03嵌入式系统存储器

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第三章 嵌入式系统的存储器

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本章学习目的及主要内容学习目的： 学习目的：介绍嵌入式存储器子系统，包括随机存储器、只读存储器、混合 存储器的特点和使用，并着重讲述了存储器的测试方法。

主要内容： 主要内容：1. 嵌入式系统存储器的结构和组织 2. 存储器的性能指标 3. 存储器的分类

⑴随机存储器RAM ⑵只读存储器ROM ⑶混合类型的存储器4. 存储器的测试 5. 存储器的校证 6. 系统配置数据存储器

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3.1 概述嵌入式微处理器片上集成了一定数量的存储器，可以满足一定 的需要，如果软件比较大，可能需要扩展存储器。存储器是构成嵌 入式系统硬件的重要组成部分。设计嵌入式系统的存储器时有许多 因素需要考虑：有的嵌入式控制器集成了存储器，一般不需要扩 展，甚至有的嵌入式控制器无法扩展；有的嵌入式微处理器片上没 有存储器，必须扩展；有的嵌入式微处理器片上集成了一定数量的 存储器，可以满足一定的需要，如果软件比较大，可能需要扩展存 储器。

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3.2 嵌入式系统存储器的结构和组织1. 存储器的结构存储器的基本指标是容量和字宽，内部组织如下图所示。

地址 r 存储器阵列

c

R/W 使能 数据

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2. 嵌入式系统存储器子 系统对于基于嵌入式微处理器/控 制器的专用嵌入式系统而言，它们 的存储器系统与通用计算机系统的 设计方法有所不同，其存储器空间 分配如右图所示。

RAM 空间

ROM 空间

EEPROM 空间

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3.3 存储器的性能指标⑴ 易失性：指电源断开之后，存储器的内容是否丢失。 ⑵ 只读性：指在某个存储器中写入数据后，只能被读出，不能用常 规的办法重写或改写。 ⑶ 位容量：半导体存储器件常用位容量来表示其存储功能。 ⑷ 速度：用存储器访问时间来衡量。 ⑸ 功耗 ⑹ 可靠性：存储器的可靠性主要取决于引脚的接触、插件板的接触 及存储器模块板的复杂性。 ⑺ 价格：存储器的价格主要由两方面的因素决定，一是存储器本身 的价格，二是存储器模块中附加电路的价格。

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3.4 存储器的分类嵌入式系统中使用的存储器主要包括：随机存储器；只读存储 器；双端口存储器，主要是双端口随机存储器。 嵌入式系统中常用的存储类型如下图所示。存储器

RAM

混合

ROM

DRAM

SRAM

NVRAM

Flash

EEPROM

EPROM

PROM

掩膜ROM

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3.5 随机存储器 随机存储器RAM随机存储器(RAM)的任意存储单元都可以以任意次 序进行读/写操作。

1. 静态 静态RAM⑴ 概述CE SRAM通常有以下4种引脚：W

静态RAM的操作 ⑵ 静态 的操作SRAM的操作有两种：读操作和写操作。

静态RAM的举例 ⑶ 静态 的举例以IS62C1024为例，说明静态RAM的使用。

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1. 静

态 静态RAM静态RAM的举 ⑶ 静态 的举 例(continued)IS62C1024的功能 IS62C1024 框图如右图所示。A0~A16 解码器 5122048 存储矩阵

VCC GND

I/O0~I/O7

I/O数 据电路

列I/O

CE2

CE1

OE WE

控制电路

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1. 静态 静态RAM (continued)静态RAM的使用 ⑷ 静态 的使用基于IS62C1024的SRAM存储器电路设计如下图所示。AB[0..19] 地址总线 AB[0..19] AB0 12 AB1 11 AB2 10 AB3 9 AB4 8 AB5 7 AB6 6 AB7 5 AB8 27 AB9 26 AB10 23 AB11 25 AB12 4 AB13 28 AB14 3 AB15 31 AB16 2 1 WR RD LCS DB[0..15] IS62C1024 U17 13 DB0 A0 D0 14 DB1 A1 D1 15 DB2 A2 D2 17 DB3 A3 D3 18 DB4 A4 D4 19 DB5 A5 D5 20 DB6 A6 D6 21 DB7 A7 D7 A8 VCC A9 32 A10 VCC A11 C52 0.1µF A12 16 A13 GND A14 GND 30 A15 CE2 22 LCS A16 CE1 24 RD OE 29 WR NC WE DB[0..15] 数据总线

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2. 动态 动态RAM动态RAM的简介 ⑴ 动态 的简介由于动态RAM(DRAM)的工作需要刷新，因此DRAM在使 用时必须配合DRAM控制器。DRAM通过DRAM控制器组成存储 器系统如下图所示。

CPU

DRAM 控制器

DRAM

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2. 动态 动态RAM动态RAM的简介(continued) 的简介( ⑴ 动态 的简介 )DRAM的接口和时序如下图所示。CER/ W CE R/W RAS CAS Adrs Data

RAS CASAdrs Data 行地址 列地址

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2. 动态 动态RAM (continued) )动态RAM的操作 ⑵ 动态 的操作 动态RAM的技术 ⑶ 动态 的技术DRAM 为了提高系统的数据吞吐能力，可以采用多种技术提高DRAM系 统的性能，包括：页模式、EDO、同步DRAM。

动态RAM的使用 ⑷ 动态 的使用设计嵌入式系统时，通常不需要使用分离的DRAM控制器，因为 嵌入式处理器上集成了DRAM控制器，因此在嵌入式系统中使用 DRAM很方便。

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3. 双端口 双端口RAM简介 简介与普通存储器不同，双端口RAM具有两个端口，即两套地址 线、数据线、控制线。 两个处理器通过双端口RAM共享数据资源如下图所示。DB DB 双口 CPU1 AB RAM CB CB

AB

CPU1

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4. 选择 选择RAM在设计嵌入式系统选用随机存储器时，目前有两种选择：SRAM 和DRAM。 在决定选用哪一种类型存储器的时候，系统设计者要综合考虑 存取速度和成本。

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3.6 只读存储器 只读存储器ROM1. 掩模 掩模ROM掩膜ROM中的信息是厂家根据用户给定的程序或数据对芯片进 行掩膜(一种半导体工艺)而制造出来的。根据制造技术，掩膜型 ROM又可分为MOS型和双极型两种。主要的优点是大批量生产时产 品的成本较低。

2. PROMPROM属于一次性编程的只读存储器。它出厂的时候处于未被编 程的状态，里面的内容全是1。在嵌入式系统中广泛使用的PROM称 为OTP(Once Time Program)。

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3. EPROM⑴ EPROM的概述 的概述EPROM和PROM的编程方式几乎完全一样。但是，EPROM是可 以被擦除并且反复被编程的。EPROM的擦除需要使用紫外线，把 EPROM暴露在强紫外线光源下，

可把整个芯片重置到初始状态—— 未编程状态。

⑵ EPROM的使用 的使用因为EPROM的写入过程很慢，所以，它仍然作为只读存储器在 计算机系统中使用。一般用在软件或系统开发阶段。 EPROM有读方式、编程方式和检验方式外和一种备用方式。

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3. EPROM(continued) ( )⑶ EPROM与系统的连接 与系统的连接EPROM EPROM与系统需要使用信号线进行连接，下图为EPROM 2764 EPROM 的应用电路原理图。AB[0..15] A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 * CE * OE VCC 11 10 9 8 7 6 5 4 29 28 24 27 3 23 25 31 U1 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 CE OE PGM DB[0..7] DQ0 DQ1 DQ2 DQ3 DQ4 DQ5 DQ6 DQ7 NC NC NC NC NC 13 14 15 18 19 20 21 22 1 12 17 26 30 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

AM2764A2JC(32)

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4. EEPROM⑴ EEPROM概述 概述EEPROM是电可擦除可编程的。EEPROM允许按字节进行擦除和 编程，因此，它是最具有灵活性的ROM,也是最昂贵的ROM。 EEPROM通常用于系统的配置数据和参数的存储与备份。

⑵ EEPROM的使用 的使用EEPROM通常有4种工作方式，即读方式、写方式、字节擦除方 式和整体擦除方式。

其他EEPROM ⑶ 其他除了上 …… 此处隐藏：1929字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……