Un sistem încorporat folosește diferite tipuri de module de memorie pentru o gamă largă de sarcini, cum ar fi stocarea codului software și instrucțiuni pentru hardware. Aceste coduri și instrucțiuni software sunt utilizate programează microcontrolerul .
Diferite tipuri de memorie
Un modul de memorie este un dispozitiv fizic care este utilizat pentru a stoca programe sau date în mod temporar sau permanent pentru utilizare în electronică digitală. Există diferite varietăți de amintiri în sistemul încorporat, fiecare având propriul mod particular de funcționare. O memorie eficientă mărește performanța sistemelor încorporate.
2 tipuri de module de memorie
Diferite tipuri de module de memorie pentru orice sistem depinde de natura aplicației a acelui sistem. Cerințele de performanță și capacitate de memorie sunt mici pentru sistemele cu costuri reduse. Selectarea unui modul de memorie este cea mai importantă cerință în proiectarea unui proiect bazat pe microcontroler .
Următoarele tipuri generale de module de memorie pot fi utilizate într-un sistem încorporat.
- Memorie volatila
- Memorie non volatila
Modul de memorie volatilă - RAM
Dispozitivele de memorie volatile sunt tipuri de dispozitive de stocare care își păstrează conținutul până când puterea le este aplicată.
Când alimentarea este oprită, aceste amintiri își pierd conținutul.
Un exemplu de dispozitiv de memorie volatil este memoria cu acces aleator (RAM)
Modul de memorie volatil-RAM
Cipul de memorie RAM, denumit memorie principală, este o locație de stocare care permite stocarea și accesarea rapidă a informațiilor dintr-o locație aleatorie cu modulul de memorie. Celula de memorie care poate fi accesată pentru transferul de informații către sau din orice locație aleatorie dorită se numește memorie cu acces aleatoriu
O memorie RAM este proiectată cu o colecție de celule de stocare. Fiecare celulă conține fie BJT, fie MOSFET pe baza tipului de modul de memorie. De exemplu, memoria RAM 4 * 4 poate stoca 4 biți de informații.
Fiecare instrucțiune a unui rând și coloană din această matrice este o celulă de memorie. Fiecare bloc etichetat BC, reprezintă celulele binare cu cele 3 intrări și 1 ieșire. Fiecare bloc este format din 12 celule binare.
Circuit intern de stocare a datelor pentru memoria RAM
Pentru fiecare bloc de memorie, fiecare cuvânt ieșit din decodor este intrarea selectată. Decodorul este activat cu intrarea de activare a memoriei. Când pinul de activare a memoriei este la un nivel logic scăzut, toate ieșirile decodorului sunt la un nivel logic scăzut, iar memoria nu selectează niciun cuvânt. Când pinul de activare se află la un nivel logic ridicat, ieșirea paralelă corespunzătoare intrării seriale este dată ca intrare selectivă pentru fiecare bloc de memorie.
Circuit intern de stocare a datelor pentru cipul de memorie RAM
Odată selectat cuvântul, pinul de citire și scriere pentru fiecare bloc determină operațiunea. Dacă pinul de citire / scriere este la un nivel logic scăzut, intrarea este scrisă pe blocul de memorie. Dacă pinul de citire / scriere este la nivel logic ridicat, ieșirea este citită din fiecare bloc.
Memorie non-volatilă Memorie ROM
Memoriile nevolatile sunt tipuri permanente de stocare a cipurilor de memorie care pot recupera informațiile stocate chiar și atunci când alimentarea este oprită. Un exemplu de dispozitiv de memorie non-volatil este Memoria numai în citire (ROM).
ROM înseamnă Memorie numai citire . ROM-ul poate fi folosit doar pentru a citi, dar nu poate fi scris pe. Aceste dispozitive de memorie sunt non-volatile.
Memorie non-volatilă-Memorie ROM
Informațiile sunt stocate permanent în astfel de amintiri în timpul fabricării. ROM-ul poate stoca instrucțiuni care sunt necesare pentru a porni computerul atunci când computerul este alimentat. Această operațiune este denumită bootstrap.
O celulă de memorie ROM este proiectată cu un singur tranzistor. Memoria ROM nu este utilizată doar în computere, ci și în alte dispozitive electronice, cum ar fi controlere, cuptoare micro, mașini de spălat etc.
O familie ROM este proiectată cu colecție de celule de stocare. Fiecare celulă de memorie conține fie tranzistor bipolar, fie MOSFET bazat pe tipuri de memorie.
Tipuri de cipuri RAM disponibile
Familia RAM include două dispozitive de memorie importante care sunt
Memorie de acces aleator static (SRAM)
Modulul Static Random Access Memory este un tip de memorie RAM care reține biții de date în memoria sa, atâta timp cât este alimentată. SRAM nu trebuie actualizat periodic. RAM-ul static oferă acces mai rapid la date și este mai scump decât DRAM.
Memorie statică cu acces aleatoriu (SRAM)
Fiecare bit dintr-un SRAM este stocat în patru tranzistoare care formează două invertoare cuplate transversal. Două în plus tranzistoare - tipuri servesc pentru a controla accesul la celulele de stocare în timpul operațiilor de citire și scriere. Un SRAM tipic folosește șase tranzistoare pentru a stoca fiecare bit de memorie. Aceste celule de stocare au două stări stabile care sunt utilizate pentru a indica „0” și „1”.
Avantaje:
- SRAM-ul extern oferă capacități mari de stocare decât memoriile on-chip.
- Dispozitivele SRAM pot fi găsite chiar și în capacități din ce în ce mai mici.
- SRAM-urile au de obicei o latență foarte scăzută și performanțe ridicate.
- Memoria SRAM poate fi proiectată și interfațată foarte ușor în comparație cu alte amintiri
Aplicații:
- SRAM extern este destul de eficient ca un tampon mai rapid pentru blocul de date de dimensiuni medii. Puteți utiliza SRAM extern pentru a memora date care nu se încadrează în memoria on-chip și necesită o latență mai mică decât ceea ce oferă DRAM.
- Dacă sistemul dvs. necesită un bloc de memorie mai mare de 10 MB, puteți lua în considerare diferite tipuri de memorii, cum ar fi SRAM.
Memorie cu acces aleator dinamic:
Memoria cu acces aleator dinamic este un tip de modul RAM care stochează fiecare bit de date într-un condensator separat. Acesta este un mod eficient de stocare a datelor în memorie, deoarece necesită mai puțin spațiu fizic pentru stocarea datelor.
Memorie aleatorie cu acces dinamic (DRAM)
O anumită dimensiune a DRAM poate conține mai multe cantități de date decât un cip SRAM cu aceeași dimensiune. Condensatoarele din DRAM trebuie să fie reîncărcate constant pentru a-și menține încărcarea. Acesta este motivul pentru care DRAM necesită mai multă putere.
Fiecare cip de memorie DRAM constă dintr-o locație de stocare sau celule de memorie. Este alcătuit din condensator și tranzistor care pot deține starea activă sau inactivă. Fiecare celulă DRAM este denumită un bit.
Când celula DRAM deține o valoare la starea activă ‘1’, încărcarea este la starea ridicată. Când celula DRAM deține o valoare la starea inactivă „0”, taxa este sub un anumit nivel.
Avantaje:
- Capacitatea de stocare este foarte mare
- Este un dispozitiv low cost
Aplicații:
- Este folosit pentru stocarea unui bloc mare de date
- Se utilizează la executarea codului microprocesorului
- Aplicații în care este necesar acces la memorie cu latență redusă.
Tipuri de amintiri ROM
Diferite tipuri de memorie din familia ROM au patru dispozitive de memorie importante care sunt:
Memorie programabilă numai în citire:
Memoria programabilă numai în citire (PROM) poate fi modificată o singură dată de către utilizator. PROM este fabricat cu o serie de siguranțe. Cipul este programat de programatorul PROM în care unele siguranțe sunt arse. Siguranțele deschise sunt citite ca unele, în timp ce siguranțele arse sunt citite ca zerouri.
Memorie programabilă numai în citire
Memorie care poate fi ștearsă numai în citire:
Memorie care poate fi ștearsă numai în citire
Memoria care poate fi ștearsă numai în citire este unul dintre tipurile speciale de module de memorie care pot fi programate de câte ori pentru a corecta erorile. Își poate păstra conținutul până când este expus la lumina ultravioletă.
Lumina ultravioletă își șterge conținutul, făcând posibilă programarea memoriei. Pentru a scrie și șterge cipul de memorie EPROM, avem nevoie de un dispozitiv special numit programator PROM.
EPROM este programat prin forțarea încărcării electrice pe o mică bucată de metal din siliciu poli cunoscut sub numele de poartă plutitoare, care se află în celula de memorie. Când încărcarea este prezentă în această poartă, celula este programată, adică memoria conține „0”. Când încărcarea nu este prezentă în poartă, celula nu este programată, adică memoria conține ‘1’.
Memorie numai în citire programabilă, ștearsă electrică :
EEPROM este un cip de memorie modificat de utilizator, care poate fi șters și programat de mai multe ori.
Memorie numai citire programabilă ștearsă electric
Aceste dispozitive de memorie sunt utilizate în computere și alte dispozitive electronice pentru a stoca o cantitate mică de date care trebuie salvate atunci când sursa de alimentare este scoasă. Conținutul EEPROM este șters prin expunerea la o încărcare electrică.
Datele EEPROM sunt stocate și eliminate 1 octet de date la un moment dat. EEPROM nu trebuie să fie eliminat de pe computer pentru a fi modificat. Schimbarea conținutului nu necesită echipamente suplimentare.
EEPROM-ul modern permite operații de pagină pe mai mulți octeți și are o durată de viață limitată. EEPROM poate fi proiectată între 10 și 1000 de cicluri de scriere. Când numărul de operații de scriere este finalizat, EEPROM nu mai funcționează.
EEPROM este un dispozitiv de stocare care poate fi implementat cu mai puține standarde în proiectarea celulei. Celula mai comună este compusă din doi tranzistori. Tranzistorul de stocare are un gabarit plutitor similar cu EPROM. EEPROM-urile au două familii care sunt EEPROM seriale și EEPROM paralele. EEPROM paralelă este mai rapidă și mai rentabilă decât memoria serială.
Memorie flash:
Memoria flash este cel mai utilizat dispozitiv pentru electronice și dispozitive de calculator. Memoria flash se numără printre tipurile speciale de memorie care pot fi șterse și programate cu un bloc de date. Memoria flash își păstrează datele chiar și fără energie. Memoria flash este populară, deoarece funcționează rapid și eficient decât EEPROM.
Memorie flash
Modulul de memorie flash este proiectat pentru aproximativ 100000 -10000000 cicluri de scriere. Principala constrângere cu memoria flash este de câte ori pot fi scrise date. Datele pot fi citite din memoria flash de câte ori doriți, dar după un anumit număr de operații de scriere, acesta va înceta să funcționeze.
Memorie on-chip
Memoria On-Chip se referă la orice modul de memorie, cum ar fi RAM, ROM sau alte amintiri, dar care iese fizic chiar pe microcontroler. Diferit microcontrolere -tipuri la fel ca microcontrolerul 8051 are memorie ROM On-Chip limitată. Cu toate acestea, are capacitatea de a se extinde la maximum 64 KB memorie ROM externă și 64 KB memorie RAM externă.
Memorie on-chip
PIN-ul / EA este utilizat pentru a controla amintirile externe și interne ale microcontrolerului. Dacă pinul / EA este conectat la 5V, atunci datele sunt preluate spre sau din memoria internă a microcontrolerului. Când pinul / EA este conectat la sol, datele sunt preluate către sau din memoria externă.
Sper că până acum trebuie să aveți o înțelegere clară despre diferite tipuri de memorie. Iată o întrebare de bază pentru dvs. - Pentru a proiecta orice sistem încorporat, ce tip de ROM și RAM sunt utilizate de obicei și de ce?
Dați răspunsurile dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.
Credit foto:
Diferite tipuri de module de memorie de klbict
Modul de memorie volatil-RAM de wikimedia
Modul de memorie non-volatil-memorie ROM de cuib
Memorie de acces aleator static de 2.bp.blogspot
Memorie cu acces aleator dinamic de directindustry
Memorie programabilă numai în citire de atingere
Ștergere programabilă numai citire memorie de qcwo
Memorie numai în citire programabilă, ștearsă electrică de lilieci
Memorie Flash de criptat-tbn1.gstatic
