微控制器儲存器介紹

2021-10-22 06:41:26 字數 2811 閱讀 7270

1.2 ram儲存器

2 儲存器功能分類

本文介紹車用微控制器儲存器,無論是暫存器指令還是autosar的nvm單元,都是以微控制器的儲存器硬體為基礎

read only memory,唯讀儲存器,最初代表一種出廠後只能讀不能寫、不掉電的裝置。燒入資料後,無需外加電源來儲存資料,且斷電資料不丟失。

prom,programmable rom,可程式設計rom。這是一種可以用燒錄機將資料寫入的rom記憶體,但只能寫入一次。prom在出廠時,儲存的內容全為1,使用者可以根據需要將其中的某些單元寫入資料0, 以實現對其「程式設計」的目的。但是這種機會只有一次,一旦寫入後也無法修改,若是出了錯誤,已寫入的晶元只能報廢。

prom的特性和rom相同,但是其成本比rom高,而且寫入資料的速度比rom的量產速度要慢,一般只適用於少量需求的場合或是rom量產前的驗證。

eprom,erasable programmable rom,可擦除可程式設計rom。這是一種具有可擦除功能,擦除後即可進行再程式設計的rom記憶體,寫入前必須先把裡面的內容用紫外線照射它的ic卡上的透明視窗的方式來清除掉。

這一類晶元比較容易識別,其封裝中包含有「石英玻璃窗」,乙個程式設計後的eprom晶元的「石英玻璃窗」一般使用黑色不幹膠紙蓋住, 以防止遭到陽光直射。

eeprom,electrically erasable programmable rom,電可擦除可程式設計rom。功能與使用方式與eprom一樣,不同之處是清除資料的方式,eeprom的擦除不需要借助於其它裝置,它是以電子訊號來修改其內容的,而且是以byte為最小修改單位,不必將資料全部洗掉才能寫入,徹底擺脫了eprom eraser和程式設計器的束縛。

借助於eeprom晶元的特性,可以使bios具有良好的防毒功能,在公升級時,把跳線開關打至「on」的位置,即給晶元加上相應的程式設計電壓,就可以方便地公升級;平時使用時,則把跳線開關打至「off」的位置,防止cih類的病毒對bios晶元的非法修改。

eeprom**很高,而且寫入時間很長,寫入很慢。

flash memory,快快閃儲存器儲器,具有結構簡單、控制靈活、程式設計可靠、加電擦寫快捷的優點,而且整合度可以做得很高。

它綜合了前面的所有優點:不會斷電丟失資料,快速讀取,電可擦寫可程式設計,並且很便宜,因此成功地獲得了廣泛的應用。

缺點是:flash必須以扇區為單位清除資料,而不是以bit或者byte為單位訪問。在寫入資料時必須先將原本的資料清除掉,然後才能再寫入新的資料,寫入資料的速度太慢。

擦除操作

將位0變為1稱為擦除,擦除只能按照flash的扇區進行

寫操作

將位1變為0稱為寫,寫可以按位址進行

eeprom啥都好,就是太貴,於是人們想到了讓便宜的flash模仿eeprom,讓只能按扇區擦除的flash具有按位址擦除的能力。

random access memory,隨機儲存器,代表了一種能讀、能寫、能改的裝置。ram這個詞是因為可以按定址讀取和擦寫,區別於早期的計算機曾經使用順序讀寫的磁鼓和磁帶作為記憶體。他的種類特別多,主要代表有硬體家族中的記憶體條、cpu的一二級緩衝,裝置斷電後,ram中儲存的資料就會丟失。

ram則用來訪問各種動態的輸入輸出資料、中間計算結果以及與外部儲存器交換的資料和暫存資料。執行遊戲、程式速度快慢看的是ram,也就是動態記憶體,不是看rom。

dram,dynamic ram,動態隨機訪問儲存器,這是最普通的ram,乙個電子管與乙個電容器組成乙個位儲存單元,dram將每個記憶體位作為乙個電荷儲存在位儲存單元中,用電容的充放電來做儲存動作,但因電容本身有漏電問題,因此必須每幾微秒就要重新整理一次,否則資料會丟失。訪問時間和放電時間一致,約為2~4ms。因為成本比較便宜,通常都用作計算機內的主儲存器。

sram,static ram,靜態隨機訪問儲存器,記憶體裡面的資料可以長駐其中而不需要隨時進行訪問。每6顆電子管組成乙個位儲存單元,因為沒有電容器,因此無須不斷充電即可正常運作,因此它可以比一般的動態隨機處理記憶體處理速度更快更穩定,往往用來做快取記憶體。從**上看,sram是非常昂貴的。

以英飛凌的tc389晶元為例,介紹rom和ram在微控制器中怎樣分工。

可以看到,tc389有4個cpu,cpu0上有64kb的pspr,32kb的pcache,240kb的dspr,96kb的dcache。

這裡,pspr為program scratch-pad sram,dspr為data scratch-pad sram,是專用於臨時儲存cpu要用的程式和資料的sram。

cpu運算速度極快,需要讀寫極快的ram才跟得上,但是讀寫越快的ram越貴,為了解決這個問題引入快取cache。cache也是sram,讀寫資料快,相應的容量只有32kb和96kb,作為cpu的橋梁。

cpu外部儲存器分為pflash和dflash,它們都是flash。

其中pflash0到pflash3分別是cpu0到cpu3專有,上面存放著各cpu要執行的**。

pf0共3mb,分為192個sector,每個sector為16kb,pf只能以sector為單位擦除。

dflash0是所有cpu共用的資料區,一共512kb的空間。一共分為128個sector,每個sector為4kb。

dflash1是hardware security module的資料區,一共128kb的空間。

微控制器儲存器結構

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