstupy dekodéra sú na logicky nízkej úrovni a pamäť nevyberie žiadne slovo. Keď je aktivačný pin na vysokej logickej úrovni, paralelný výstup zodpovedajúci sériovému vstupu sa uvedie ako výber vstupu do každého pamäťového bloku.

Obvod interného ukladania údajov pre pamäťový čip RAM

Obvod interného ukladania údajov pre pamäťový čip RAM

Po výbere slova určuje operáciu kolík na čítanie a zápis pre každý blok. Pokiaľ je pin na čítanie / zápis na logicky nízkej úrovni, vstup sa zapíše do pamäťového bloku. Pokiaľ je pin na čítanie a zápis na logicky vysokej úrovni, výstup sa číta z každého bloku.

Nestála pamäť Memory-ROM

Trvalé pamäte sú trvalé typy pamäťových čipov, ktoré môžu vrátiť uložené informácie, aj keď je napájanie vypnuté. Príkladom energeticky nezávislého pamäťového zariadenia je pamäť iba na čítanie (ROM).

ROM znamená Pamäť iba na čítanie . ROM sa dá použiť iba na čítanie, ale nedá sa na ne zapisovať. Tieto pamäťové zariadenia sú stále.

Non-volatile memory-ROM Memory

Non-volatile memory-ROM Memory

Informácie sú počas výroby permanentne uložené v takýchto pamätiach. Pamäť ROM môže ukladať pokyny potrebné na spustenie počítača, keď je počítač napájaný. Táto operácia sa označuje ako bootstrap.

Pamäťová bunka ROM je navrhnutá s jediným tranzistorom. Pamäť ROM sa nepoužíva iba v počítačoch, ale aj v iných elektronických zariadeniach, ako sú ovládače, mikrovrny, práčky atď.

Rodina ROM je navrhnutá so zbierkou úložných buniek. Každá pamäťová bunka obsahuje buď bipolárny, alebo MOSFET tranzistor na základe typu pamäte.

Dostupné typy čipov RAM

Rodina RAM obsahuje dve dôležité pamäťové zariadenia, ktoré sú

Statická pamäť s náhodným prístupom (SRAM)

Pamäťový modul Static Random Access Memory je typ pamäte RAM, ktorá si zachováva dátové bity vo svojej pamäti, pokiaľ je napájané. Pamäť SRAM nie je potrebné pravidelne obnovovať. Statická RAM poskytuje rýchlejší prístup k údajom a je nákladnejšia ako DRAM.

Statická pamäť s náhodným prístupom (SRAM)

Statická pamäť s náhodným prístupom (SRAM)

Každý bit v SRAM je uložený v štyroch tranzistoroch, ktoré tvoria dva krížovo spojené invertory. Dve ďalšie tranzistory - typy slúžia na riadenie prístupu k úložným bunkám počas operácií čítania a zápisu. Typicky SRAM používa na uloženie každého pamäťového bitu šesť tranzistorov. Tieto úložné bunky majú dva stabilné stavy, ktoré sa používajú na označenie „0“ a „1“.

Výhody:

  • Externé pamäte SRAM poskytujú veľkú úložnú kapacitu ako pamäte na čipe.
  • Zariadenia SRAM možno nájsť dokonca v menších a väčších kapacitách.
  • Pamäte SRAM majú zvyčajne veľmi nízku latenciu a vysoký výkon.
  • Pamäť SRAM sa dá v porovnaní s inými pamäťami veľmi ľahko navrhnúť a prepojiť

Aplikácie:

  • Externý SRAM je dosť efektívny ako rýchlejší buffer pre stredne veľký blok dát. Môžete použiť externú SRAM na medzipamäť údajov, ktoré sa nezmestia do pamäte na čipe a vyžadujú nižšiu latenciu, ako poskytuje DRAM.
  • Ak váš systém vyžaduje blok pamäte väčší ako 10 MB, môžete zvážiť rôzne typy pamätí, napríklad SRAM.

Dynamická pamäť s náhodným prístupom:

Dynamická pamäť s náhodným prístupom je typom modulu RAM, ktorý ukladá každý bit dát do samostatného kondenzátora. Toto je efektívny spôsob ukladania údajov do pamäte, pretože na ich ukladanie je potrebný menší fyzický priestor.

Náhodná pamäť s dynamickým prístupom (DRAM)

Náhodná pamäť s dynamickým prístupom (DRAM)

Na konkrétnu veľkosť DRAM sa zmestí viac dát ako na čip SRAM s rovnakou veľkosťou. Kondenzátory v pamäti DRAM je potrebné neustále dobíjať, aby sa udržal ich nabitie. To je dôvod, prečo DRAM vyžaduje viac energie.

Každý pamäťový čip DRAM pozostáva z úložných miest alebo pamäťových buniek. Skladá sa z kondenzátora a tranzistora, ktoré môžu udržiavať aktívny alebo neaktívny stav. Každá bunka DRAM sa označuje ako bit.

Keď má DRAM bunka hodnotu v aktívnom stave „1“, nabitie je na vysokej úrovni. Keď má DRAM bunka hodnotu v neaktívnom stave „0“, je nabíjanie pod určitou úrovňou.

Výhody:

  • Skladovacia kapacita je veľmi vysoká
  • Je to lacné zariadenie

Aplikácie:

  • Slúži na ukladanie veľkého bloku dát
  • Používa sa pri vykonávaní kódu mikroprocesora
  • Aplikácie, kde sa vyžaduje prístup do pamäte s nízkou latenciou.

Druhy pamätí ROM

Rôzne typy pamäte v rodine ROM majú štyri dôležité pamäťové zariadenia, ktoré sú:

Programovateľná pamäť iba na čítanie:

Programovateľnú pamäť iba na čítanie (PROM) môže užívateľ zmeniť iba raz. PROM sa vyrába s radom poistiek. Čip je programovaný programátorom PROM, pričom niektoré poistky sú spálené. Otvorené poistky sa čítajú ako jednotky, zatiaľ čo spálené poistky sa čítajú ako nuly.

Programovateľná pamäť iba na čítanie

Programovateľná pamäť iba na čítanie

Vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie:

Vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie

Vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie

Vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie je jedným zo špeciálnych typov pamäťových modulov, ktoré je možné naprogramovať na opravu chýb mnohokrát. Môže si udržať svoj obsah, kým nie je vystavený ultrafialovému svetlu.

Ultrafialové svetlo vymaže jeho obsah a umožní tak programovať pamäť. Na zápis a vymazanie pamäťového čipu EPROM potrebujeme špeciálne zariadenie s názvom PROM programátor.

EPROM sa programuje vynútením elektrického náboja na malom kúsku polysilikónového kovu známom ako plávajúca hradla, ktorý sa nachádza v pamäťovej bunke. Keď je v tomto hradle prítomný náboj, je bunka naprogramovaná, to znamená, že pamäť obsahuje „0“. Ak v bráne nie je prítomný náboj, bunka nie je naprogramovaná, to znamená, že pamäť obsahuje „1“.

Elektricky mazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie :

EEPROM je užívateľsky upravený pamäťový čip iba na čítanie, ktorý je možné niekoľkokrát vymazať a naprogramovať.

Elektricky vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie

Elektricky vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie

Tieto pamäťové zariadenia sa používajú v počítačoch a iných elektronických zariadeniach na ukladanie malého množstva údajov, ktoré je potrebné uložiť po odpojení napájacieho zdroja. Obsah EEPROM sa vymaže vystavením elektrickému náboju.

Dáta EEPROM sa ukladajú a odstraňujú po jednom bajte údajov. Aby ste mohli upravovať, nie je potrebné vyberať EEPROM z počítača. Zmena obsahu nevyžaduje ďalšie vybavenie.

Moderná EEPROM umožňuje viacbajtové operácie so stránkami a má obmedzenú životnosť. EEPROM je možné navrhnúť na 10 až 1 000 cyklov zápisu. Po dokončení počtu operácií zápisu EEPROM prestane fungovať.

EEPROM je úložné zariadenie, ktoré je možné implementovať s menším počtom štandardov v dizajne buniek. Bežnejšia bunka sa skladá z dvoch tranzistorov. Skladovací tranzistor má pohyblivý merač podobný EPROM. EEPROM majú dve rodiny, ktoré sú sériové EEPROM a paralelné EEPROM. Paralelná EEPROM je rýchlejšia a lacnejšia ako sériová pamäť.

Flash pamäť:

Flash pamäť je najbežnejšie používaným zariadením pre elektroniku a počítačové zariadenia. Flash pamäť patrí medzi špeciálne typy pamätí, ktoré je možné vymazať a programovať pomocou bloku údajov. Pamäť flash uchováva svoje údaje aj bez napájania. Flash pamäť je populárna, pretože pracuje rýchlo a efektívne ako EEPROM.

Flash pamäť

Flash pamäť

Flash pamäťový modul je navrhnutý pre asi 100 000 - 10 000 000 cyklov zápisu. Hlavným obmedzením pamäte flash je počet zápisov dát do nej. Dáta je možné načítať z pamäte Flash toľkokrát, koľkokrát je potrebné, ale po určitom počte operácií zápisu prestanú fungovať.

Pamäť na čipe

Pamäť On-Chip sa označuje akýmkoľvek pamäťovým modulom, ako sú RAM, ROM alebo iné pamäte, ale ktorý fyzicky končí na samotnom mikrokontroléri. Iné mikrokontroléry - typy ako 8051 mikrokontrolér má obmedzenú pamäť On-Chip ROM. Má však schopnosť rozšírenia na maximálne 64 kB externej pamäte ROM a 64 kB externej pamäte RAM.

Pamäť na čipe

Pamäť na čipe

Pin / EA sa používa na riadenie externých a interných pamätí mikrokontroléra. Ak je / EA pin pripojený na 5V, potom sa dáta načítajú do alebo z internej pamäte mikrokontroléra. Keď je pin / EA pripojený k zemi, dáta sa načítajú do alebo z externých pamätí.

Dúfam, že už musíte jasne chápať rôzne typy pamäte. Tu je pre vás základná otázka - Navrhnúť akýkoľvek zabudovaný systém, ktorý typ pamäte ROM a RAM sa zvyčajne používa a prečo?

Odpovede odpovedzte v sekcii komentárov nižšie.

Fotografický kredit:

Rôzne typy pamäťových modulov podľa klbict
Prchavý pamäťový modul-RAM od wikimedia
Nestála pamäťový modul - pamäť ROM podľa hniezdo
Statická pamäť s náhodným prístupom podľa 2.bp.blogspot
Dynamická pamäť s náhodným prístupom podľa priamy priemysel
Programovateľná pamäť iba na čítanie dotieravý
Vymazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie qcwo
Elektricky mazateľná programovateľná pamäť iba na čítanie netopiere
Flash pamäť od encrypted-tbn1.gstatic