ROM、FLASH 和 RAM 的区别

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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。

1. 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。1980 年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。

2. 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。

3. 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。

4. 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 里。