rom的工作原理

单⽚机中的ROM,RAM和FLASH的作⽤

ROM,RAM和FLASH的区别，下⾯主要是具体到他们在单⽚机中的作⽤。

⼀、ROM,RAM和FLASH在单⽚中的作⽤ROM——存储固化程序的（存放指令代码和⼀些固定数值，程序运⾏后不可改动）

c⽂件及h⽂件中所有代码、全局变量、局部变量、’const’限定符定义的常量数据、startup.asm⽂件中的代码（类似ARM中的bootloader或者

X86中的BIOS，⼀些低端的单⽚机是没有这个的）通通都存储在ROM中。

RAM——程序运⾏中数据的随机存取（掉电后数据消失）

整个程序中，所⽤到的需要被改写的量，都存储在RAM中，“被改变的量”包括全局变量、局部变量、堆栈段。

FLASH——存储⽤户程序和需要永久保存的数据。

例如：现在家⽤的电⼦式电度表，它的内核是⼀款单⽚机，该单⽚机的程序就是存放在ROM⾥的。电度表在⼯作过程中，是要运算数据

的，要采集电压和电流，并根据电压和电流计算出电度来。电压和电流时⼀个适时的数据，⽤户不关⼼，它只是⽤来计算电度⽤，计算完后

该次采集的数据就⽤完了，然后再采集下⼀次，因此这些值就没必要永久存储，就把它放在RAM⾥边。然⽽计算完的电度，是需要永久保存

的，单⽚机会定时或者在停电的瞬间将电度数存⼊到FLASH⾥。

⼆、ROM,RAM和FLASH在单⽚中的运作原理1、程序经过编译、汇编、链接后，⽣成hex⽂件；

2、⽤专⽤的烧录软件，通过烧录器将hex⽂件烧录到ROM中

注：这个时候的ROM中，包含所有的程序内容：⼀⾏⼀⾏的程序代码、函数中⽤到的局部变量、头⽂件中所声明的全局变量，const声明的

只读常量等，都被⽣成了⼆进制数据。

疑问：既然所有的数据在ROM中，那RAM中的数据从哪⾥来？什么时候CPU将数据加载到RAM中？会不会是在烧录的时候，已经将需要放

在RAM中数据烧录到了RAM中？

答：

（1）ROM是只读存储器，CPU只能从⾥⾯读数据，⽽不能往⾥⾯写数据，掉电后数据依然保存在存储器中；RAM是随机存储器，CPU既

一、

ROM(Read

Only

Memory)

ROM(Read

Only

Memory),

只读存储器。

用来存储和保存数据。

ROM

数据不能随意更新，

但是在任何时候都可以读取。即使是断电，

ROM

也能够保留数据。

ROM

也有很多种

:

PROM

是可编程一次性

(

无法修改

)

的

ROM;

EPROM

是紫外线可擦除可编程的

ROM

；

EEPROM

是电可擦除可编程的

ROM,

按字节进行删除和重写

,

写入时间很长，写入很慢

;

现在多用作非易失的数据存储器。

特点是可以随机访问和修改任何一个字节，

可以往每

个

bit

中写入

0

或者

1

。

这是最传统的一种

EEPROM

，

掉电后数据不丢失，

可以保存

100

年，可以擦写

100w

次。具有较高的可靠性，但是电路复杂

/

成本也高。因此目前的

EEPROM

都是几十千字节到几百千字节的，绝少有超过

512K

的。

二、

RAM(Random

Access

Memory)

RAM(Random

Access

Memory),

随机存取存储器。是与

CPU

直接交换数据的内部存储

器，也叫内存。它可以随时读写，而且速度很快，通常作为操作系统或其他正在运行中

的程序的临时数据存储媒介

,

当电源关闭时

RAM

不能保留数据。

RAM

可以进一步分为

静态

RAM

（

SRAM

）和动态内存（

DRAM

）两大类。

静态

RAM

（

Static

RAM/SRAM

）

:SRAM

速度非常快，不需要刷新电路即能保存数据，是

目前读写最快的存储设备了，但是集成度较低，非常昂贵，多用于

CPU

的一级缓存，

二级缓存

(L1/L2

Cache)

。

动态

RAM

（

Dynamic

RAM/DRAM

），

DRAM

保留数据的时间很短

(

需要内存刷新电路，

每隔一段时间，刷新充电一次，否则数据会消失

)

，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

rom的工作原理

ROM（只读存储器）是一种存储信息的电子元件，其工作原理可以简单概括如下：

1. ROM是一种非易失性存储器，它的存储内容在断电后不会丢失。这是因为ROM使用了特殊的存储技术，如电荷积累、熔断或双稳态触发器等，使得存储信息被物理上固定在ROM芯片内部。

2. ROM的存储内容是由制造厂商在芯片生产期间预先编程的，用户无法在使用过程中进行修改。这使得ROM适用于存储固定不变的信息，例如启动程序、固件和操作系统的关键部分等。

3. ROM的存储单元由许多存储位组成，每个存储位可以存储一个二进制数据（0或1）。这些存储位通过电子元器件（如晶体管）进行控制和访问。

4. 在读取存储内容时，ROM的存储位会根据输入的地址信号，将对应的数据位输出。通常采用地址解码器或多路选择器等电路来实现地址与数据位之间的映射关系。

5. 与随机存储器（RAM）不同，ROM的存储位只能读取，无法写入。这是由于ROM芯片内存储的信息是通过物理结构固定的，用户无法直接修改。

总结起来，ROM通过将信息永久地存储在芯片内部，并在需要时读取出来，实现了对固定信息的存储和访问。它在计算机和其他电子设备中广泛应用，承担着存储重要程序和数据的功能。

1 ROM的工作原理 - 电子技术

为简单起见，以图1所示的二极管存储器为例来说明ROM的工作原理。图1 二极管ROM电路 （1）存储阵列

存储阵列有条字线和四条位线，形成16个交叉点。通过在交叉点处接或没有接二极管，就可以在该点存1或存0，所以每点都是一个基本存储单元。例如，字线W0在两处与位线接有二极管。当W0被译码器选中为高电平（其余字线未选中均为低电平）时，两个二极管导通，使位线D2和D0为1，这相当于接有二极管的交叉点存1；而没有接二极管的另外两个交叉点，位线D3和D1为0，相当于未接二极管的交叉点存0。由于各基本存储单元的内容有二极管的分布决定，设计和制造时已完全确定不能改变，而且所存的信息不会因断电而消失。故ROM也称固定存储器。

（2）地址译码器

图示的是一个二极管译码器，我们知道，两位地址代码A1A0能确定四个不同的地址。根据译码电路的逻辑关系，地址译码器输出的四个地址分别是：

即当A1A0分别为00，01，10，11四种组合时，字线W0，W1，W2，W3分别为1而被选中。例如，当地址代码A1A0=00时，地址译码器中只有与字线W0相连的两个二极管的阴极同时为1，二极管“与”门输出W0=1（其余字线W1，W2，W3均为0）。于是，存储阵列输出的数据为D3D2D1D0=1010。

2 地址译码器具有如下特点：

（1）最小项译码

n个地址变量A0～An-1最小项的数目是N=2n，译码器的输出字线的数目也为N条：W0～WN-1。图10.1.2所示，当ROM地址译码器有两个输入地址代码A1和A0，全部最小项为。即共有N==4个最小项及4条字线，最小项其编号如表10.1.1所示。故地址译码器也是最小项译码器。四个地址的存储内容也列于表1中。

（2）N取1译码

这就是说，无论An-1…A1A0为何种取值，N条字线W0～WN-1中只能有一条为高电平。因此，地址译码器是N取1译码器。