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  • ROM, FLASH和RAM区别

    万次阅读 多人点赞 2019-02-28 10:39:52
    初学MCU的人,经常会看到ROM, RAM, FLASH,而且会被这些词汇搞得晕头转向。本文对这些概念进行了厘清,并介绍了这些Memory的区别,以及它们在MCU中的作用。 ROM (Read Only Memory)程序存储器 ROM全称Read Only ...

    初学MCU的人,经常会看到ROM, RAM, FLASH,而且会被这些词汇搞得晕头转向。本文对这些概念进行了厘清,并介绍了这些Memory的区别,以及它们在MCU中的作用。

     

    ROM (Read Only Memory)程序存储器

    ROM全称Read Only Memory,顾名思义,它是一种只能读出事先所存的数据的固态半导体存储器。ROM中所存数据稳定,一旦存储数据就再也无法将之改变或者删除,断电后所存数据也不会消失。其结构简单,因而常用于存储各种固化程序和数据。

    在单片机中用来存储程序数据及常量数据或变量数据,凡是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。

    为了便于使用和大批量生产,进一步发展出了可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)。EPROM需要用紫外线长时间照射才能擦除,使用很不方便。1980s又出现了电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),它克服了EPROM的不足,但是集成度不高、价格较贵。于是又发展出了一种新型的存储单元结构同EPROM类似的快闪存储器(FLASH MEMORY)。FLASH集成度高、功耗低、体积小,又能在线快速擦除,因而获得了快速发展。

     

    FLASH 存储器

    Flash 存储器(FLASH EEPROM)又称闪存,快闪。它是EEPROM的一种。它结合了ROM和RAM的长处。不仅具备电子可擦除可编辑(EEPROM)的性能,还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据。它于EEPROM的最大区别是,FLASH按扇区(block)操作,而EEPROM按照字节操作。FLASH的电路结构较简单,同样容量占芯片面积较小,成本自然比EEPROM低,因此适合用于做程序存储器。

     

    RAM (Random Access Memory)随机访问存储器

    RAM又称随机存取存储器,存储单元的内容可按照需要随机取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关。这种存储器在断电时,将丢失其存储内容,所以主要用于存储短时间使用的程序。

    它主要用来存储程序中用到的变量。凡是整个程序中,所用到的需要被改写的量(包括全局变量、局部变量、堆栈段等),都存储在RAM中。

     

    ROM, FLASH和RAM的区别

    对于RAM, ROM以及FLASH的区别,简单地说,在计算机中,RAM 、ROM都是数据存储器。RAM 是随机存取存储器,它的特点是易挥发性,即掉电失忆。ROM 通常指固化存储器(一次写入,反复读取),它的特点与RAM 相反。ROM又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。

    在应用中,常规上ROM是用来存储固化程序的,RAM是用来存放数据的。由于FLASH ROM比普通的ROM读写速度快,擦写方便,一般用来存储用户程序和需要永久保存的数据。譬如说,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

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  • 常规上ROM是用来存储固化程序的,RAM是用来存放数据的。由于FLASH ROM比普通的ROM读写速度快,擦写方便,一般用来存储用户程序需要永久保存的数据。
  • RAM和Flash区别

    万次阅读 2018-08-10 21:23:08
    都是随机存储器,断电数据消失,但Flash有点不一样,它在消失数据之前,添加了一个“”性质“,这个性质能上电后再识别,且把这个信号返回到ram中,这样近似的把flash当成了eeprom来使用,就是这样,RAM芯片断电后...

    都是随机存储器,断电数据消失,但Flash有点不一样,它在消失数据之前,添加了一个“”性质“,这个性质能上电后再识别,且把这个信号返回到ram中,这样近似的把flash当成了eeprom来使用,就是这样,RAM芯片断电后数据会丢失,Flash芯片断电后数据不会丢失,但是RAM的读取数据速度远远快于Flash芯片。

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  • flash和ram区别

    2020-09-27 22:52:47
    flash和ram区别FLASH和RAM最大的区别是,FLASH是掉电保持的,RAM是掉电丢失的。 也就是说在关掉电源之后,储存在FLASH中的数据还是在FLASH 里面,储存在RAM中的数据会随着电源关闭而丢失。

    flash和ram的区别:FLASH和RAM最大的区别是,FLASH是掉电保持的,RAM是掉电丢失的。

    也就是说在关掉电源之后,储存在FLASH中的数据还是在FLASH 里面,储存在RAM中的数据会随着电源关闭而丢失。

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  • ram flash和eeprom的区别和作用

    千次阅读 2016-10-30 01:03:22
    存储器分为两大类:ram和rom。   ram就不讲了,今天主要讨论rom。    rom最初不能编程,出厂什么内容就永远什么内容,不灵活。后来出现了prom,可以自己写入一次,要是写错了,只能换一片,自认倒霉。人类...

    之前对各种存储器一直不太清楚,今天总结一下。

     

    存储器分为两大类:ram和rom。

     

    ram就不讲了,今天主要讨论rom。 

     

    rom最初不能编程,出厂什么内容就永远什么内容,不灵活。后来出现了prom,可以自己写入一次,要是写错了,只能换一片,自认倒霉。人类文明不断进步,终于出现了可多次擦除写入的EPROM,每次擦除要把芯片拿到紫外线上照一下,想一下你往单片机上下了一个程序之后发现有个地方需要加一句话,为此你要把单片机放紫外灯下照半小时,然后才能再下一次,这么折腾一天也改不了几次。历史的车轮不断前进,伟大的EEPROM出现了,拯救了一大批程序员,终于可以随意的修改rom中的内容了。

     

    EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”,即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。是相对于紫外擦除的rom来讲的。但是今天已经存在多种EEPROM的变种,变成了一类存储器的统称。

     

    狭义的EEPROM:

    这种rom的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。

     

    Flash:

    Flash属于广义的EEPROM,因为它也是电擦除的rom。但是为了区别于一般的按字节为单位的擦写的EEPROM,我们都叫它Flash。

    Flash做的改进就是擦除时不再以字节为单位,而是以块为单位,一次简化了电路,数据密度更高,降低了成本。上M的rom一般都是Flash。

     

    Flash分为nor Flash和nand Flash。nor Flash数据线和地址线分开,可以实现ram一样的随机寻址功能,可以读取任何一个字节。但是擦除仍要按块来擦。

    nand Flash同样是按块擦除,但是数据线和地址线复用,不能利用地址线随机寻址。读取只能按页来读取。(nandFlash按块来擦除,按页来读,norFlash没有页)

    由于nandFlash引脚上复用,因此读取速度比nor Flash慢一点,但是擦除和写入速度比nor Flash快很多。nand Flash内部电路更简单,因此数据密度大,体积小,成本也低。因此大容量的Flash都是nand型的。小容量的2~12M的Flash多是nor型的。

    使用寿命上,nand Flash的擦除次数是nor的数倍。而且nand Flash可以标记坏块,从而使软件跳过坏块。nor Flash 一旦损坏便无法再用。

     

    因为nor Flash可以进行字节寻址,所以程序可以在nor Flash中运行。嵌入式系统多用一个小容量的nor Flash存储引导代码,用一个大容量的nand Flash存放文件系统和内核。

     

     

    Flash   装程序,不能改,因为是按快擦除(擦除即写)

    eeprom  装掉电不丢失的数据,可以改,因为是按字节擦除

    ram     装掉电可丢失的数据

     

     

    Flash ROM:(Read Only Memory)程序存储器

     

    在单片机中用来存储程序数据及常量数据或变量数据,凡是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Flash ROM中。

     

    RAM:(Random Access Memory)随机访问存储器

     

    用来存储程序中用到的变量。凡是整个程序中,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。

     

     

     

    程序经过编译、汇编、链接后,生成hex文件。用专用的烧录软件,通过烧录器将hex文件烧录到Flash ROM中(究竟是怎样将hex文件传输到MCU内部的Flash ROM中的呢?),因此,这个时候的Flash ROM中,包含所有的程序内容:无论是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,都被生成了二进制数据,包含在hex文件中,全部烧录到了Flash ROM里面,此时的Flash ROM,包含了程序的所有信息,正是由于这些信息,“指导”了CPU的所有动作。

     

    可能有人会有疑问,既然所有的数据在Flash 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?

     

    要回答这个问题,首先必须明确一条:Flash 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既可以从里面读出数据,又可以往里面写入数据,掉电后数据不保存,这是条永恒的真理,始终记挂在心。

     

    清楚了上面的问题,那么就很容易想到,RAM中的数据不是在烧录的时候写入的,因为烧录完毕后,拔掉电源,当再给MCU上电后,CPU能正常执行动作,RAM中照样有数据,这就说明:RAM中的数据不是在烧录的时候写入的,同时也说明,在CPU运行时,RAM中已经写入了数据。关键就在这里:这个数据不是人为写入的,CPU写入的,那CPU又是什么时候写入的呢?听我娓娓道来。

     

    上回说到,Flash ROM中包含所有的程序内容,在MCU上电时,CPU开始从第1行代码处执行指令。这里所做的工作是为整个程序的顺利运行做好准备,或者说是对RAM的初始化(注:Flash ROM是只读不写的),工作任务有几项:

     

    1、             为全局变量分配地址空间---à如果全局变量已赋初值,则将初始值从Flash ROM中拷贝到RAM中,如果没有赋初值,则这个全局变量所对应的地址下的初值为0或者是不确定的。当然,如果已经指定了变量的地址空间,则直接定位到对应的地址就行,那么这里分配地址及定位地址的任务由“连接器”完成。

     

    2、             设置堆栈段的长度及地址---à用C语言开发的单片机程序里面,普遍都没有涉及到堆栈段长度的设置,但这不意味着不用设置。堆栈段主要是用来在中断处理时起“保存现场”及“现场还原”的作用,其重要性不言而喻。而这么重要的内容,也包含在了编译器预设的内容里面,确实省事,可并不一定省心。平时怎么就没发现呢?奇怪。

     

    3、             分配数据段data,常量段const,代码段code的起始地址。代码段与常量段的地址可以不管,它们都是固定在Flash ROM里面的,无论它们怎么排列,都不会对程序产生影响。但是数据段的地址就必须得关心。数据段的数据时要从Flash ROM拷贝到RAM中去的,而在RAM中,既有数据段data,也有堆栈段stack,还有通用的工作寄存器组。通常,工作寄存器组的地址是固定的,这就要求在绝对定址数据段时,不能使数据段覆盖所有的工作寄存器组的地址。必须引起严重关注。

     

     

     

    这里所说的“第一行代码处”,并不一定是你自己写的程序代码,绝大部分都是编译器代劳的,或者是编译器自带的demo程序文件。因为,你自己写的程序(C语言程序)里面,并不包含这些内容。高级一点的单片机,这些内容,都是在startup的文件里面。仔细阅读,有好处的。

     

    通常的做法是:普通的FlashMCU是在上电时或复位时,PC指针里面的存放的是“0000”,表示CPU从Flash ROM的0000地址开始执行指令,在该地址处放一条跳转指令,使程序跳转到_main函数中,然后根据不同的指令,一条一条的执行,当中断发生时(中断数量也很有限,2~5个中断),按照系统分配的中断向量表地址,在中断向量里面,放置一条跳转到中断服务程序的指令,如此如此,整个程序就跑起来了。决定CPU这样做,是这种Flash ROM结构所造成的。

     

    其实,这里面,C语言编译器作了很多的工作,只是,你不知道而已。如果你仔细阅读编译器自带的help文件就会知道很多的事情,这是对编译器了解最好的途径。

    /O口寄存器:

     

    也是可以被改变的量,它被安排在一个特别的RAM地址,为系统所访问,而不能将其他变量定义在这些位置。

     

    中断向量表:

     

    中断向量表是被固定在MCU内部的Flash ROM地址中,不同的地址对应不同的中断。每次中断产生时,直接调用对应的中断服务子程序,将程序的入口地址放在中断向量表中。

     

     

    Flash ROM的大小问题:

     

    对于Flash类型的MCU,Flash ROM空间的大小通常都是整字节的,即为ak*8bits。这很好理解,一眼就知道,Flash ROM的空间为aK。但是,对于某些OTP类型的单片机,比如holtek或者sonix公司的单片机,经常看到数据手册上写的是“OTP progarming Flash ROM  2k*15bit。。。。。”,可能会产生疑惑,这个“15bit”认为是1个字节有余,2个字节又不足,那这个Flash ROM空间究竟是2k,多于2k,还是4k但是少了一点点呢?

     

    这里要明确两个概念:一个是指令的位宽,另一个是指令的长度。指令的位宽是指一条指令所占的数据位的宽度;有些是8位位宽,有些是15位位宽。指令长度是指每条指令所占的存储空间,有1个字节,有2个字节的,也有3个字节甚至4个字节的指令。这个可以打个形象的比方:我们做广播体操时,有很多动作要做,但是每个复杂的动作都可以分解为几个简单的动作。例如,当做伸展运动时,我们只听到广播里面喊“2、2、3、4、5、6、7、8”,而这里每一个数字都代表一个指令,听到“3”这个指令后,我们的头、手、腰、腿、脚分别作出不同的动作:两眼目视前方,左手叉腰,右手往上抬起,五指伸直自然并拢打开,右腿伸直,左腿成弓步······等等一系列的分解动作,而要做完这些动作的指令只有一个“3”,要执行的动作却又很多,于是将多个分解动作合并成一个指令,而每个分解动作的“位宽”为15bits。实事上也确实如此,当在反汇编或者汇编时,可以看到,复合指令的确是有简单的指令组合起来的。

     

    到此,回答前面那个问题,这个OTP的Flash ROM空间应该是2K,指令位宽为15位。一般的,当指令位宽不是8的倍数时,则说明该MCU的大部分指令长度是一个字节(注:该字节宽度为15位,不是8位),极少数为2个或多个字节,虽然其总的空间少,但是其能容下的空间数据并不少。

     

     

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空空如也

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