flash 存储器分类
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STM32学习笔记-Flash做为存储器储存数据说到STM32的FLSAH,我们的第一反应是用来装程序的,实际上,STM32的片内FLASH不仅用来装程序,还用来装芯片配置、芯片ID、自举程序等等。
当然, FLASH 还可以用来装数据。
自己收集了一些资料,现将这些资料总结了一下,不想看的可以直接调到后面看怎么操作就可以了。
FLASH分类根据用途,STM32片内的FLASH分成两部分:主存储块、信息块。
主存储块用于存储程序,我们写的程序一般存储在这里。
信息块又分成两部分:系统存储器、选项字节。
系统存储器存储用于存放在系统存储器自举模式下的启动程序(BootLoader),当使用ISP方式加载程序时,就是由这个程序执行。
这个区域由芯片厂写入BootLoader,然后锁死,用户是无法改变这个区域的。
选项字节存储芯片的配置信息及对主存储块的保护信息。
FLASH的页面STM32的FLASH主存储块按页组织,有的产品每页1KB,有的产品每页2KB。
页面典型的用途就是用于按页擦除FLASH。
从这点来看,页面有点像通用FLASH 的扇区。
STM32产品的分类STM32根据FLASH主存储块容量、页面的不同,系统存储器的不同,分为小容量、中容量、大容量、互联型,共四类产品。
小容量产品主存储块1-32KB,每页1KB。
系统存储器2KB。
中容量产品主存储块64-128KB,每页1KB。
系统存储器2KB。
大容量产品主存储块256KB以上,每页2KB。
系统存储器2KB。
互联型产品主存储块256KB以上,每页2KB。
系统存储器18KB。
对于具体一个产品属于哪类,可以查数据手册,或根据以下简单的规则进行区分:STM32F101xx、STM32F102xx 、STM32F103xx产品,根据其主存储块容量,一定是小容量、中容量、大容量产品中的一种,STM32F105xx、STM32F107xx是互联型产品。
互联型产品与其它三类的不同之处就是BootLoader的不同,小中大容量产品的BootLoader只有2KB,只能通过USART1进行ISP,而互联型产品的BootLoader有18KB,能通过USAT1、4、CAN等多种方式进行ISP。
flash存储阵列结构及存储原理Flash存储阵列结构及存储原理一、引言随着信息技术的快速发展,存储设备变得越来越重要。
在各种存储设备中,Flash存储器由于其高速、低功耗、可靠性高等特点而备受青睐。
本文将介绍Flash存储阵列的结构和存储原理。
二、Flash存储阵列的结构Flash存储阵列是由多个Flash存储芯片组成的,它们通过控制器相互连接。
一个Flash存储芯片通常由多个存储单元组成,每个存储单元都可以存储一个比特的数据。
为了提高存储密度,每个存储单元通常还可以存储多个比特的数据。
Flash存储阵列通常采用多级存储结构,将多个存储单元组成一个块,多个块组成一个页,多个页组成一个主存储区。
每个存储单元都有一个唯一的地址,可以通过地址来访问和操作其中的数据。
三、Flash存储原理1. 存储过程Flash存储器使用非易失性存储技术,它可以在断电后保持存储的数据不丢失。
在写入数据时,Flash存储器需要先擦除一个块,然后再将数据写入。
擦除是一个相对较慢的过程,一般需要几毫秒甚至更长的时间。
因此,Flash存储器的写入速度相对较慢。
而读取数据时,Flash存储器可以直接访问存储单元,速度较快。
2. 坏块管理随着Flash存储芯片使用时间的增加,由于擦除和写入操作的限制,存储单元可能会出现坏块。
坏块是指由于某些原因,存储单元无法正常擦除或写入数据的情况。
为了保证数据的可靠性和存储效率,Flash存储阵列需要进行坏块管理。
坏块管理通常通过在控制器中维护一个坏块表来实现,将出现坏块的存储单元标记为不可用,从而避免对坏块进行读写操作。
3. 数据安全性由于Flash存储器的特殊性,当出现断电或异常情况时,存储单元中的数据可能会丢失或损坏。
为了保证数据的安全性,Flash存储阵列通常采用错误检测和纠正编码技术。
这些技术可以检测和纠正存储单元中的错误,从而提高数据的可靠性。
4. 读写算法Flash存储器采用的读写算法对于性能和寿命有着重要影响。
flash存储器原理Flash存储器原理。
Flash存储器是一种非易失性存储器,它使用了一种称为闪存的技术,可以在断电后仍然保持数据。
它通常用于嵌入式系统、移动设备和存储卡等产品中。
Flash存储器的原理非常复杂,它涉及到许多物理和电子学的知识。
在本文中,我们将深入探讨Flash存储器的原理,帮助读者更好地理解这一技术。
Flash存储器的工作原理主要基于两种不同的技术,NAND和NOR。
NAND和NOR是两种不同的存储单元结构,它们分别适用于不同的应用场景。
NAND适用于大容量、高速度的存储,而NOR适用于低容量、低速度的存储。
这两种技术都是基于晶体管的工作原理,但它们的结构和工作方式有所不同。
NAND存储器是一种串行存储器,它使用了串行连接的晶体管结构来存储数据。
NAND存储器的每个存储单元都是一个晶体管,通过控制晶体管的导通和截断来实现数据的读写操作。
NAND存储器的存储密度很高,可以存储大量的数据,因此被广泛应用于固态硬盘和存储卡等产品中。
NOR存储器是一种并行存储器,它使用了并行连接的晶体管结构来存储数据。
NOR存储器的每个存储单元都是一个晶体管,通过控制晶体管的导通和截断来实现数据的读写操作。
NOR存储器的读取速度比NAND存储器快,但存储密度较低,因此适用于低容量、低速度的存储需求。
除了NAND和NOR存储器,还有一种称为EEPROM的存储器技术,它是一种可擦除可编程只读存储器。
EEPROM存储器可以通过电子擦除操作来擦除存储的数据,然后再进行编程操作来写入新的数据。
EEPROM存储器的擦除和编程操作都是通过电子信号来实现的,因此它是一种非易失性存储器。
总的来说,Flash存储器的原理涉及到晶体管的工作原理、存储单元的结构和连接方式,以及擦除和编程操作的实现方式。
通过深入理解这些原理,我们可以更好地应用Flash存储器技术,设计出更加高效、可靠的存储产品。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。
存储芯片分类存储芯片是计算机系统中常见的一种主要硬件设备,用于存储和读取数据。
根据不同的工作原理和使用场景,存储芯片可以分为多种不同的类型。
下面将介绍几种比较常见的存储芯片分类。
一、随机存取存储器(RAM)随机存取存储器,即RAM(Random Access Memory),是指可以按照任意顺序访问的存储器。
RAM芯片根据存储单元的基本结构和工作方式的不同,可以分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)两大类。
1. 静态RAM(SRAM)静态RAM(SRAM)在存储每一位数据时,使用一个触发器来存储,因此读写速度快,且不需要刷新操作。
但是,由于每个触发器需要多个晶体管,所以芯片密度较低,成本也较高。
静态RAM主要用于高速缓存存储器等需要快速读写的应用。
2. 动态RAM(DRAM)动态RAM(DRAM)使用电容来存储每一位数据。
虽然动态RAM的存储单元比静态RAM简单,因此可以实现更高的芯片密度,但是电容容易失去电荷,需要定期进行刷新操作,因此读写速度相对较慢。
动态RAM广泛应用于主存储器等大容量存储需求较高的环境。
二、只读存储器(ROM)只读存储器,即ROM(Read-Only Memory),是指在制造过程中被烧写或者写入之后就无法再次修改的存储器。
根据ROM芯片的工作原理和可修改性,可以将ROM分为多种不同类型。
1. 掩模式只读存储器(Mask ROM)掩模式只读存储器(Mask ROM)在制造过程中被烧写了数据,一旦烧写完成后就无法再次修改。
掩模式只读存储器的成本比较低,但是需要在设计阶段提前确定需要存储的内容。
2. 可编程只读存储器(Programmable ROM)可编程只读存储器(Programmable ROM)可以在生产过程中通过特定的设备进行一次性的编程。
可编程只读存储器的成本比较低,但是编程过程不可逆。
3. 电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM)电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,EEPROM)可以通过电压调节擦除和编程操作,可以多次擦写和编程。
一、简介1.1 STM32F429芯片概述STM32F429是STMicroelectronics公司推出的一款高性能ARM Cortex-M4内核的微控制器芯片。
它集成了丰富的外设和接口,适用于各种应用场景,包括工业控制、消费电子、通信设备等领域。
1.2 Flash存储器简介Flash存储器是嵌入式系统中常用的一种非易失性存储器,用于存储程序代码、数据和配置信息。
在STM32F429芯片中,Flash存储器具有较大的存储容量,可以满足复杂应用的需求。
如何正确、高效地进行Flash编程成为嵌入式开发中的重要问题。
二、Flash编程原理2.1 Flash存储器结构STM32F429的Flash存储器分为多个扇区,每个扇区的大小可以不同。
通常情况下,Flash存储器被划分为两部分:主存储器和系统存储器。
主存储器用于存储应用程序代码和数据,而系统存储器用于存储BootLoader和配置信息。
2.2 Flash编程原理在STM32F429芯片上进行Flash编程需要通过专门的编程算法和接口进行操作。
常见的编程接口包括JTAG/SWD接口和串行接口。
编程算法通常由芯片厂商提供,开发人员可以根据具体的需求选择合适的算法进行Flash编程。
三、Flash编程工具3.1 ST-LinkST-Link是STMicroelectronics公司推出的一款专门用于STM32系列芯片的调试和编程工具。
它支持多种接口,包括JTAG、SWD和串行接口,可以满足不同需求的开发者使用。
借助ST-Link,开发人员可以方便地进行Flash编程、调试和升级操作。
3.2 Keil MDKKeil MDK是一款常用的嵌入式开发工具套件,包括了编译器、调试器和IDE等多个组件。
其中,MDK内置了对STM32F429芯片的支持,开发人员可以利用MDK进行Flash编程和调试,大大简化了开发流程。
3.3 其他工具除了ST-Link和Keil MDK,还有许多第三方工具和开发环境可以用于STM32F429的Flash编程。
FLASH存储器和EEPROM存储器的区别FLASH存储器和EEPROM存储器的区别1、首先从IO引脚占用方面比较,EEPROM只需占用两个IO引脚,时钟(clk)和数据(data)引脚,外加电源三个引脚即可,符合I2C通讯协议。
而FLASH需要占用更多IO引脚,有并行和串行的,串行的需要一个片选(cs)引脚(可用作节电功耗控制),一个时钟(clk)引脚,FLASH读出和写入引脚各一个,也就是四个。
并行的需要8个数据引脚,当然比串行的读写速度要快。
2、从功能方面比较,EEPROM可以单字节读写,FLASH部分芯片只能以块方式擦除(整片擦除),部分芯片可以单字节写入(编程),一般需要采用块写入方式;FLASH比EEPROM读写速度更快,可靠性更高。
但比单片机片内RAM的读写还要慢。
3、价格方面比较,FLASH应该要比EEPROM贵。
另供参考:EEPROM,EPROM,FLASH 都是基于一种浮栅管单元(Floating gate transister)的结构。
EPROM的浮栅处于绝缘的二氧化硅层中,充入的电子只能用紫外线的能量来激出,EEPROM 的单元是由FLOTOX(Floating- gate tuneling oxide transister)及一个附加的Transister 组成,由于FLOTOX的特性及两管结构,所以可以单元读/写。
技术上,FLASH是结合EPROM 和EEPROM技术达到的,很多FLASH使用雪崩热电子注入方式来编程,擦除和EEPROM一样用Fowler-Nordheim tuneling。
但主要的不同是,FLASH对芯片提供大块或整块的擦除,这就降低了设计的复杂性,它可以不要EEPROM单元里那个多余的Tansister,所以可以做到高集成度,大容量,另FLASH的浮栅工艺上也不同,写入速度更快。
其实对于用户来说,EEPROM和FLASH 的最主要的区别就是1。
EEPROM可以按“位”擦写,而FLASH 只能一大片一大片的擦。
flash存储设备的描述
Flash存储设备是一种经常用于存储计算机使用的存储器,它的技术越来越受到各行各业的重视和应用。
它是一种非易失性、闪存存储器,在存储容量、尺寸小、体积小、低功耗、可靠性高等方面具有明显的优势,是一种重要的电子存储器。
它由闪存芯片、控制板和识别芯片组成,主要用于储存和缓存数据。
flash存储设备有很多优点,它不需要电源即可进行操作,而且其存取速度快,能够读取高达几万次的数据。
它具有防水、防磁、耐振动、耐腐蚀性强等特点,使它在更恶劣的环境中都能发挥出它的作用,可以应用在行车记录仪、录像机、手机、电子笔记本、剪贴板等终端设备中。
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关于STM32的FLASH操作STM32是STMicroelectronics公司开发的一系列32位ARM Cortex-M微控制器。
在STM32微控制器中,FLASH (快闪存储器)是用于存储应用程序和数据的重要组件。
在本文中,我们将详细介绍STM32的FLASH操作。
1.FLASH简介:FLASH是一种可擦除可编程的非易失性存储器,常用于存储应用程序代码和数据。
STM32微控制器的FLASH存储器由多个扇区组成。
每个扇区的大小可以是1KB、2KB、4KB或16KB,具体取决于所使用的芯片型号。
FLASH的主要特点包括可擦除、可编程和快速存取。
2.FLASH的特点:2.1 可擦除:FLASH存储器中的数据可以通过擦除操作来清除。
擦除操作可以是扇区擦除(Sector Erase)或全片擦除(Mass Erase)。
扇区擦除只清除指定的扇区,而全片擦除则清除整个FLASH存储器。
2.2 可编程:FLASH存储器中的数据可以通过编程操作来写入。
编程操作可以是半字编程(Half-Word Program)或字编程(Word Program)。
半字编程一次可以写入16位的数据,而字编程一次可以写入32位的数据。
2.3快速存取:FLASH存储器具有快速存取速度,使得应用程序可以在很短的时间内从FLASH中读取数据。
3.FLASH操作注意事项:在进行STM32的FLASH操作时,需要注意以下几个方面:3.1对于每个扇区的擦除操作,只能在原来数据全为‘1’的情况下进行。
因此,在进行擦除操作之前,应该先将该扇区的数据写为全‘1’。
3.2进行编程操作时,只能将数据从‘1’写为‘0’,而不能将数据从‘0’写为‘1’。
因此,在进行编程操作之前,应该先将该数据所在的字节或半字擦除为全‘1’。
3.3FLASH存储器的数据写入操作需要采取双字节对齐的方式。
如果数据不是双字节对齐,则必须先将数据拷贝到对齐的缓冲区中,再进行编程操作。
NandFlash简介Flash Memory中文名字叫闪存,是一种长寿命的非易失性(在断电情况下仍能保持所存储的数据信息)的存储器。
从名字中就可以看出,非易失性就是不容易丢失,数据存储在这类设备中,即使断电了,也不会丢失,这类设备,除了Flash,还有其他比较常见的入硬盘,ROM等,与此相对的,易失性就是断电了,数据就丢失了,比如大家常用的内存,不论是以前的SDRAM,DDR SDRAM,还是现在的DDR2,DDR3等,都是断电后,数据就没了。
FLASH的分类:功能特性分为两种:一种是NOR型闪存,以编码应用为主,其功能多与运算相关;另一种为NAND型闪存,主要功能是存储资料,如数码相机中所用的记忆卡。
NOR FLASH和NAND FLASHNOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。
Intel 于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM 和EEPROM一统天下的局面。
紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结结,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。
但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。
NOR的读速度比NAND稍快一些。
NAND的写入速度比NOR快很多。
NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
大多数写入操作需要先进行擦除操作。
NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少在NOR Flash中, 所有的存储区域都保证是完好的, 同时也拥有相同的耐久性。
在硬模中专门制成了一个相当容量的扩展存储单元—他们被用来修补存储阵列中那些坏的部分,这也是为了保证生产出来的产品全部拥有完好的存储区域。
为了增加产量和降低生产成本, NAND Flash 器件中存在一些随机bad block 。
为了防止数据存储到这些坏的单元中, bad block 在IC烧录前必须先识别。
在一些出版物中, 有人称bad block 为“bad block”, 也有人称bad block 为“invalid block”。
解释概念:主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory主存,又称内存,是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。
计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。
内存(Memory)也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。
辅存狭义上是我们平时讲的硬盘。
科学地说是外部存储器(需要通过I/O系统与之交换数据,又称为辅助存储器)。
存储容量大、成本低、存取速度慢,以及可以永久地脱机保存信息。
主要包括磁表面存储器、软盘存储器、磁带存储设备、光盘存储设备。
cache 高速缓冲存储器一种特殊的存储器子系统,其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。
存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。
当处理器引用存储器中的某地址时,高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。
如果存有该地址,则将数据返回处理器;如果没有保存该地址,则进行常规的存储器访问。
因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快,所以当RAM 的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。
RAM(Random Access Memory)随机存取存储器主要用于存储计算机运行时的程序和数据,需要执行的程序或者需要处理的数据都必须先装入RAM内,是指既可以从该设备读取数据,也可以往里面写数据。
RAM的特点是:计算机通电状态下RAM中的数据可以反复使用,只有向其中写入新数据时才被更新;断电后RAM中的数据随之消失。
SRAM是英文Static RAM的缩写,它是一种具有静止存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
RAM/ROM存储器ROM和RAM指的都是半导体存储器,RAM是Random Access Memory的缩写,ROM是Read Only 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。
一、 RAM有两大类:1、静态RAM(Static RAM,SRAM),静态的随机存取存储器,加电情况下,不需要刷新,数据不会丢失;而且,一般不是行列地址复用的。
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。
但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,而SRAM却需要很大的体积,所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。
优点:速度快,不必配合内存刷新电路,可提高整体的工作效率。
缺点:集成度低,功耗较大,相同的容量体积较大,而且价格较高,少量用于关键性系统以提高效率。
2、动态RAM(Dynamic RAM,DRAM),动态随机存取存储器,需要不断的刷新,才能保存数据。
而且是行列地址复用的,许多都有页模式。
DRAM利用MOS管的栅电容上的电荷来存储信息,一旦掉电信息会全部的丢失,由于栅极会漏电,所以每隔一定的时间就需要一个刷新机构给这些栅电容补充电荷,并且每读出一次数据之后也需要补充电荷,这个就叫动态刷新,所以称其为动态随机存储器。
由于它只使用一个MOS管来存信息,所以集成度可以很高,容量能够做的很大。
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;DRAM存储单元的结构非常简单,所以从价格上来说它比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、DDRRAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等 I.SDRAM,即Synchronous DRAM(同步动态随机存储器),曾经是PC电脑上最为广泛应用的一种内存类型,即便在今天SDRAM仍旧还在市场占有一席之地。
在嵌入式系统中最常用的存储器类型分为三类:1.随机存取的RAM;2.只读的ROM;3.介于两者之间的混合存储器1.随机存储器(Random Access Memory,RAM)RAM能够随时在任一地址读出或写入内容。
RAM的优点是读/写方便、使用灵活;RAM的缺点是不能长期保存信息,一旦停电,所存信息就会丢失。
RAM用于二进制信息的临时存储或缓冲存储2.只读存储器(Read-Only Memory,ROM)ROM中存储的数据可以被任意读取,断电后,ROM中的数据仍保持不变,但不可以写入数据。
ROM在嵌入式系统中非常有用,常常用来存放系统软件(如ROM BIOS)、应用程序等不随时间改变的代码或数据。
ROM存储器按发展顺序可分为:掩膜ROM、可编程ROM(PROM)和可擦写可编程ROM(EPROM)。
3.混合存储器混合存储器既可以随意读写,又可以在断电后保持设备中的数据不变。
混合存储设备可分为三种:EEPROMNVRAM(1)EEPROMEEPROM是电可擦写可编程存储设备,与EPROM不同的是EEPROM是用电来实现数据的清除,而不是通过紫外线照射实现的。
EEPROM允许用户以字节为单位多次用电擦除和改写内容,而且可以直接在机内进行,不需要专用设备,方便灵活,常用作对数据、参数等经常修改又有掉电保护要求的数据存储器。
(2)NVRAMNVRAM通常就是带有后备电池的SRAM。
当电源接通的时候,NVRAM就像任何其他SRAM一样,但是当电源切断的时候,NVRAM从电池中获取足够的电力以保持其中现存的内容。
NVRAM在嵌入式系统中使用十分普遍,它最大的缺点是价格昂贵,因此,它的应用被限制于存储仅仅几百字节的系统关键信息。
(3)FlashFlash(闪速存储器,简称闪存)是不需要Vpp电压信号的EEPROM,一个扇区的字节可以在瞬间(与单时钟周期比较是一个非常短的时间)擦除。
Flash比EEPROM优越的方面是,可以同时擦除许多字节,节省了每次写数据前擦除的时间,但一旦一个扇区被擦除,必须逐个字节地写进去,其写入时间很长。
flash工作原理Flash工作原理。
Flash是一种常见的存储设备,它使用了一种称为NAND型闪存的技术。
NAND型闪存是一种非易失性存储器,它可以在断电后保持数据不变。
Flash存储器通常用于移动设备、相机、USB闪存驱动器和固态硬盘等设备中。
它的工作原理是如何的呢?接下来我们将详细介绍。
首先,让我们了解一下Flash存储器的结构。
Flash存储器由许多存储单元组成,每个存储单元都可以存储一定量的数据。
这些存储单元按照一定的规则组成了一个网格。
在NAND型闪存中,这些存储单元通常被组织成页和块的形式。
每个页通常包含几千个字节的数据,而每个块则包含多个页。
当需要向Flash存储器写入数据时,首先需要将数据编程成电压信号。
这些电压信号会被传输到存储单元中,并改变存储单元的状态。
在NAND型闪存中,数据是以页为单位进行编程的。
当需要写入数据时,存储单元中的数据会被擦除,并重新编程成新的数据。
这就是为什么在写入数据时,需要先将原有数据擦除的原因。
而当需要读取Flash存储器中的数据时,会通过控制器发送命令来选择需要读取的存储单元,并将存储单元中的电压信号转换成数字信号,以获取存储在其中的数据。
除了基本的读写操作,Flash存储器还需要进行垃圾回收和坏块管理。
由于Flash存储器的特性,它不能像传统硬盘一样进行随机写入,而是需要按照一定的规则进行写入操作。
这就导致了一些存储单元可能会被频繁写入,而其他存储单元则很少被写入。
这就会导致存储单元的寿命不均衡。
为了解决这个问题,Flash存储器需要进行垃圾回收操作,将少用的存储单元中的数据移动到其他地方,从而延长整个存储器的寿命。
另外,由于Flash存储器中的存储单元是有限的,有时候会出现坏块的情况。
当存储单元出现坏块时,控制器会将这些坏块标记出来,并不再使用它们来存储数据,从而保证数据的可靠性。
总的来说,Flash存储器是一种非常先进的存储设备,它的工作原理涉及到了许多复杂的技术。
内存(RAM或ROM)和FLASH存储的区别总结1.什么是内存什么是内存呢?在计算机的组成结构中,有⼀个很重要的部分,就是存储器。
存储器是⽤来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常⼯作。
存储器的种类很多,按其⽤途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器⼜称内存储器(简称内存),辅助存储器⼜称外存储器(简称外存)。
外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相⽐就显得慢的多。
内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并⽤其存储数据的部件,存放当前正在使⽤的(即执⾏中)的数据和程序,它的物理实质就是⼀组或多组具备数据输⼊输出和数据存储功能的集成电路,内存只⽤于暂时存放程序和数据,⼀旦关闭电源或发⽣断电,其中的程序和数据就会丢失。
2.内存⼯作原理:内存是⽤来存放当前正在使⽤的(即执⾏中)的数据和程序,我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的'动态',指的是当我们将数据写⼊DRAM后,经过⼀段时间,数据会丢失,因此需要⼀个额外设电路进⾏内存刷新操作。
具体的⼯作过程是这样的: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,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;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。
ROM也有很多种,PROM是可编程的ROM,PROM和EPROM(可擦除可编程ROM)两者区别是,PROM是⼀次性的,也就是软件灌⼊后,就⽆法修改了,这种是早期的产品,现在已经不可能使⽤了,⽽EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序,是⼀种通⽤的存储器。
flash 存储器分类全球闪速存储器的技术主要掌握在AMD、ATMEL、Fujistu、Hitachi、Hyundai、Intel、Micron、Mitsubishi、Samsung、SST、SHARP、TOSHIBA,由于各自技术架构的不同,分为几大阵营。
1. NOR技术NORNOR技术(亦称为Linear技术)闪速存储器是最早出现的Flash Memory,目前仍是多数供应商支持的技术架构。
它源于传统的EPROM器件,与其它Flash Memory技术相比,具有可靠性高、随机读取速度快的优势,在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合,尤其是纯代码存储的应用中广泛使用,如PC的BIOS固件、移动电话、硬盘驱动器的控制存储器等。
NOR技术Flash Memory具有以下特点:(1) 程序和数据可存放在同一芯片上,拥有独立的数据总线和地址总线,能快速随机读取,允许系统直接从Flash中读取代码执行,而无需先将代码下载至RAM中再执行;(2)可以单字节或单字编程,但不能单字节擦除,必须以块为单位或对整片执行擦除操作,在对存储器进行重新编程之前需要对块或整片进行预编程和擦除操作。
由于NOR技术Flash Memory的擦除和编程速度较慢,而块尺寸又较大,因此擦除和编程操作所花费的时间很长,在纯数据存储和文件存储的应用中,NOR技术显得力不从心。
不过,仍有支持者在以写入为主的应用,如CompactFlash卡中继续看好这种技术。
Intel公司的StrataFlash家族中的最新成员——28F128J3,是迄今为止采用NOR技术生产的存储容量最大的闪速存储器件,达到128Mb(位),对于要求程序和数据存储在同一芯片中的主流应用是一种较理想的选择。
该芯片采用0.25μm制造工艺,同时采用了支持高存储容量和低成本的MLC技术。
所谓MLC技术(多级单元技术)是指通过向多晶硅浮栅极充电至不同的电平来对应不同的阈电压,代表不同的数据,在每个存储单元中设有4个阈电压(00/01/10/11),因此可以存储2b信息;而传统技术中,每个存储单元只有2个阈电压(0/1),只能存储1b信息。
在相同的空间中提供双倍的存储容量,是以降低写性能为代价的。
Intel通过采用称为VFM(虚拟小块文件管理器)的软件方法将大存储块视为小扇区来管理和操作,在一定程度上改善了写性能,使之也能应用于数据存储中。
DINORDINOR(Divided bit-line NOR)技术是Mitsubishi与Hitachi公司发展的专利技术,从一定程度上改善了NOR技术在写性能上的不足。
DINOR技术Flash Memory和NOR技术一样具有快速随机读取的功能,按字节随机编程的速度略低于NOR,而块擦除速度快于NOR。
这是因为NOR技术Flash Memory 编程时,存储单元内部电荷向晶体管阵列的浮栅极移动,电荷聚集,从而使电位从1变为0;擦除时,将浮栅极上聚集的电荷移开,使电位从0变为1。
而DINOR技术Flash Memory在编程和擦除操作时电荷移动方向与前者相反。
DINOR技术Flash Memory在执行擦除操作时无须对页进行预编程,且编程操作所需电压低于擦除操作所需电压,这与NOR技术相反。
尽管DINOR技术具有针对NOR技术的优势,但由于自身技术和工艺等因素的限制,在当前闪速存储器市场中,它仍不具备与发展数十年,技术、工艺日趋成熟的NOR技术相抗衡的能力。
目前DINOR技术Flash Memory的最大容量达到64Mb。
Mitsubishi公司推出的DINOR技术器件——M5M29GB/T320,采用Mitsubishi和Hitachi的专利BGO技术,将闪速存储器分为四个存储区,在向其中任何一个存储区进行编程或擦除操作的同时,可以对其它三个存储区中的一个进行读操作,用硬件方式实现了在读操作的同时进行编程和擦除操作,而无须外接EEPROM。
由于有多条存取通道,因而提高了系统速度。
该芯片采用0.25μm制造工艺,不仅快速读取速度达到80ns,而且拥有先进的省电性能。
在待机和自动省电模式下仅有0 33μW功耗,当任何地址线或片使能信号200ns保持不变时,即进入自动省电模式。
对于功耗有严格限制和有快速读取要求的应用,如数字蜂窝电话、汽车导航和全球定位系统、掌上电脑和顶置盒、便携式电脑、个人数字助理、无线通信等领域中可以一展身手。
2. NAND技术NANDSamsung、Toshiba和Fujitsu支持NAND技术Flash Memory。
这种结构的闪速存储器适合于纯数据存储和文件存储,主要作为SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIA ATA卡、固态盘的存储介质,并正成为闪速磁盘技术的核心。
NAND技术Flash Memory具有以下特点:(1)以页为单位进行读和编程操作,1页为256或512B (字节);以块为单位进行擦除操作,1块为4K、8K或16KB。
具有快编程和快擦除的功能,其块擦除时间是2ms;而NOR技术的块擦除时间达到几百ms。
(2)数据、地址采用同一总线,实现串行读取。
随机读取速度慢且不能按字节随机编程。
(3)芯片尺寸小,引脚少,是位成本(bit cost)最低的固态存储器,将很快突破每兆字节1美元的价格限制。
(4)芯片包含有失效块,其数目最大可达到3~35块(取决于存储器密度)。
失效块不会影响有效块的性能,但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。
Samsung公司在1999年底开发出世界上第一颗1Gb NAND技术闪速存储器。
据称这种Flash Memory可以存储560张高分辨率的照片或32首CD质量的歌曲,将成为下一代便携式信息产品的理想媒介。
Samsung 采用了许多DRAM的工艺技术,包括首次采用0.15μm的制造工艺来生产这颗Flash。
已经批量生产的K9K1208UOM采用0.18μm工艺,存储容量为512Mb。
UltraNANDAMD与Fujitsu共同推出的UltraNAND技术,称之为先进的NAND闪速存储器技术。
它与NAND标准兼容:拥有比NAND技术更高等级的可靠性;可用来存储代码,从而首次在代码存储的应用中体现出NAND技术的成本优势;它没有失效块,因此不用系统级的查错和校正功能,能更有效地利用存储器容量。
与DINOR技术一样,尽管UltraNAND技术具有优势,但在当前的市场上仍以NAND技术为主流。
UltraNAND 家族的第一个成员是AM30LV0064,采用0.25μm制造工艺,没有失效块,可在至少104次擦写周期中实现无差错操作,适用于要求高可靠性的场合,如电信和网络系统、个人数字助理、固态盘驱动器等。
研制中的AM30LV0128容量达到128Mb,而在AMD的计划中UltraNAND技术Flas3. AND技术AND技术是Hitachi公司的专利技术。
Hitachi和Mitsubishi共同支持AND技术的Flash Memory。
AND技术与NAND一样采用“大多数完好的存储器”概念,目前,在数据和文档存储领域中是另一种占重要地位的闪速存储技术。
Hitachi和Mitsubishi公司采用0.18μm的制造工艺,并结合MLC技术,生产出芯片尺寸更小、存储容量更大、功耗更低的512Mb-AND Flash Memory,再利用双密度封装技术DDP (Double Density Package Technology),将2片512Mb芯片叠加在1片TSOP48的封装内,形成一片1Gb芯片。
HN29V51211T具有突出的低功耗特性,读电流为2mA,待机电流仅为1μA,同时由于其内部存在与块大小一致的内部RAM 缓冲区,使得AND技术不像其他采用MLC的闪速存储器技术那样写入性能严重下降。
Hitachi公司用该芯片制造128MB的MultiMedia卡和2MB的PC-ATA卡,用于智能电话、个人数字助理、掌上电脑、数字相机、便携式摄像机、便携式音乐播放机等。
4. 由EEPROM派生的闪速存储器EEPROM具有很高的灵活性,可以单字节读写(不需要擦除,可直接改写数据),但存储密度小,单位成本高。
部分制造商生产出另一类以EEPROM做闪速存储阵列的Flash Memory,如ATMEL、SST的小扇区结构闪速存储器(Small Sector Flash Memory)和ATMEL的海量存储器(Data-Flash Memory)。
这类器件具有EEPROM与NOR技术Flash Memory二者折衷的性能特点:(1)读写的灵活性逊于EEPROM,不能直接改写数据。
在编程之前需要先进行页擦除,但与NOR技术Flash Memory的块结构相比其页尺寸小,具有快速随机读取和快编程、快擦除的特点。
(2)与EEPROM比较,具有明显的成本优势。
(3)存储密度比EEPROM大,但比NOR技术Flash Memory小,如Small Sector Flash Memory 的存储密度可达到4Mb,而32Mb的DataFlash Memory芯片有试用样品提供。
正因为这类器件在性能上的灵活性和成本上的优势,使其在如今闪速存储器市场上仍占有一席之地。
Small Sector Flash Memory采用并行数据总线和页结构(1页为128或256B),对页执行读写操作,因而既具有NOR技术快速随机读取的优势,又没有其编程和擦除功能的缺陷,适合代码存储和小容量的数据存储,广泛地用以替代EPROM。
DataFlash Memory是ATMEL的专利产品,采用SPI串行接口,只能依次读取数据,但有利于降低成本、增加系统的可靠性、缩小封装尺寸。
主存储区采取页结构。
主存储区与串行接口之间有2个与页大小一致的SRAM数据缓冲区。
特殊的结构决定它存在多条读写通道:既可直接从主存储区读,又可通过缓冲区从主存储区读或向主存储区写,两个缓冲区之间可以相互读或写,主存储区还可借助缓冲区进行数据比较。
适合于诸如答录机、寻呼机、数字相机等能接受串行接口和较慢读取速度的数据或文件存储应用。
Memory将突破每兆字节1美元的价格限制,更显示出它对于NOR技术的价格优势。