飞凌嵌入式 ELFBOARD 硬件分享之-存储器及其分类

eefocus_3945399

关于存储器有很多种类，我们平时可以经常看到下图所示的各种名称，

其实这些储存器可以分为两类：RAM和ROM

先说ROM，我们一般把电脑或者手机的硬盘当做ROM，ROM的全称是Read Only Memory，即只读存储器，只能读不能写，但是现在的ROM既能读也能写，比如在手机上下载APP，就是给手机的ROM写入数据。

最早的ROM只是用来储存程序的地方，比如BIOS（Basic Input Output System，基本输入输出系统），他也是电脑运行时启动的第一组固件程序，在1975年，BIOS还非常简单，不需要经常更新，所以当时的BIOS确实是只能读不能写。

后来有了PROM（Programmable ROM，可编程只读存储器），对PROM写入程序后，数据便无法更改，它利用的是熔丝技术，它的每一位数据都是通过熔丝的状态来决定的，比如熔丝熔断代表0，没有熔断代表1，所以往储存器下载程序叫“烧写”。

继PROM之后，人类发明了EPROM，全称是Erasable Programmable ROM，即可抹除可编程只读存储器，它可以利用高压写入数据，擦除时需要将芯片曝光于紫外光下一段时间，所以这种ROM上都有一块玻璃开窗。

还有一种OTPROM（One Time Programmable ROM，一次编程只读存储器），它和EPROM的写入原理相同，但为了节省成本不设计开窗，所以这种ROM只能编程一次。

到了1978年人们发明了EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器），即E2，它的擦除方式是利用高压电场，所以在E2芯片中都设计有电荷泵电路来产生高压。（对电荷泵感兴趣的小伙伴可以留言，咱们在**的帖子中可以单独发一期相关内容）

为什么这些存储器可写可擦除还叫只读存储器？——这些存储器都是在ROM的基础上发展而来的，名称属于历史遗留问题。

1980年，Flash Memory被发明出来，也就是我们说的闪存，1980年又一个日本科学家发明了Nor Flash（NOT OR FLASH，非或闪存），1986年还是他发明了Nand Flash（N-AND FLASH，与门闪存），我们常见的SSD，U盘，SD卡都属于NAND FLASH。

这是FLASH的结构示意图，当我们给栅极加高电平，电子穿过隧穿层到达浮栅，撤去高电平后由于隧穿层存在电子无法返回，FLASH就是这样存储一位数据的，如果想释放电子，给栅极负电压即可。

NOR FLASH是将晶体管并联在了一起，二NAND FLASH是将晶体管串联在一起，相比之下NAND FLASH连线更少电路更简单可以更大容量集成。无论是NOR FLASH还是NAND FLASH本质上都是属于E2的，因为它们都是通过电来写入和擦除的，即使断电后还可以长久的保存数据。

RAM是随机存取存储器Random Access Memory，在断电之后存储的数据就会消失，但是在速度上远远大于ROM，即使是固态硬盘也不能跟RAM比肩。RAM又分为DRAM （Dynamic Random-Access Memory）和SRAM （Static Random-Access Memory），DRAM是动态RAM，我们常见的电脑内存条就是DRAM，它是通过电容来存储信息的，所以需要动态刷新不断地给电容充电，所以在速度上DRAM不如SRAM。

SRAM是静态RAM，CPU的L1、L2说的就是SRAM，它的信息存储靠的是门电路不需要电容，所以速度很快，但是由于使用晶体管较多，不能大容量集成。

说到存储器速度最快的其实是CPU中的寄存器，它的速度几乎和CPU一样，如果把这些存储器按速度划分，越往上越快，按容量划分越往下越大。

存储器分类：