嵌入式系统的存储器系统.ppt

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1、AFSlide1ARM9ARM9嵌入式系统设计基础教程嵌入式系统设计基础教程江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏大学计算机科学与通信工程学院通通 信信 工工 程程 系系陈祖爵陈祖爵2022/10/281AFSlide2课程理论教学内容安排第第第第1 1 1 1章章章章 嵌入式系统基础知识嵌入式系统基础知识嵌入式系统基础知识嵌入式系统基础知识第第第第2 2 2 2章章章章 ARM ARM ARM ARM体系结构体系结构体系结构体系结构第第第第3 3 3 3章章章章 32 Bit RISC32 Bit RISC32 Bit RISC32 Bit RISC微处理器微处理器微处理器微处理器S3C241

2、0AS3C2410AS3C2410AS3C2410A第第第第4 4 4 4章章章章 嵌入式系统的存储器系统嵌入式系统的存储器系统嵌入式系统的存储器系统嵌入式系统的存储器系统第第第第5 5 5 5章章章章 嵌入式系统输入嵌入式系统输入嵌入式系统输入嵌入式系统输入/输出设备接口输出设备接口输出设备接口输出设备接口第第第第6 6 6 6章章章章 嵌入式系统总线接口嵌入式系统总线接口嵌入式系统总线接口嵌入式系统总线接口第第第第7 7 7 7章章章章 嵌入式系统网络接口嵌入式系统网络接口嵌入式系统网络接口嵌入式系统网络接口第第第第8 8 8 8章章章章 嵌入式系统软件及操作系统基础嵌入式系统软件及操作系

3、统基础嵌入式系统软件及操作系统基础嵌入式系统软件及操作系统基础第第第第9 9 9 9章章章章 ARMARMARMARM汇编语言程序设计基础汇编语言程序设计基础汇编语言程序设计基础汇编语言程序设计基础第第第第10101010章章章章 BootloaderBootloaderBootloaderBootloader设计基础设计基础设计基础设计基础第第第第11111111章章章章 LinuxLinuxLinuxLinux操作系统基础操作系统基础操作系统基础操作系统基础第第第第12121212章章章章 嵌入式嵌入式嵌入式嵌入式LinuxLinuxLinuxLinux软件设计软件设计软件设计软件设计第第

4、第第13131313章章章章 图形用户接口（图形用户接口（图形用户接口（图形用户接口（GUIGUIGUIGUI）2022/10/282AFSlide3第第4 4章章 嵌入式系统的存储器系统嵌入式系统的存储器系统4.14.1 存储器系统概述存储器系统概述4.24.2 嵌入式系统存储设备分类嵌入式系统存储设备分类4.34.3 NORNOR FlashFlash接口电路接口电路4.44.4 NANDNAND FlashFlash接口电路接口电路4.54.5 SDRAMSDRAM接口电路接口电路4.64.6 CFCF卡接口电路卡接口电路4.74.7 SDSD卡接口电路卡接口电路4.84.8 IDEID

5、E接口电路接口电路2022/10/283AFSlide44.14.1存储器系统概述存储器系统概述4.1.14.1.14.1.14.1.1存储器系统的层次结构存储器系统的层次结构存储器系统的层次结构存储器系统的层次结构4.1.24.1.24.1.24.1.2高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器4.1.34.1.34.1.34.1.3存储管理单元存储管理单元存储管理单元存储管理单元 2022/10/284AFSlide54.1.14.1.1存储器系统的层次结构存储器系统的层次结构 计算机系统的存储器被组织成一个计算机系统的存储器被组织成一个计算机系统的存储器被组织成一个计算机系

6、统的存储器被组织成一个6 6 6 6个层次个层次个层次个层次的金字塔形的层次的金字塔形的层次的金字塔形的层次的金字塔形的层次结构结构结构结构,如图所示如图所示如图所示如图所示,层次结构的最顶部是层次结构的最顶部是层次结构的最顶部是层次结构的最顶部是S0S0S0S0层层层层,最底部是最底部是最底部是最底部是S5S5S5S5：S0 S0 S0 S0层为层为层为层为CPUCPUCPUCPU内部内部内部内部寄存器寄存器寄存器寄存器 S1 S1 S1 S1层为层为层为层为芯片内部芯片内部芯片内部芯片内部的的的的高速缓存高速缓存高速缓存高速缓存（cachecachecachecache）内存内存内存内存S

7、2S2S2S2层为层为层为层为芯片外芯片外芯片外芯片外的的的的高速缓存高速缓存高速缓存高速缓存（SRAMSRAMSRAMSRAM、DRAMDRAMDRAMDRAM、DDRAMDDRAMDDRAMDDRAM）S3 S3 S3 S3层为层为层为层为主存储器主存储器主存储器主存储器（FlashFlashFlashFlash、PROMPROMPROMPROM、EPROMEPROMEPROMEPROM、EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM）S4 S4 S4 S4层为层为层为层为外部存储器外部存储器外部存储器外部存储器（磁盘、光盘、（磁盘、光盘、（磁盘、光盘、（磁盘、光盘、CFCFCFCF、S

8、DSDSDSD卡）卡）卡）卡）S5 S5 S5 S5层为层为层为层为远程二级存储远程二级存储远程二级存储远程二级存储（分布式文件系统、（分布式文件系统、（分布式文件系统、（分布式文件系统、WebWebWebWeb服务器）服务器）服务器）服务器）2022/10/285AFSlide6存储器系统层次结构存储器系统层次结构2022/10/286AFSlide74.1.24.1.2高速缓冲存储器高速缓冲存储器 在主存储器和在主存储器和在主存储器和在主存储器和CPUCPUCPUCPU之间采用高速缓冲存储器之间采用高速缓冲存储器之间采用高速缓冲存储器之间采用高速缓冲存储器(cache)cache)cach

9、e)cache)被广泛用被广泛用被广泛用被广泛用来提高存储器系统的性能来提高存储器系统的性能来提高存储器系统的性能来提高存储器系统的性能,cachecachecachecache能够减少内存平均访问时间。能够减少内存平均访问时间。能够减少内存平均访问时间。能够减少内存平均访问时间。Cache Cache Cache Cache可分为可分为可分为可分为统一统一统一统一cachecachecachecache和和和和独立独立独立独立的的的的数据数据数据数据/程序程序程序程序cachecachecachecache。存储系统。存储系统。存储系统。存储系统中，中，中，中，指令预取指令预取指令预取指令预

10、取和和和和数据读写数据读写数据读写数据读写使用使用使用使用同一同一同一同一cachecachecachecache时称统一时称统一时称统一时称统一cachecachecachecache。如存。如存。如存。如存储系统中，指令预取和数据读写使用储系统中，指令预取和数据读写使用储系统中，指令预取和数据读写使用储系统中，指令预取和数据读写使用不同的不同的不同的不同的cachecachecachecache，各自是独立，各自是独立，各自是独立，各自是独立的，称系统使用了的，称系统使用了的，称系统使用了的，称系统使用了独立的独立的独立的独立的cachecachecachecache，用于指令预取的，用于

11、指令预取的，用于指令预取的，用于指令预取的cachecachecachecache称为指称为指称为指称为指令令令令cachecachecachecache，用于数据读写的，用于数据读写的，用于数据读写的，用于数据读写的cachecachecachecache称为数据称为数据称为数据称为数据cachecachecachecache。CPUCPUCPUCPU更新更新更新更新cachecachecachecache时时时时,要将结果写回到主存中要将结果写回到主存中要将结果写回到主存中要将结果写回到主存中,可采用写通法可采用写通法可采用写通法可采用写通法(write-through)(write-th

12、rough)(write-through)(write-through)和写回法和写回法和写回法和写回法(write-back)(write-back)(write-back)(write-back)。写通法写通法写通法写通法是是是是CPUCPUCPUCPU执行执行执行执行写写写写操作时操作时操作时操作时,把数据同时把数据同时把数据同时把数据同时写入写入写入写入cachecachecachecache和和和和主存主存主存主存。用写通法更新的。用写通法更新的。用写通法更新的。用写通法更新的cachecachecachecache称称称称写通写通写通写通cachecachecachecache。写

13、回法写回法写回法写回法是执行写操作时是执行写操作时是执行写操作时是执行写操作时,被写的数据被写的数据被写的数据被写的数据只写入只写入只写入只写入cachecachecachecache不不不不写入主存。当需替换时写入主存。当需替换时写入主存。当需替换时写入主存。当需替换时,才把已修改的才把已修改的才把已修改的才把已修改的cachecachecachecache块写回到主存中。块写回到主存中。块写回到主存中。块写回到主存中。采用写回法进行数据更新的采用写回法进行数据更新的采用写回法进行数据更新的采用写回法进行数据更新的cachecachecachecache称为称为称为称为写回写回写回写回cac

14、hecachecachecache。2022/10/287AFSlide8高速缓冲存储器高速缓冲存储器 当进行数据写操作时，可以将当进行数据写操作时，可以将当进行数据写操作时，可以将当进行数据写操作时，可以将cachecachecachecache分为分为分为分为读操作分配读操作分配读操作分配读操作分配cachecachecachecache和和和和写操作分配写操作分配写操作分配写操作分配cachecachecachecache两类。对于两类。对于两类。对于两类。对于读操作分配读操作分配读操作分配读操作分配cachecachecachecache，当进行数据写，当进行数据写，当进行数据写，当进

15、行数据写操作时，如果操作时，如果操作时，如果操作时，如果cachecachecachecache未命中未命中未命中未命中，只是简单地将数据，只是简单地将数据，只是简单地将数据，只是简单地将数据写入主存写入主存写入主存写入主存中。主中。主中。主中。主要在要在要在要在数据读取数据读取数据读取数据读取时，才进行时，才进行时，才进行时，才进行cachecachecachecache内容预取内容预取内容预取内容预取。对于。对于。对于。对于写操作分配写操作分配写操作分配写操作分配cachecachecachecache，当进行数据写操作时，如果，当进行数据写操作时，如果，当进行数据写操作时，如果，当进行数

16、据写操作时，如果cachecachecachecache未命中，未命中，未命中，未命中，cachecachecachecache系统将系统将系统将系统将会进行会进行会进行会进行cachecachecachecache内容预取内容预取内容预取内容预取，从，从，从，从主存主存主存主存中将相应的中将相应的中将相应的中将相应的块读取到块读取到块读取到块读取到cachecachecachecache中相中相中相中相应的位置，并执行写操作，把数据写入到应的位置，并执行写操作，把数据写入到应的位置，并执行写操作，把数据写入到应的位置，并执行写操作，把数据写入到cachecachecachecache中。对于

17、中。对于中。对于中。对于写通写通写通写通类类类类型的型的型的型的cachecachecachecache，数据将会同时被写入到主存中，对于，数据将会同时被写入到主存中，对于，数据将会同时被写入到主存中，对于，数据将会同时被写入到主存中，对于写回写回写回写回类型的类型的类型的类型的cachecachecachecache数据将在合适的时候写回到主存中。数据将在合适的时候写回到主存中。数据将在合适的时候写回到主存中。数据将在合适的时候写回到主存中。2022/10/288AFSlide94.1.34.1.3存储管理单元存储管理单元 MMU MMU MMU MMU（Memory Manage Unit

18、,Memory Manage Unit,Memory Manage Unit,Memory Manage Unit,存储管理单元）在存储管理单元）在存储管理单元）在存储管理单元）在CPUCPUCPUCPU和物理内和物理内和物理内和物理内存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这存之间进行地址转换，将地址从逻辑空间映射到物理空间，这个转换过程一般称为个转换过程一般称为个转换过程一般称为个转换过程一般称为内存映射内存映射内存映射内存映射。MMUMMUMMUMMU主要完成以下工作：

19、主要完成以下工作：主要完成以下工作：主要完成以下工作：（1 1 1 1）虚拟存储空间虚拟存储空间虚拟存储空间虚拟存储空间到到到到物理存储空间物理存储空间物理存储空间物理存储空间的的的的映射映射映射映射。采用了页式虚拟。采用了页式虚拟。采用了页式虚拟。采用了页式虚拟存储管理，它把存储管理，它把存储管理，它把存储管理，它把虚拟地址空间虚拟地址空间虚拟地址空间虚拟地址空间分成一个个固定大小的分成一个个固定大小的分成一个个固定大小的分成一个个固定大小的块块块块，每一，每一，每一，每一块块块块称为一称为一称为一称为一页页页页，把物理内存的地址空间也分成同样大小的页。，把物理内存的地址空间也分成同样大小的

20、页。，把物理内存的地址空间也分成同样大小的页。，把物理内存的地址空间也分成同样大小的页。MMUMMUMMUMMU实现的就是实现的就是实现的就是实现的就是从虚拟地址到物理地址的转换从虚拟地址到物理地址的转换从虚拟地址到物理地址的转换从虚拟地址到物理地址的转换；（2 2 2 2）存储器）存储器）存储器）存储器访问权限访问权限访问权限访问权限的的的的控制控制控制控制；（3 3 3 3）设置虚拟存储空间）设置虚拟存储空间）设置虚拟存储空间）设置虚拟存储空间缓冲缓冲缓冲缓冲的特性。的特性。的特性。的特性。2022/10/289AFSlide104.24.2嵌入式系统存储设备分类嵌入式系统存储设备分类4.

21、2.14.2.14.2.14.2.1存储器部件的分类存储器部件的分类存储器部件的分类存储器部件的分类4.2.24.2.24.2.24.2.2存储器的组织和结构存储器的组织和结构存储器的组织和结构存储器的组织和结构4.2.34.2.34.2.34.2.3常见的嵌入式系统存储器常见的嵌入式系统存储器常见的嵌入式系统存储器常见的嵌入式系统存储器 2022/10/2810AFSlide114.2.14.2.1存储器部件的分类存储器部件的分类1.1.1.1.按在系统中的地位分类按在系统中的地位分类按在系统中的地位分类按在系统中的地位分类 在微机系统中，存储器可分为在微机系统中，存储器可分为在微机系统中，

22、存储器可分为在微机系统中，存储器可分为主存储器主存储器主存储器主存储器（内存或主存）和（内存或主存）和（内存或主存）和（内存或主存）和辅辅辅辅助存储器助存储器助存储器助存储器（简称辅存或外存）。（简称辅存或外存）。（简称辅存或外存）。（简称辅存或外存）。内存内存内存内存是计算机主机的是计算机主机的是计算机主机的是计算机主机的组成部分组成部分组成部分组成部分，用，用，用，用快速存储器件快速存储器件快速存储器件快速存储器件来构成，内来构成，内来构成，内来构成，内存空间的大小受到存空间的大小受到存空间的大小受到存空间的大小受到地址总线位数地址总线位数地址总线位数地址总线位数的限制。内存通常用来容纳常

23、的限制。内存通常用来容纳常的限制。内存通常用来容纳常的限制。内存通常用来容纳常使用的使用的使用的使用的程序程序程序程序和和和和数据数据数据数据，CPUCPUCPUCPU可直接对内存访问。系统软件中如可直接对内存访问。系统软件中如可直接对内存访问。系统软件中如可直接对内存访问。系统软件中如引导引导引导引导程序程序程序程序、监控程序监控程序监控程序监控程序或者或者或者或者操作系统操作系统操作系统操作系统中的基本输入中的基本输入中的基本输入中的基本输入/输出部分输出部分输出部分输出部分BIOSBIOSBIOSBIOS都是都是都是都是必须必须必须必须常驻内存常驻内存常驻内存常驻内存。系统软件系统软件系

24、统软件系统软件和和和和应用软件应用软件应用软件应用软件用到时由用到时由用到时由用到时由外存外存外存外存传到传到传到传到内存内存内存内存。外存外存外存外存存放的是存放的是存放的是存放的是不经常使用不经常使用不经常使用不经常使用的的的的程序程序程序程序和和和和数据数据数据数据，特点是，特点是，特点是，特点是容量大容量大容量大容量大。常。常。常。常见的外存有见的外存有见的外存有见的外存有软盘软盘软盘软盘、硬盘硬盘硬盘硬盘、U U U U盘盘盘盘、光盘光盘光盘光盘等。等。等。等。CPUCPUCPUCPU要使用外存的这些要使用外存的这些要使用外存的这些要使用外存的这些信息时，必须通过信息时，必须通过信息

25、时，必须通过信息时，必须通过专门的设备专门的设备专门的设备专门的设备将信息先传送到内存中。将信息先传送到内存中。将信息先传送到内存中。将信息先传送到内存中。2022/10/2811AFSlide12存储器部件的分类存储器部件的分类2.2.2.2.按存储介质分类按存储介质分类按存储介质分类按存储介质分类 根据存储介质的材料及器件的不同，分根据存储介质的材料及器件的不同，分根据存储介质的材料及器件的不同，分根据存储介质的材料及器件的不同，分磁存储器磁存储器磁存储器磁存储器、半导体半导体半导体半导体存存存存储器、储器、储器、储器、光存储器光存储器光存储器光存储器及及及及激光光盘激光光盘激光光盘激光光

26、盘存储器。存储器。存储器。存储器。3.3.3.3.按信息存取方式分类按信息存取方式分类按信息存取方式分类按信息存取方式分类 存储器按存储信息的功能，分为存储器按存储信息的功能，分为存储器按存储信息的功能，分为存储器按存储信息的功能，分为随机随机随机随机存取存储器（存取存储器（存取存储器（存取存储器（RAMRAMRAMRAM）和）和）和）和只读只读只读只读存储器（存储器（存储器（存储器（ROMROMROMROM）。随机存取存储器在机器运行期间可读、写）。随机存取存储器在机器运行期间可读、写）。随机存取存储器在机器运行期间可读、写）。随机存取存储器在机器运行期间可读、写的存储器。随机存储器按信息存

27、储的方式，分为的存储器。随机存储器按信息存储的方式，分为的存储器。随机存储器按信息存储的方式，分为的存储器。随机存储器按信息存储的方式，分为静态静态静态静态RAMRAMRAMRAM、动态动态动态动态RAMRAMRAMRAM及准静态及准静态及准静态及准静态RAMRAMRAMRAM（PSRAMPSRAMPSRAMPSRAM）。）。）。）。在机器运行期间只能读出信息，不能随时写入信息的存储器在机器运行期间只能读出信息，不能随时写入信息的存储器在机器运行期间只能读出信息，不能随时写入信息的存储器在机器运行期间只能读出信息，不能随时写入信息的存储器称为称为称为称为只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器

28、。只读存储器按功能可分为。只读存储器按功能可分为。只读存储器按功能可分为。只读存储器按功能可分为掩模式掩模式掩模式掩模式（ROMROMROMROM）、）、）、）、可可可可编程编程编程编程只读存储器（只读存储器（只读存储器（只读存储器（PROMPROMPROMPROM）和）和）和）和可改写可改写可改写可改写的只读存储器（的只读存储器（的只读存储器（的只读存储器（EPROMEPROMEPROMEPROM）。）。）。）。2022/10/2812AFSlide134.2.24.2.2存储器的组织和结构存储器的组织和结构 存储器的存储器的存储器的存储器的容量容量容量容量是描述存储器的最基本参数，如是描述

29、存储器的最基本参数，如是描述存储器的最基本参数，如是描述存储器的最基本参数，如1MB1MB1MB1MB。存储器。存储器。存储器。存储器的表示并不唯一，有不同表示方法，每种有不同的数据宽度。的表示并不唯一，有不同表示方法，每种有不同的数据宽度。的表示并不唯一，有不同表示方法，每种有不同的数据宽度。的表示并不唯一，有不同表示方法，每种有不同的数据宽度。在存储器内部，数据是存放在在存储器内部，数据是存放在在存储器内部，数据是存放在在存储器内部，数据是存放在二维阵列二维阵列二维阵列二维阵列存储单元中。阵列以二存储单元中。阵列以二存储单元中。阵列以二存储单元中。阵列以二维的形式存储，给出的维的形式存储，

30、给出的维的形式存储，给出的维的形式存储，给出的n n n n位地址被分成位地址被分成位地址被分成位地址被分成行地址行地址行地址行地址和和和和列地址列地址列地址列地址（n n n nr+cr+cr+cr+c）。）。）。）。r r r r是是是是行地址数行地址数行地址数行地址数，c c c c是是是是列地址数列地址数列地址数列地址数。行列选定行列选定行列选定行列选定一个一个一个一个特定特定特定特定存储存储存储存储单单单单元元元元。如果存储器外部宽度为。如果存储器外部宽度为。如果存储器外部宽度为。如果存储器外部宽度为1 1 1 1位，那么列地址仅一位；对更宽的位，那么列地址仅一位；对更宽的位，那么列

31、地址仅一位；对更宽的位，那么列地址仅一位；对更宽的数据，列地址可选择所有列的一个子集。数据，列地址可选择所有列的一个子集。数据，列地址可选择所有列的一个子集。数据，列地址可选择所有列的一个子集。嵌入式系统的存储器与通用系统的存储器有所不同，通常由嵌入式系统的存储器与通用系统的存储器有所不同，通常由嵌入式系统的存储器与通用系统的存储器有所不同，通常由嵌入式系统的存储器与通用系统的存储器有所不同，通常由ROMROMROMROM、RAMRAMRAMRAM、EPROMEPROMEPROMEPROM等组成。嵌入式存储器一般等组成。嵌入式存储器一般等组成。嵌入式存储器一般等组成。嵌入式存储器一般采用存储密

32、度较大采用存储密度较大采用存储密度较大采用存储密度较大的存储器的存储器的存储器的存储器芯片芯片芯片芯片，存储容量存储容量存储容量存储容量与应用的与应用的与应用的与应用的软件大小相匹配软件大小相匹配软件大小相匹配软件大小相匹配。2022/10/2813AFSlide144.2.34.2.3常见的嵌入式系统存储器常见的嵌入式系统存储器（随机存储器）（随机存储器）（随机存储器）（随机存储器）RAM RAM RAM RAM可以被读和写，地址可以以任意次序被读。常见可以被读和写，地址可以以任意次序被读。常见可以被读和写，地址可以以任意次序被读。常见可以被读和写，地址可以以任意次序被读。常见RAMRAMR

33、AMRAM的种的种的种的种类有类有类有类有SRAMSRAMSRAMSRAM（静态随机存储器）、（静态随机存储器）、（静态随机存储器）、（静态随机存储器）、DRAMDRAMDRAMDRAM（动态随机存储器）、（动态随机存储器）、（动态随机存储器）、（动态随机存储器）、DDRAMDDRAMDDRAMDDRAM（双倍速率随机存储器）。其中，（双倍速率随机存储器）。其中，（双倍速率随机存储器）。其中，（双倍速率随机存储器）。其中，SRAMSRAMSRAMSRAM比比比比DRAMDRAMDRAMDRAM运行运行运行运行速度快速度快速度快速度快，SRAMSRAMSRAMSRAM比比比比DRAMDRAMDR

34、AMDRAM耗电多耗电多耗电多耗电多，DRAMDRAMDRAMDRAM需要周期性需要周期性需要周期性需要周期性刷新刷新刷新刷新。而。而。而。而DDRAMDDRAMDDRAMDDRAM是是是是RAMRAMRAMRAM的下的下的下的下一代产品。在一代产品。在一代产品。在一代产品。在133MHz133MHz133MHz133MHz时钟频率，时钟频率，时钟频率，时钟频率，DDRAMDDRAMDDRAMDDRAM内存带宽可以达到内存带宽可以达到内存带宽可以达到内存带宽可以达到13364b/8213364b/8213364b/8213364b/82，在，在，在，在200MHz200MHz200MHz200

35、MHz时钟频率，其带宽可达到时钟频率，其带宽可达到时钟频率，其带宽可达到时钟频率，其带宽可达到20064b/8220064b/8220064b/8220064b/82。2022/10/2814AFSlide15（只读存储器）（只读存储器）ROM ROM ROM ROM在烧入数据后，无需外加电源来保存数据，断电后数据不在烧入数据后，无需外加电源来保存数据，断电后数据不在烧入数据后，无需外加电源来保存数据，断电后数据不在烧入数据后，无需外加电源来保存数据，断电后数据不丢失，但速度较慢，适合存储需长期保留的不变数据。在嵌入式丢失，但速度较慢，适合存储需长期保留的不变数据。在嵌入式丢失，但速度较慢，适

36、合存储需长期保留的不变数据。在嵌入式丢失，但速度较慢，适合存储需长期保留的不变数据。在嵌入式系统中，系统中，系统中，系统中，ROMROMROMROM用于固定数据和程序。用于固定数据和程序。用于固定数据和程序。用于固定数据和程序。常见常见常见常见ROMROMROMROM有有有有Mask ROM(Mask ROM(Mask ROM(Mask ROM(掩模掩模掩模掩模ROMROMROMROM)、PROM(PROM(PROM(PROM(可编程可编程可编程可编程ROMROMROMROM)、EPROM(EPROM(EPROM(EPROM(可可可可擦写擦写擦写擦写ROMROMROMROM)、EEPROM(E

37、EPROM(EEPROM(EEPROM(电可擦除可编程电可擦除可编程电可擦除可编程电可擦除可编程ROMROMROMROM,也可表示为也可表示为也可表示为也可表示为E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM）、）、）、）、Flash ROM(Flash ROM(Flash ROM(Flash ROM(闪烁存储器闪烁存储器闪烁存储器闪烁存储器)。Mask ROMMask ROMMask ROMMask ROM一次性由厂家写入数据的一次性由厂家写入数据的一次性由厂家写入数据的一次性由厂家写入数据的ROM,ROM,ROM,ROM,用户无法修改。用户无法修改。用户无法修改。用户无法修改

38、。PROMPROMPROMPROM出厂时厂家并没有写入数据出厂时厂家并没有写入数据出厂时厂家并没有写入数据出厂时厂家并没有写入数据,而是保留里面的内容为全而是保留里面的内容为全而是保留里面的内容为全而是保留里面的内容为全0 0 0 0或全或全或全或全1,1,1,1,由由由由用户来编程一次性写入数据。用户来编程一次性写入数据。用户来编程一次性写入数据。用户来编程一次性写入数据。EPROMEPROMEPROMEPROM可以通过紫外光的照射可以通过紫外光的照射可以通过紫外光的照射可以通过紫外光的照射,擦掉擦掉擦掉擦掉原先的程序原先的程序原先的程序原先的程序,芯片可重复擦除和写入。芯片可重复擦除和写入

39、。芯片可重复擦除和写入。芯片可重复擦除和写入。E E E E2 2 2 2PROMPROMPROMPROM是通过加电擦除原是通过加电擦除原是通过加电擦除原是通过加电擦除原编程数据编程数据编程数据编程数据,通过高压脉冲可以写入数据通过高压脉冲可以写入数据通过高压脉冲可以写入数据通过高压脉冲可以写入数据,写入时间较长。写入时间较长。写入时间较长。写入时间较长。FlashFlashFlashFlash断断断断电不会丢失数据电不会丢失数据电不会丢失数据电不会丢失数据(NVRAM),NVRAM),NVRAM),NVRAM),可快速读取可快速读取可快速读取可快速读取,电可擦写可编程电可擦写可编程电可擦写可

40、编程电可擦写可编程.2022/10/2815AFSlide163.Flash Memory3.Flash Memory Flash memory Flash memory Flash memory Flash memory（闪烁存储器闪烁存储器闪烁存储器闪烁存储器）是嵌入式系统中）是嵌入式系统中）是嵌入式系统中）是嵌入式系统中重要的组成部重要的组成部重要的组成部重要的组成部分分分分，用来存储，用来存储，用来存储，用来存储程序程序程序程序和和和和数据数据数据数据，掉电后数据不会丢失。但在使用，掉电后数据不会丢失。但在使用，掉电后数据不会丢失。但在使用，掉电后数据不会丢失。但在使用Flash Me

41、moryFlash MemoryFlash MemoryFlash Memory时，必须根据其自身特性，对存储系统进行特殊时，必须根据其自身特性，对存储系统进行特殊时，必须根据其自身特性，对存储系统进行特殊时，必须根据其自身特性，对存储系统进行特殊设计，以保证系统的性能达到最优。设计，以保证系统的性能达到最优。设计，以保证系统的性能达到最优。设计，以保证系统的性能达到最优。Flash Memory Flash Memory Flash Memory Flash Memory是一种是一种是一种是一种非易失性非易失性非易失性非易失性存储器存储器存储器存储器NVMNVMNVMNVM（Non-Vola

42、tile Non-Volatile Non-Volatile Non-Volatile MemoryMemoryMemoryMemory），根据结构不同可分成），根据结构不同可分成），根据结构不同可分成），根据结构不同可分成NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash和和和和NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash两种。两种。两种。两种。Flash Memory Flash Memory Flash Memory Flash Memory在物理结构上分成若干个在物理结构上分成若干个在物理结构上分成若干个在物理结构上分成若干个区

43、块区块区块区块，区块之间相互，区块之间相互，区块之间相互，区块之间相互独立独立独立独立。NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个扇区扇区扇区扇区（SectorSectorSectorSector），而），而），而），而NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个把整个存储区分成若干个块块块块（BlockBlockBlockBlock），可以对以块），可以对以块），可以对以块）

44、，可以对以块或扇区为单位的内存单元进行擦写和再编程。或扇区为单位的内存单元进行擦写和再编程。或扇区为单位的内存单元进行擦写和再编程。或扇区为单位的内存单元进行擦写和再编程。2022/10/2816AFSlide17Flash MemoryFlash Memory 由于由于由于由于Flash MemoryFlash MemoryFlash MemoryFlash Memory的的的的写操作写操作写操作写操作只能将数据位只能将数据位只能将数据位只能将数据位从从从从1 1 1 1写成写成写成写成0 0 0 0,而而而而不能不能不能不能从从从从0 0 0 0写成写成写成写成1 1 1 1,所以在对存储

45、器进行所以在对存储器进行所以在对存储器进行所以在对存储器进行写之前写之前写之前写之前必须先执行必须先执行必须先执行必须先执行擦除操作擦除操作擦除操作擦除操作,将将将将预写入预写入预写入预写入的数据位初始化为的数据位初始化为的数据位初始化为的数据位初始化为1 1 1 1。擦操作的。擦操作的。擦操作的。擦操作的最小单位最小单位最小单位最小单位是一个是一个是一个是一个区块区块区块区块，而，而，而，而不是单个不是单个不是单个不是单个字节字节字节字节.NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash执行擦除操作是十分执行擦除操作是十分执行擦除操作是十分执行擦除操作是十分简

46、单简单简单简单的的的的,而而而而NORNORNORNOR型型型型内存则要求在进行内存则要求在进行内存则要求在进行内存则要求在进行擦除前擦除前擦除前擦除前先要将目标块内所有的位都先要将目标块内所有的位都先要将目标块内所有的位都先要将目标块内所有的位都写为写为写为写为0 0 0 0。由于由于由于由于擦除擦除擦除擦除NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash时是以时是以时是以时是以64-128KB64-128KB64-128KB64-128KB为单位为单位为单位为单位的块进行的，执的块进行的，执的块进行的，执的块进行的，执行一个写入行一个写入行一个写入行一个写入/擦除操

47、作的时间为擦除操作的时间为擦除操作的时间为擦除操作的时间为5s5s5s5s，与此相反，擦除，与此相反，擦除，与此相反，擦除，与此相反，擦除NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash是以是以是以是以8-32KB8-32KB8-32KB8-32KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要的块进行的，执行相同的操作最多只需要的块进行的，执行相同的操作最多只需要的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms4ms4ms4ms。NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash的的的的读速度读速度读速度读速度比比比比NAND FlashNAND Fla

48、shNAND FlashNAND Flash稍快稍快稍快稍快一些，一些，一些，一些，NANDNANDNANDNAND Flash Flash Flash Flash的的的的写写写写入速度入速度入速度入速度比比比比NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash快很多快很多快很多快很多。NAND FlashNAND FlashNAND FlashNAND Flash的的的的随机读取能力差随机读取能力差随机读取能力差随机读取能力差，适，适，适，适合大量数据的合大量数据的合大量数据的合大量数据的连续读取连续读取连续读取连续读取。2022/10/2817AFSlide18Fla

49、sh MemoryFlash Memory 除了除了除了除了NOR FlashNOR FlashNOR FlashNOR Flash的读的读的读的读,Flash Memory,Flash Memory,Flash Memory,Flash Memory的的的的其他操作其他操作其他操作其他操作与与与与RAMRAMRAMRAM不同不同不同不同,直直直直接对目标地址进行总线操作。例如执行一次接对目标地址进行总线操作。例如执行一次接对目标地址进行总线操作。例如执行一次接对目标地址进行总线操作。例如执行一次写操作写操作写操作写操作，它必须输，它必须输，它必须输，它必须输入入入入一串特殊的指令一串特殊的指

50、令一串特殊的指令一串特殊的指令(NOR Flash),(NOR Flash),(NOR Flash),(NOR Flash),或完成或完成或完成或完成一段时序一段时序一段时序一段时序(NAND Flash)(NAND Flash)(NAND Flash)(NAND Flash)才能将数据写入到才能将数据写入到才能将数据写入到才能将数据写入到Flash MemoryFlash MemoryFlash MemoryFlash Memory中。中。中。中。NOR Flash NOR Flash NOR Flash NOR Flash带有带有带有带有SRAMSRAMSRAMSRAM接口接口接口接口,有