文章目录

概述
RAM
- 基本概念
- DDR
- SRAM
ROM
- 名字问题
- ROM分类
- NorFlash
- NandFlash
- EMMC
RAM和ROM实践
- STM32F407的NORFlash
堆内存
- 堆内存分配
内存/外存
- 固态硬盘
FIFO存储器

概述

要搞嵌入式Linux开发环境移植… 从内核移植篇中讲到的"将内核映像和设备树下载到内存中"，有点蒙，竟然还没有正儿八经的搞明白ROM和RAM。以上述问题为契机，开始了一天的关于嵌入式板卡存储体系的学习…

RAM

基本概念

随机存取存储器（英语：Random Access Memory，缩写：RAM），也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。RAM在计算机和数字系统中用来暂时存储程序、数据和中间结果。所谓“随机存取”，指的是当存储器中的数据被读取或写入时，所需要的时间与这段信息所在的位置或所写入的位置无关。相对的，读取或写入顺序访问（Sequential Access）存储设备中的信息时，其所需要的时间与位置就会有关系。
RAM由存储矩阵、地址译码器、读/写控制器、输入/输出、片选控制等几部分组成。存储矩阵是RAM的核心部分，是一个寄存器矩阵，用来存储信息。

DDR

在阅读FS44412开发板清单时，看到其内存配置为1GB双通道 DDR3，前边标注的是RAM，有点low，这就是我的认识过程。DDR内存全称是DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍速率SDRAM)，人们习惯称为DDR，其中，SDRAM 是Synchronous Dynamic Random Access Memory的缩写，即同步动态随机存取存储器，DDR内存是在SDRAM内存基础上发展而来的。至此，我才将PC的内存条设备和嵌入式里常见的RAM联系了起来…

SRAM

ROM

名字问题

只读存储器（Read-Only Memory，ROM），为什么叫做只读但是也可以擦除编程，因为这种说法来自于早期计算机中相关叫法，当时的技术还没现在这么先进（当时一次写入无法擦除，无法修改），所以叫做只读，最早见于电脑BIOS中。随着技术的发展，有许多的概念已经不完全是它的字面意思啦…

ROM分类

在嵌入式中讲到ROM，“程序存储器是一种只读存储器ROM”，用它来固化单片机的应用程序和一些表格参数，并讲到ROM存储器有，MaskROM型、EPROM型、OTPROM型、FlashROM型。
PROM是可编程只读存储器（Programmable read-ONly memory）的缩写，是一种电脑存储记忆晶片，它允许使用称为PROM编程器的硬件将数据写入设备中，是只能被使用者修改一次的只读存储器(ROM)。
EEPROM (Electrically Erasable Programmable read only memory)是指带电可擦可编程只读存储器。不像EPROM芯片，EEPROM不需从计算机中取出即可修改。在一个EEPROM中，当计算机在使用的时候可频繁地反复编程，因此EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。通常讲，EEPROM在读写次数、操作单元、功耗等方面要优于Flash，但是其读写速率、容量大小等远不如Flash。
这个东西的作用于铁电差不很多，主要用来存储那些较小的配置？待查证！

Flash存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还可以快速读取数据（NVRAM的优势），使数据不会因为断电而丢失。Flash Memory，是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。与硬盘相比，闪存也有更佳的动态抗震性。闪存的写入速度往往明显慢于读取速度。

NorFlash

NOR Flash需要很长的时间进行抹写，但是它提供完整的寻址与数据总线，并允许随机存取存储器上的任何区域，这使的它非常适合取代老式的ROM芯片。当时ROM芯片主要用来存储几乎不需更新的代码，例如电脑的BIOS或机上盒(Set-top Box)的固件。NOR Flash可以忍受一万到一百万次抹写循环，它同时也是早期的可移除式快闪存储媒体的基础。
NorFlash对比NandFlash 主要参考NandFlah百科，NAND Flash和NOR Flash区别，主要对比如下：

写入bai/擦除操作的时间不同
擦除NAND器件以8～32KB的块进行，执行同一写入/擦除的操作时间为4ms
擦除NOR器件是以64～128KB的块进行，执行同一个写入/擦除操作的时间为5s
接口不同
nand flash使用较为复杂的I/O口来串行地存取数据，并且各个产品或厂商的方法可能各不相同。
nor flash为SRAM接口，拥有足够的地址引脚用于寻址。
容量成本不同
NAND flash的单元尺寸大约为NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，因此价格较低。
NOR flash单元尺寸较大，生产过程也较为复杂，因此价格较高。
耐用性不同
NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次。
NOR闪存中每个块的最大擦写次数是十万次。

NandFlash

NAND Flash式东芝在1989年的国际固态电路研讨会(ISSCC)上发表的，要在NandFlash上面读写数据，要外部加主控和电路设计。NAND Flash具有较快的抹写时间, 而且每个存储单元的面积也较小，这让NAND Flash相较于NOR Flash具有较高的存储密度与较低的每比特成本。同时它的可抹除次数也高出NOR Flash十倍。然而NAND Flash 的I/O接口并没有随机存取外部地址总线，它必须以区块性的方式进行读取，NAND Flash典型的区块大小是数百至数千比特。
因为多数微处理器与微控制器要求字节等级的随机存取，所以NAND Flash不适合取代那些用以装载程序的ROM。从这样的角度看来，NAND Flash比较像光盘、硬盘这类的次级存储设备。NAND Flash非常适合用于储存卡之类的大量存储设备。第一款创建在NAND Flash基础上的可移除式存储媒体是SmartMedia，此后许多存储媒体也跟着采用NAND Flash，包括MultiMediaCard、Secure Digital、Memory Stick与xD卡。

EMMC

eMMC (Embedded Multi Media Card) 为MMC协会所订立的，eMMC 相当于 NandFlash+主控IC ，对外的接口协议与SD、TF卡一样，主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器，它提供标准接口并管理闪存，使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说，同样的重要。
eMMC由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC（多媒体卡）接口、快闪存储器设备（Nand Flash）及主控制器，所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes，eMMC具有快速、可升级的性能。

RAM和ROM实践

今天学习STM32F407开发板，了解到它的存储系统有4部分：192K的片内SRAM、1M的片内Flash、1M的片外SRAM(XM8A51216)、16M的片外Flah（W25Q128），由此重新来理一下上述两种Flash的区别。

STM32F407的NORFlash

结构图，及其使用方法。
使用方法参见库函数板开发指南，第39章。

堆内存

堆内存，是区别于栈区、全局数据区和代码区的另一个内存区域。堆允许程序在运行时动态地申请某个大小的内存空间。Here，以此为契机，看看上述提到的区域都真实的存在哪里？

堆内存分配

在正点原子的FreeRTOS开发手册中，有提到堆内存的分配方法。默认情况下，FreeRTOS的堆内存是有编译器来分配的，将宏configAPPLICATION_ALLOCATED_HEEP定义为1的话，堆内存可以由用户自行设置，堆内存在heap_1.c/heap_2.c/heap_3.c/heap_4.c/heap_5.c中有定义，具体的在哪个文件取决于用户选择哪种内存管理方式。

//in heap_4.c /* Allocate the memory for the heap. */
#if( configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP == 1 )/* The application writer has already defined the array used for the RTOSheap - probably so it can be placed in a special segment or address. */extern uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ];
#elsestatic uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ];
#endif/* configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP */

内存/外存

脑海里泛出来的第一问题时，既然RAM对应了PC的内存，那么是不是ROM对应的是外存或者说是硬盘? 心里犯嘀咕，感觉像又感觉不像！有的人想当然就把他们对应上来，从一些嵌入式书籍的描述中，ROM通常是被描述为内存的…
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。从冯.诺依曼的存储程序工作原理及计算机的组成来说，计算机分为运算器、控制器、存储器和输入/输出设备，这里的存储器就是指内存，而硬盘属于输入/输出设备。

? 从制造材料上，ROM和硬盘是完全不同的，从使用功能上来说ROM和硬盘是相似的，如存储操作系统、应用程序、数据等，但是硬盘更突出存储暂时不用的数据的意思，ROM没有这层意思，嵌入式开发中也不会有这样的需求，ROM更加突出存储应用程序的意思。在嵌入式领域，ROM被描述为内存。

固态硬盘

PC上常常谈及到的固态硬盘，在本质上是Flash吗？
https://zhidao.baidu.com/question/164676437.html
SSD固态硬盘是固态存储，属于Flash memory，使用寿命长，不容易损du坏，抗震性强。

FIFO存储器

作为一种新型大规模集成电路，FIFO( First Input First Output)芯片以其灵活、方便、高效的特性，逐渐在高速数据采集、高速数据处理、高速数据传输以及多机处理系统中得到越来越广泛的应用。FIFO存储器是系统的缓冲环节，IFO存储器分为写入专用区和读取专用区。读操作与写操作可以异步进行，写入区上写入的数据按照写入的顺序从读取端的区中读出，类似于吸收写入端与读出端速度差的一种缓冲器。计算机的串口，一般也都具有FIFO缓冲器（不是单一的FIFO存储器，而是嵌入在设备内部）。
FIFO可以是一块具体的硬件存储设备，也可是程序在内存中开辟的一段内存区域，而buffer往往就是一段缓冲的数据区域。FIFO强调先进先出，它有时可帮助系统解决始终域不同步或数据局宽度不一样的情况。环形缓冲区ring buffer在外在表现上有些类似fifo存储器…
FIFO 是“First-In First-Out”的缩写，意为“先进先出”，是一种常见的队列操作。 Stellaris 系列ARM 的UART 模块包含有2 个16 字节的FIFO：一个用于发送，另一个用于接收。可以将两个FIFO 分别配置为以不同深度触发中断。（来自UART-FIFO操作）

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