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  • sram存储器什么

    千次阅读 2019-07-03 09:11:54
    静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)是随机存取存储器(CY7C1021)的一种。所谓的“静态”,是指这种存储器只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下,动态随机存取存储器(DRAM...

    静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)是随机存取存储器(CY7C1021)的一种。所谓的“静态”,是指这种存储器只要保持通电,里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下,动态随机存取存储器(DRAM)里面所储存的数据就需要周期性地更新。然而,当电力供应停止时,SRAM储存的数据还是会消失(被称为volatile memory),这与在断电后还能储存资料的ROM或闪存是不同的。
    RAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。而DRAM(Dynamic Random Access Memory)每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,功耗较DRAM大 [1] ,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积。同样面积的硅片可以做出更大容量的DRAM,因此SRAM显得更贵。
    主要规格
    一种是置于cpu与主存间的高速缓存,它有两种规格:一种是固定在主板上的高速缓存(Cache Memory);另一种是插在卡槽上的COAST(Cache On A Stick)扩充用的高速缓存,另外在CMOS芯片1468l8的电路里,它的内部也有较小容量的128字节SRAM,存储我们所设置的配置数据。还有为了加速CPU内部数据的传送,自80486CPU起,在CPU的内部也设计有高速缓存,故在Pentium CPU就有所谓的L1 Cache(一级高速缓存)和L2Cache(二级高速缓存)的名词,一般L1 Cache是建在CPU的内部,L2 Cache是设计在CPU的外部,但是Pentium Pro把L1和L2 Cache同时设计在CPU的内部,故Pentium Pro的体积较大。PentiumⅡ又把L2 Cache移至CPU内核之外的黑盒子里。SRAM显然速度快,不需要刷新操作,但是也有另外的缺点,就是价格高,体积大,所以在主板上还不能作为用量较大的主存。

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  • 存储器 分层的存储体系 虚拟存储器 寄存器与缓存 冯·诺依曼体系结构

    1. 问:冯·诺依曼体系结构的基本原理(或者说设计思想)是什么?

    计算机组成原理讨论的基础就是冯·诺依曼体系结构的计算机,其基本设计思想就是存储程序程序控制,具有以下特点:
    (1) 采用二进制形式表示数据和指令
    (2) 采用存储程序方式
    (3) 由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能。
    冯·诺伊曼结构是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。本词描述的是一种实现通用图灵机的计算设备,以及一种相对于并行计算的序列式结构参考模型.

    2. 由“寄存器与缓存的一部分存在与CPU中,I/O中也有寄存器”引发的联想

    分为 体系结构寄存器和非体系结构寄存器

    问:寄存器有哪些在CPU中?

    CPU包含 运算器 和 控制器,运算器中有寄存器组。控制器中有指令寄存器(IR),状态寄存器。

    问:指令寄存器(IR)与程序计数器(Program Counter (PC))的区别?

    联系:中央控制器简称控制器,包括程序计数器,指令寄存器,指令功能译码器,操作控制器,时序产生器.
    区别:程序计数器(Program Counter (PC))用来指示电脑下一步要运行的指令序列。指令寄存器:用来保存当前正在执行的指令。
    程序计数器依照特定机器的细节而不同,他可能是保存着正在被运行的指令,也可能是下一个要运行指令的地址。程序计数器在每个指令周期会自动地增加,所以指令会正常地从寄存器中连续地被取出。
    还记得CS和IP吗?汇编语言中经常提到的。CS和IP岁8086CPU中两个最关键的寄存器。
    8086CPU有四个段寄存器:CS DS SS ES.当CPU要访问内存时由这四个段寄存器提供内存单元的段地址
    IP,即程序计数器,又叫指令指针寄存器,指令地址指示器,instruction address register (IAR),在x86微处理器中称为指令指针(Instruction Pointer (IP)),用来存储偏移地址(offset address)。
    指令寄存器:用来保存当前正在执行的指令。

    存储器的两个层次

    1. 主存–缓存 主要提高速度,采用硬件方式实现。
    2. 主存–辅存 主要提高容量,采用软硬件结合方式实现。

    为什么使用分层的存储体系

    因为任何一个存储器都达不到“高速度,大容量,低价格”的目的,只能采用分层结构,形成存储体系。
    存储体系包含两个方面:

    1. 两个或两个以上的存储介质
    2. 用软件,硬件或者软硬件结合的方式把各存储介质连接到一起,成为一个整体。
      也就是说,对程序员来说,存储体系是透明的,使用者不需要考虑它内在的结构,不需要考虑它的分层结构,信息的调入调出都是体系自动完成的,不需要程序员介入。

    关于虚拟存储器

    为解决内存小而作业大、作业多的矛盾, 以及执行过程中只是把当前运行需要的那部分程序和数据装入内存。 所以,操作系统和CPU把各级存储器统一管理起来。就是说, 应该把一个程序当前正在使用的部分放在内存, 而其余部分放在磁盘上,就启动执行它。操作系统根据程序执行时的要求和内存的实际使用情况, 随机地对每个程序进行换入/换出。

    这样, 就给用户提供一个比正式的内存空间大的多的地址空间, 这就是虚拟存储器。所谓虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间, 在这种计算机系统中虚地址被映射成实地址。简单地说,虚拟存储器:是由操作系统提供的一个假想的特大存储器。就是说, 虚拟存储器并不是实际的内存,它的大小比内存空间大的多; 用户感觉所能使用的“内存”非常大, 但这是操作系统对物理内存的扩充。

    它的物质基础是:二级存储器结构、和动态地址转换(DAT)。

    机构虚拟存储器的基本特征:

    虚拟扩充。 虚拟存储器不是物理上扩充内存空间, 而是逻辑上扩充了内存容量。
    部分装入。 每个作业不是全部一次的装入内存, 而是分成若干部分。
    离散分配。 一个作业分成多个部分,没有全部装入内存。 即使装入内存的那些部分也不必占用连续的内存空间, 而是“见缝插针”。
    多次对换。 在一个进程运行期间, 它所需的全部程序和数就要分成多次调入内存。
    注意: 虚拟存储器的容量虽然提供了特大的地址空间, 用户在编程时一般不应考虑可用空间有多大。 但是, 虚拟存储器的容量不是无限大的。 它主要受两方面的限制:(1)机器指令中表示地址的二进制数是有限的;(2)外存的容量也是有限的。

    指令流水线

    1. 指令预取部件。它通过总线接口部件,将要执行的指令从主存中取出,送入指令排队机构中排队。
    2. 指令译码部件。从指令排队机构中读出指令并译码,再送入译码指令队列排队供执行部件使用。

    差不多所有的冯·诺伊曼CPU的运作原理可分为四个阶段:提取、解码、执行和写回。

    详情
    执行部件 取出执行指令并执行后,若译码指令队列有空闲单元,指令译码部件就从指令预取部件读出指令并译码,指令预取部件也不断向总线接口部件发出取指令的请求,若其空闲则响应之,从主存取指令。

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  • stm32存储结构& 存储器映射(整理)

    千次阅读 2019-06-17 09:09:09
    1 什么是存储器映射?是怎么一个运作过程? 2 stm32总体架构 3 CM3内核结构 觉得下面这篇文章写得很精彩,转来收藏,和大家分享~ 以下转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a31d1060100ua9v.html 1 STM32系统...

    转载自https://anlx27.iteye.com/blog/1539628
    问题:
    1 什么是存储器映射?是怎么一个运作过程?
    2 stm32总体架构
    3 CM3内核结构

    1 STM32系统结构
    要想深刻理解STM32的存储器,需要首先知道STM32的系统结构。
    如Figure 1,是STM32系统结构框图。
    在这里插入图片描述

    根据STM32 Reference manual (RM0008)中的描述,如图:
    在这里插入图片描述

    可以得知STM32系统结构的组成,每一个模块更为详细的内容,请参考相关文档。
    RM0008文档中可以看出,STM32采用的是Cortex-M3内核,因此,有必要了解Cortex-M3的存储器结构。
    图中还可以看出,Cortex-M3是通过各个总线和Flash、SROM相连接的。

    2 STM32内核(Cortex-M3)的结构
    以下是Cortex-M3模块框图:
    在这里插入图片描述

    该Cortex-M3内核通过I-Code、D-Code、System总线与STM32内部的Flash、SROM相连接的,该种连接情况直接关系到STM32存储器的结构组织;也就是说,Cortex-M3的存储器结构决定了STM32的存储器结构。
    这里可能说的比较笼统,可以这样理解:Cortex-M3是一个内核,自身定义了一个存储器结构,ST公司按照Cortex-M3的这个存储器定义,设计出了自己的存储器结构;但是ST公司的STM32的存储器结构必须按照Cortex-M3这个定义的存储器结构来进行设计。
    举个例子:
    我买了一个做饭的调料盒子,有三块区域(假设存储器分为3块),上面分别标有盐(Flash)、糖(SROM)、味精(Peripheral);此时,该调料盒子并没有任何意义(对应Cortex-M3内核);我按照标签放入特定品牌、特定分量的盐(Flash)、糖(SROM)、味精(Peripheral),产生一个有实际意义的调料盒(各类Cortex-M3内核的芯片,如STM32)。
    期间,调料位置不能放错,但可以不放。由上面的例子可以看出,空的调料盒子决定了有意义的调料盒子存放调料的结构。因此,只要了解空盒子的存储结构,就可以很清楚的明白当有调料时的用法了。

    3 STM32内核(Cortex-M3)的存储器映射
    存储器映射是指把芯片中或芯片外的FLASH,RAM,外设,BOOTBLOCK等进行统一编址。即用地址来表示对象。这个地址绝大多数是由厂家规定好的,用户只能用而不能改。用户只能在挂外部RAM或FLASH的情况下可进行自定义。
    如图,是Cortex-M3存储器映射结构图。

    在这里插入图片描述

    Cortex-M3是32位的内核,因此其PC指针可以指向2^32=4G的地址空间,也就是0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这一大块空间。
    好,根据图中描述,Cortex-M3内核将0x0000_0000——0xFFFF_FFFF这块4G大小的空间分成8大块:代码、SRAM、外设、外部RAM、外部设备、专用外设总线-内部、专用外设总线-外部、特定厂商等。导致了,使用该内核的设计者必须按照这个进行各自芯片的存储器结构设计。
    这就可以去了解STM32的存储器结构,以及为什么这样设计STM32存储器的结构了。

    4 STM32存储器结构
    首先,我们对比一下Cortex-M3存储器结构和STM32存储器结构:
    在这里插入图片描述

    图中可以很清晰的看到,STM32的存储器结构和Cortex-M3的很相似,不同的是,STM32加入了很多实际的东西,如:Flash、SRAM等。只有加入了这些东西,才能成为一个拥有实际意义的、可以工作的处理芯片——STM32。
    STM32的存储器地址空间被划分为大小相等的8块区域,每块区域大小为512MB。
    对STM32存储器知识的掌握,实际上就是对Flash和SRAM这两个区域知识的掌握。因此,下面将重点描述Flash和SRAM的知识。

    5 STM32的SRAM
    以下是STM32参考手册RM0008中的一段原话:

    不同类型的STM32单片机的SRAM大小是不一样的,但是他们的起始地址都是0x2000 0000,终止地址都是0x2000 0000+其固定的容量大小。
    SRAM的理解比较简单,其作用是用来存取各种动态的输入输出数据、中间计算结果以及与外部存储器交换的数据和暂存数据。设备断电后,SRAM中存储的数据就会丢失。
    6 STM32的Flash
    STM32的Flash,严格说,应该是Flash模块。
    该Flash模块包括:Flash主存储区(Main memory)、Flash信息区(Information block),以及Flash存储接口寄存器区(Flash memory interface)。
    三个组成部分分别在0x0000 0000——0xFFFF FFFF不同的区域,如图(小密度的STM32)所示:
    在这里插入图片描述

    图中完全可以看出Flash模块中的三个组成部分在整个存储器中的位置。
    具体的内部区域的意义及功能请参见编程手册PM0042,里面很详细。
    7 STM32存储器结构总结
    在这里插入图片描述

    图中淡蓝色就是你需要知道的。
    Peripherals:外设的存储器映射,对该区域操作,就是对相应的外设进行操作;
    SRAM:运行时临时存放代码的地方;
    Flash:存放代码的地方;
    System Memory:STM32出厂时自带的你只能使用,不能写或擦除;
    Option Bytes:可以按照用户的需要进行配置(如配置看门狗为硬件实现还是软件实现);
    今后,你的编写代码、程序运行、寄存器设置、ICP、IAP都依靠这些东西。

    以上描述的是STM32存储器的结构相关,其具体存储器的应用在我的下一篇笔记《STM32存储器知识的相关应用(IAP和Bit Banding)》中详细描述。

    参考了以下官方文档:
    《RM0008 Reference manual》
    《Cortex-M3技术参考手册》
    《PM0042 Programming manual:STM32F10xxx Flash programming》
    《AN2557 Application note:STM32F10x in-application programming using the USART》
    等等;

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  • c语言变量的存储种类和存储器类型 转载自http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f1e05c80100ciax.html 变量是一种在程序执行过程中,其数值不断变化的。C51规定变量必须先定义后使用。C51对变量的进行定义的格式如下...
    c语言变量的存储种类和存储器类型

     

    转载自http://blog.sina.com.cn/s/blog_5f1e05c80100ciax.html

     

    变量是一种在程序执行过程中,其数值不断变化的量。C51规定变量必须先定义后使用。C51对变量的进行定义的格式如下:

    [存储种类] 数据类型 [存储器类型] 变量名表

    其中,存储种类和存储器类型是可选项。

    1. 存储种类

    存储种类是指变量在程序执行过程中的作用范围。变量的存储种类有四种,分别为:自动(auto)、外部(extern)、静态(static)和寄存器(register)。

    使用存储种类说明符auto定义的变量称为自动变量

    自动变量作用范围在定义它的函数体或复合语句内部,在定义它的函数体或复合语句被执行时,C51才为该变量分配内存空间,当函数调用结束返回或复合语句执行结束时,自动变量所占用的内存空间被释放,这些内存空间又可被其他的函数体或复合语句使用。可见使用自动变量能最有效地使用80C51单片机内存。定义变量时,如果省略存储种类,则该变量默认为自动(auto)变量。

    由于80C51单片机访问片内RAM速度最快,通常将函数体内和复合语句中使用频繁的变量放在片内RAM中,且定义为自动变量,可有效地利用片内有限的RAM资源。

    使用外部种类存储符extern定义的变量称为外部变量

    在一个函数体内,要使用一个已在该函数体外或别的程序模块文件中定义过的外部变量时,该变量在本函数体内要用extern说明。外部变量被定义后,即分配了固定的内存空间,在程序的整个执行时间内都是有效的。通常将多个函数或模块共享的变量定义为外部变量。外部变量是全局变量,在程序执行期间一直占有固定的内存空间。当片内RAM资源紧张时,不建议将外部变量放在片内RAM

    使用存储种类说明符static定义的变量称为静态变量

    静态变量分为局部静态变量和全局静态变量。

    局部静态变量是在两次函数调用之间仍能保持其值的局部变量。有些程序要求在多次调用之间仍然保持变量的值,使用自动变量无法作用到这一点。使用全局变量有时会带来意外的副作用,这时可采用局部静态变量。

    使用存储种类说明符register定义的变量称为寄存器变量

    80C51访问寄存器的速度最快,通常将使用频率最高的那些变量定义为寄存器变量。C51编译器能自动识别程序中使用频率最高的变量,并自动将其作为寄存器变量,用户无需专门声明。

    2. 存储器类型

    定义变量时,除了说明存储种类外,还允许说明变量的存储器类型。存储器类型和存储种类是完全不同的概念,存储器类型指明该变量所处的单片机的内存空间。

     

    如果在变量定义时省略了存储器类型标识符,C51编译器会选择默认的存储器类型。默认的存储器类型由SMALL、COMPACT和LARGE存储模式指令决定。

     

    1)DATA

    DATA区的寻址是最快的,所以应该把使用频率高的变量放在DATA区,由于空间有限,必须注意使用DATA区,DATA区除了包含程序变量外,还包含了堆栈和寄存器组DATA区。

    unsigned char data system_status=0;

    unsigned int data unit_id[2];

    char data inp_string[16];

    float data outp_value;

    mytype data new_var;

    SMALL存储模式下,未说明存储器类型时,变量默认被定位在DATA区。标准变量和用户自定义变量都可以存储在DATA区,只要不超过DATA区的范围。因为C51使用默认的寄存器组传递参数,至少失去了8B。另外要定义足够大的堆栈空间,当内部堆栈溢出的时候,程序会产生莫名其妙的错误,实际原因是80C51系列单片机没有硬件报错机制,堆栈溢出只能以这种方式表示出来。

    2)BDATA

    当在DATA区的位寻址区定义变量,这个变量就可进行位寻址,并且声明位变量。这对状态寄存器来说十分有用,因为它可以单独使用变量的每一位,而不一定要用位变量名引用位变量。下面是一些在BDATA区中声明变量和使用位变量的例子。

    unsigned char bdata status_byte;

    unsigned int bdata status_word;

    unsigned long bdata status_dword;

    sbit stat_flag=status_byte^4;

    if(status_word^15){

    ……}

    stat_flag=1;

    编译器不允许在BDATA区中定义float和double类型的变量,如果想对浮点数的每位寻址,可以通过包含float和long的联合实现。

    typedef union{                             

    unsigned long lvalue;                      

    float fvalue;                                    

    }bit_float;                                      

    bit_float bdata myfloat;                 

    sbit float_ld=myfloat.lvalue^31;   

    3)IDATA

    IDATA区也可以存放使用比较频繁的变量,使用寄存器作为指针进行寻址。在寄存器中设置8位地址进行间接寻址,与外部存储器寻址比较,它的指令执行周期和代码长度都比较短。

    unsigned char idata system_status=0;

    unsigned int idata unit_id[2];

    char idata inp_string[16];

    float idata outp_value;

    4)PDATA和XDATA

    在这两个区声明变量和在其他区的语法是一样的,PDATA区只有256B,而XDATA区可达65536B,举例如下。

    unsigned char xdata system_status=0;

    unsigned int pdata unit_id[2];

    char xdata inp_string[16];

    float pdata outp_value;

    PDATA和XDATA的操作是相似的,对PDATA区寻址比对XDATA区寻址要快,因为对PDATA区寻址只需要装入8位地址,而对XDATA区寻址需装入16位地址。所以尽量把外部数据存储在PDATA区中,对PDATA和XDATA寻址要使用MOVX指令,需要2个处理周期。

    5)CODE

    CODE区即80C51的程序代码区,所以代码区的数据是不可改变的,80C51的代码区不可重写。一般代码区中可存放数据表,跳转向量和状态表,对CODE区的访问和对XDATA区的访问的时间是一样的,代码区中的对象在编译时初始化,否则就得不到想要的值。下面是代码区的声明例子。

    unsigned int code unit_id[2]={0x1234, 0x89ab};

    unsigned char code uchar_data[16] ={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,

    0x08,0x09,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15};

    3. 存储模式

    C51编译器允许采用三种存储模式:小编译模式SMALL、紧凑编译模式COMPACT、大编译模式LARGE。一个变量的存储器模式确定了变量在内存中的地址空间。在SMALL模式下,该变量在80C51单片机的内部RAM中;在COMPACT和LARGE模式下,该变量在80C51单片机的外部RAM中。同样一个函数的存储器模式确定了函数的参数和局部变量在内存中的地址空间。在SMALL模式下,函数的参数和局部变量在80C51单片机的内部RAM中;在COMPACT和LARGE模式下,函数的参数和局部变量在80C51单片机的外部RAM中。

    下面这个例子说明了存储模式的定义方法。

    例5.15 变量和函数的存储模式

    #pragma small                      

    char data i,j,k;                        

    char i,j,k;                               

    int xdata m, n;                             

    static char m, n;                         

    unsigned char xdata ram[128];       

    int func1(int i, int j) large              

    {

       return(i+j);

    }

    int func2(int i, int j)                    

    {

       return(i-j);

    }

    不同的存储器类型访问速度是不一样的,如:

    unsigned char data var1;               

                                                           

    unsigned char pdata var1;             

                                                           

    unsigned char xdata var1;              

                                                           

    SMALL模式下,var1被定位在DATA区,经C51编译器编译后,采用内部RAM直接寻址方式访问速度最快;在COMPACT模式下,var1被定位在PDATA区,经C51编译器编译后,采用外部RAM间接寻址方式访问速度较快;在LARGE模式下,var1被定位在XDATA区,经C51编译器编译后,采用外部RAM间接寻址方式访问速度最慢。为了提高系统运行速度,建议在编写源程序时,把存储模式设定为SMALL,再在程序中把XDATA、PDATA和IDATA等类型变量进行专门声明。

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空空如也

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存储量最大的存储器是什么