Integrovaný systém používá různé typy paměťových modulů pro širokou škálu úkolů, jako je ukládání softwarového kódu a pokyny k hardwaru. Tyto softwarové kódy a pokyny jsou zvyklé naprogramujte mikrokontrolér .
Různé typy paměti
Paměťový modul je fyzické zařízení, které se používá k dočasnému nebo trvalému ukládání programů nebo dat pro použití v digitální elektronice. Ve vestavěném systému existují různé varianty pamětí, z nichž každá má svůj vlastní konkrétní režim provozu. Efektivní paměť zvyšuje výkon vestavěných systémů.
2 typy paměťových modulů
Různé typy paměťových modulů pro jakýkoli systém závisí na povaze aplikace tohoto systému. Požadavky na výkon a kapacitu paměti jsou u nízkonákladových systémů malé. Výběr paměťového modulu je nejdůležitějším požadavkem při navrhování projekt založený na mikrokontroléru .
Ve vestavěném systému lze použít následující obecné typy paměťových modulů.
- Dočasná paměť
- Energetická paměť
Volatile Memory Module - RAM
Těkavá paměťová zařízení jsou typy paměťových zařízení, která uchovávají svůj obsah, dokud na ně není přivedeno napájení.
Když je napájení vypnuto, tyto paměti ztrácejí svůj obsah.
Příkladem energeticky nezávislého paměťového zařízení je Random Access Memory (RAM)
Volatilní paměťový modul - RAM
Paměťový čip RAM, označovaný jako hlavní paměť, je úložiště, které umožňuje rychlé ukládání a přístup k informacím z náhodného umístění pomocí paměťového modulu. Paměťová buňka, do které lze přistupovat pro přenos informací do nebo z libovolného požadovaného náhodného umístění, se nazývá paměť s náhodným přístupem.
Paměť RAM je navržena se sbírkou úložných buněk. Každá buňka obsahuje buď BJT nebo MOSFET na základě typu paměťového modulu. Například paměť 4 * 4 RAM může ukládat 4 bitové informace.
Každá instrukce řádku a sloupce v této matici je paměťová buňka. Každý blok označený BC představuje binární buňky se svými 3 vstupy a 1 výstupem. Každý blok se skládá z 12 binárních buněk.
Obvod interního ukládání dat pro paměť RAM
Pro každý blok paměti je výstupem každého slova výstup z dekodéru. Dekodér je povolen se vstupem pro povolení paměti. Když je pin umožňující paměť na logicky nízké úrovni, všechny výstupy dekodéru jsou na logicky nízké úrovni a paměť nevybírá žádné slovo. Když je aktivační kolík na logicky vysoké úrovni, paralelní výstup odpovídající sériovému vstupu je uveden jako výběr vstupu do každého paměťového bloku.
Obvod interního ukládání dat pro paměťový čip RAM
Jakmile je slovo vybráno, určuje operaci kód PIN pro čtení a zápis pro každý blok. Pokud je pin pro čtení / zápis na logicky nízké úrovni, vstup se zapíše do paměťového bloku. Pokud je pin pro čtení / zápis na logicky vysoké úrovni, výstup se načte z každého bloku.
Non-Volatile Memory-ROM Memory
Energeticky nezávislé paměti jsou trvalé typy paměťových čipů, které mohou získat zpět uložené informace, i když je napájení vypnuto. Příkladem energeticky nezávislé paměti je paměť pouze pro čtení (ROM).
ROM znamená Pamět pouze pro čtení . ROM lze použít pouze ke čtení, ale nelze na něj zapisovat. Tato paměťová zařízení jsou energeticky nezávislá.
Energeticky nezávislá paměť ROM
Informace jsou během výroby trvale ukládány do těchto pamětí. Do paměti ROM lze ukládat pokyny potřebné ke spuštění počítače, když je počítač napájen. Tato operace se označuje jako bootstrap.
Buňka paměti ROM je navržena s jediným tranzistorem. Paměť ROM se nepoužívá pouze v počítačích, ale také v jiných elektronických zařízeních, jako jsou řadiče, mikro trouby, pračky atd.
Rodina ROM je navržena se sbírkou úložných buněk. Každá paměťová buňka obsahuje buď bipolární, nebo MOSFET tranzistor na základě typů paměti.
Dostupné typy čipů RAM
Rodina RAM zahrnuje dvě důležitá paměťová zařízení, která jsou
Statická paměť s náhodným přístupem (SRAM)
Paměťový modul Static Random Access Memory je typ paměti RAM, která uchovává datové bity ve své paměti, dokud je napájeno. SRAM není nutné pravidelně obnovovat. Statická RAM poskytuje rychlejší přístup k datům a je dražší než DRAM.
Statická paměť s náhodným přístupem (SRAM)
Každý bit v SRAM je uložen ve čtyřech tranzistorech, které tvoří dva střídače s křížovou vazbou. Dva další tranzistory - typy slouží k řízení přístupu k úložným buňkám během operací čtení a zápisu. Typicky SRAM používá k uložení každého paměťového bitu šest tranzistorů. Tyto úložné buňky mají dva stabilní stavy, které se používají k označení „0“ a „1“.
Výhody:
- Externí SRAM poskytuje velkou úložnou kapacitu než paměti na čipu.
- Zařízení SRAM lze dokonce najít v menších a větších kapacitách.
- SRAM mají obvykle velmi nízkou latenci a vysoký výkon.
- Paměť SRAM lze velmi snadno navrhnout a propojit ve srovnání s jinými pamětí
Aplikace:
- Externí SRAM je docela efektivní jako rychlejší vyrovnávací paměť pro středně velký blok dat. Můžete použít externí SRAM k vyrovnávací paměti dat, která se nevejdou do paměti na čipu a vyžadují nižší latenci, než poskytuje DRAM.
- Pokud váš systém vyžaduje blok paměti větší než 10 MB, můžete zvážit různé typy pamětí, například SRAM.
Dynamická paměť s náhodným přístupem:
Dynamická paměť s náhodným přístupem je typ modulu RAM, který ukládá každý bit dat v samostatném kondenzátoru. Jedná se o efektivní způsob, jak ukládat data do paměti, protože vyžaduje méně fyzického prostoru pro ukládání dat.
Dynamická náhodná paměť (DRAM)
Na konkrétní velikost paměti DRAM se vejde více dat než na čip SRAM se stejnou velikostí. Kondenzátory v paměti DRAM je třeba neustále dobíjet, aby se udržel jejich nabití. To je důvod, proč DRAM vyžaduje více energie.
Každý paměťový čip DRAM se skládá z úložných míst nebo paměťových buněk. Skládá se z kondenzátoru a tranzistoru, které mohou udržovat aktivní nebo neaktivní stav. Každá buňka DRAM se označuje jako bit.
Když buňka DRAM udržuje hodnotu v aktivním stavu „1“, je nabití ve vysokém stavu. Když buňka DRAM drží hodnotu v neaktivním stavu „0“, je náboj pod určitou úrovní.
Výhody:
- Úložná kapacita je velmi vysoká
- Jedná se o levné zařízení
Aplikace:
- Používá se k ukládání velkého bloku dat
- Používá se při provádění kódu mikroprocesoru
- Aplikace, kde je vyžadován přístup do paměti s nízkou latencí.
Druhy pamětí ROM
Různé typy paměti v rodině ROM mají čtyři důležitá paměťová zařízení, která jsou:
Programovatelná paměť pouze pro čtení:
Programovatelnou paměť pouze pro čtení (PROM) může uživatel upravit pouze jednou. PROM je vyráběn s řadou pojistek. Čip je programován programátorem PROM, přičemž některé pojistky jsou spálené. Otevřené pojistky se načítají jako jedničky, zatímco spálené pojistky se načítají jako nuly.
Programovatelná paměť pouze pro čtení
Vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení:
Vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení
Vymazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení je jedním ze speciálních typů paměťových modulů, které lze naprogramovat libovolněkrát k opravě chyb. Může si uchovat svůj obsah, dokud není vystaven ultrafialovému světlu.
Ultrafialové světlo vymaže jeho obsah a umožní tak programovat paměť. K zápisu a mazání paměťového čipu EPROM potřebujeme speciální zařízení zvané PROM programátor.
EPROM je programována vynucením elektrického náboje na malý kousek polykřemíkového kovu známého jako plovoucí hradlo, který je umístěn v paměťové buňce. Pokud je v tomto hradle přítomen náboj, je buňka naprogramována, tj. Paměť obsahuje „0“. Pokud v bráně není náboj, buňka není naprogramována, tj. Paměť obsahuje „1“.
Elektricky mazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení :
EEPROM je uživatelem upravený paměťový čip pouze pro čtení, který lze několikrát vymazat a naprogramovat.
Elektricky mazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení
Tato paměťová zařízení se používají v počítačích a jiných elektronických zařízeních k ukládání malého množství dat, která musí být uložena při odpojení napájení. Obsah EEPROM se vymaže vystavením elektrickému náboji.
Data EEPROM se ukládají a odebírají po 1 bajtu dat. Aby bylo možné upravit, není nutné EEPROM vyjmout z počítače. Změna obsahu nevyžaduje další vybavení.
Moderní EEPROM umožňuje vícebajtové operace se stránkami a má omezenou životnost. EEPROM může být navržen na 10 až 1000 cyklů zápisu. Po dokončení počtu operací zápisu přestane EEPROM fungovat.
EEPROM je úložné zařízení, které lze implementovat s méně standardy v designu buněk. Běžnější buňka se skládá ze dvou tranzistorů. Skladovací tranzistor má plovoucí měrku podobnou EPROM. EEPROM mají dvě rodiny, které jsou sériové EEPROM a paralelní EEPROM. Paralelní EEPROM je rychlejší a nákladově efektivnější než sériová paměť.
Flash paměť:
Flash paměť je nejpoužívanějším zařízením pro elektroniku a počítačová zařízení. Flash paměť patří mezi speciální typy paměti, které lze vymazat a naprogramovat pomocí bloku dat. Flash paměť uchovává svá data i bez napájení. Flash paměť je populární, protože pracuje rychle a efektivně než EEPROM.
Flash paměť
Flash paměťový modul je navržen pro přibližně 100 000 - 10 000 000 cyklů zápisu. Hlavním omezením paměti flash je počet zápisů dat do ní. Data lze číst z paměti flash tolikrát, kolikrát je potřeba, ale po určitém počtu operací zápisu přestanou fungovat.
Paměť na čipu
Paměť On-Chip se označuje jakémukoli paměťovému modulu, jako je RAM, ROM nebo jiné paměti, ale který fyzicky vystupuje na samotném mikrokontroléru. Odlišný typy mikrokontrolérů jako 8051 mikrokontrolér má omezenou paměť ROM On-Chip. Má však schopnost rozšíření na maximálně 64 kB externí paměti ROM a 64 kB externí paměti RAM.
Paměť na čipu
Pin / EA se používá k ovládání vnějších a interních pamětí mikrokontroléru. Pokud je / EA pin připojen na 5V, pak se data načítají do nebo z interní paměti mikrokontroléru. Když je kolík / EA připojen k zemi, data se načtou do nebo z externích pamětí.
Doufám, že už musíte jasně rozumět různým typům paměti. Zde je základní otázka - Chcete-li navrhnout jakýkoli vestavěný systém, jaký typ paměti ROM a RAM se obvykle používá a proč?
Odpovědi dejte v sekci komentáře níže.
Fotografický kredit:
Různé typy paměťových modulů podle klbict
Volatile Memory module-RAM by wikimedia
Non Volatile memory module-ROM memory by hnízdo
Statická paměť s náhodným přístupem podle 2. bp.blogspot
Dynamická paměť s náhodným přístupem podle přímý průmysl
Programovatelná paměť pouze pro čtení touque
Smazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení qcwo
Elektricky mazatelná programovatelná paměť pouze pro čtení netopýři
Flash paměť od encrypted-tbn1.gstatic
