Et integreret system bruger forskellige typer hukommelsesmoduler til en lang række opgaver, såsom lagring af softwarekode og instruktioner til hardware. Disse softwarekoder og instruktioner bruges til programmer mikrokontrolleren .
Forskellige typer hukommelse
Et hukommelsesmodul er en fysisk enhed, der bruges til at gemme programmer eller data midlertidigt eller permanent til brug i digital elektronik. Der er forskellige varianter af erindringer i det indlejrede system, der hver har deres egen særlige driftsform. En effektiv hukommelse øger ydelsen for indlejrede systemer.
2 typer hukommelsesmoduler
Forskellige typer hukommelsesmoduler til ethvert system afhænger af applikationens art af dette system. Kravene til hukommelsesydelse og kapacitet er små til lave omkostningssystemer. Valg af et hukommelsesmodul er det mest kritiske krav i design af en mikrokontroller-baseret projekt .
Følgende generelle typer hukommelsesmodul kan bruges i et integreret system.
- Flygtig hukommelse
- Ikke-flygtig hukommelse
Flygtigt hukommelsesmodul - RAM
Flygtige hukommelsesenheder er typer lagerenheder, der holder deres indhold, indtil der tilføres strøm til dem.
Når strømmen er slukket, mister disse minder deres indhold.
Et eksempel på en flygtig hukommelsesenhed er RAM (Random Access Memory)
Flygtigt hukommelsesmodul-RAM
RAM-hukommelseschippen, kaldet en hovedhukommelse, er en lagerplacering, der gør det muligt at gemme og få adgang til oplysninger hurtigt fra tilfældig placering med hukommelsesmodul. Hukommelsescellen, som kan tilgås til informationsoverførsel til eller fra en hvilken som helst ønsket tilfældig placering kaldes en tilfældig adgangshukommelse.
En RAM-hukommelse er designet med en samling af lagringsceller. Hver celle indeholder enten BJT eller MOSFET baseret på typen af hukommelsesmodul. For eksempel kan 4 * 4 RAM-hukommelse gemme 4 bit information.
Hver instruktion i en række og kolonne i denne matrix er en hukommelsescelle. Hver blok mærket BC repræsenterer de binære celler med sine 3 indgange og 1 output. Hver blok består af 12 binære celler.
Intern datalagerkreds til RAM-hukommelse
Til hver hukommelsesblok er hvert ordudgang fra dekoderen selektiv input. Dekoderen er aktiveret med hukommelsesaktiveringsindgangen. Når hukommelsesaktiveringstappen er på logisk lavt niveau, er alle udgange fra dekoderen på logisk lavt niveau, og hukommelsen vælger ikke noget ord. Når aktiveringsstiften er på logisk højt niveau, gives den parallelle udgang, der svarer til den serielle indgang, som valgindgang til hver hukommelsesblok.
Internt datalagringskredsløb til RAM-hukommelseschip
Når ordet er valgt, bestemmer læse- og skrivestiften for hver blok operationen. Hvis læse / skrive-stiften er på et logisk lavt niveau, skrives indgangen på hukommelsesblokken. Hvis læse / skrive-stiften er på logisk højt niveau, læses output fra hver blok.
Ikke-flygtig hukommelse-ROM-hukommelse
Ikke-flygtige minder er permanente lagertyper af hukommelseschips, som kan få tilbage lagrede oplysninger, selv når strømmen er slukket. Et eksempel på ikke-flygtig hukommelsesenhed er Read Only Memory (ROM).
ROM står for Læs kun hukommelse . ROM kan kun bruges til at læse fra, men kan ikke skrives på. Disse hukommelsesenheder er ikke-flygtige.
Ikke-flygtig hukommelse-ROM-hukommelse
Oplysningerne gemmes permanent i sådanne minder under fremstillingen. ROM'en kan gemme instruktioner, der kræves for at starte computeren, når der gives strøm til computeren. Denne operation kaldes bootstrap.
En ROM-hukommelsescelle er designet med en enkelt transistor. ROM-hukommelsen bruges ikke kun i computere, men også i andre elektroniske enheder som controllere, mikroovne, vaskemaskiner osv.
En ROM-familie er designet med samling af lagringsceller. Hver hukommelsescelle indeholder enten bipolar eller MOSFET transistor baseret på hukommelsestyper.
Typer af tilgængelige RAM-chips
RAM-familien inkluderer to vigtige hukommelsesenheder, der er
Statisk tilfældig adgangshukommelse (SRAM)
Static Random Access Memory-modulet er en type RAM, der bevarer databitsne i hukommelsen, så længe der tilføres strøm. SRAM behøver ikke at blive opdateret med jævne mellemrum. Det statiske RAM giver hurtigere adgang til dataene og er dyrere end DRAM.
Statisk tilfældig adgangshukommelse (SRAM)
Hver bit i en SRAM er lagret i fire transistorer, der danner to tværkoblede invertere. To yderligere transistorer - typer tjener til at kontrollere adgangen til lagringscellerne under læse- og skriveoperationer. En typisk SRAM bruger seks transistorer til at gemme hver hukommelsesbit. Disse lagringsceller har to stabile tilstande, der bruges til at betegne '0' og '1'.
Fordele:
- Den eksterne SRAM giver stor lagerkapacitet end on-chip-hukommelser.
- SRAM-enhederne kan endda findes i mindre og større kapaciteter.
- SRAM'erne har typisk meget lav latenstid og høj ydeevne.
- SRAM-hukommelsen kan designes og grænseflader meget let sammenlignet med andre minder
Anvendelser:
- Den eksterne SRAM er ret effektiv som en hurtigere buffer til mellemstor datablok. Du kan bruge ekstern SRAM til at buffere data, der ikke passer ind i on-chip-hukommelsen og kræver lavere ventetid, end hvad DRAM giver.
- Hvis dit system kræver en blok hukommelse, der er større end 10 MB, kan du overveje forskellige typer minder som SRAM.
Dynamisk tilfældig adgangshukommelse:
Dynamic Random Access Memory er en type RAM-modul, der gemmer hver bit data i en separat kondensator. Dette er en effektiv måde at gemme dataene i hukommelsen på, fordi det kræver mindre fysisk plads til at gemme dataene.
Dynamisk adgang tilfældig hukommelse (DRAM)
En bestemt størrelse på DRAM kan indeholde flere datamængder end en SRAM-chip med samme størrelse. Kondensatorerne i DRAM skal konstant oplades for at holde deres opladning. Dette er grunden til, at DRAM kræver mere strøm.
Hver DRAM-hukommelseschip består af en lagerplads eller hukommelsesceller. Den består af kondensator og transistor, som kan holde enten aktiv eller inaktiv tilstand. Hver DRAM-celle kaldes en smule.
Når DRAM-cellen har en værdi i aktiv tilstand '1', er opladningen i høj tilstand. Når DRAM-cellen har en værdi i inaktiv tilstand '0', er opladningen under et bestemt niveau.
Fordele:
- Lagerkapaciteten er meget høj
- Det er en billig enhed
Anvendelser:
- Det bruges til lagring af store datablokke
- Det bruges til at udføre mikroprocessorkode
- Applikationer, hvor der er behov for adgang til hukommelse med lav latenstid.
Typer af ROM-hukommelser
Forskellige hukommelsestyper i ROM-familien har fire vigtige hukommelsesenheder, som er:
Programmerbar skrivebeskyttet hukommelse:
Den programmerbare skrivebeskyttede hukommelse (PROM) kan kun ændres af brugeren en gang. PROM er fremstillet med en række sikringer. Chippen er programmeret af PROM-programmøren, hvor nogle sikringer er brændt. De åbne sikringer læses som en, mens de brændte sikringer læses som nuller.
Programmerbar skrivebeskyttet hukommelse
Sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse:
Sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse
Den sletbare programmerbare skrivebeskyttede hukommelse er en af de specielle typer hukommelsesmoduler, der kan programmeres et vilkårligt antal gange for at rette fejlene. Det kan bevare dets indhold, indtil det udsættes for ultraviolet lys.
Det ultraviolette lys sletter dets indhold, hvilket gør det muligt at programmere hukommelsen. For at skrive og slette EPROM-hukommelseschippen har vi brug for en speciel enhed kaldet PROM programmerer.
EPROM er programmeret ved at tvinge elektrisk ladning på et lille stykke poly-siliciummetal kendt som flydende port, som er placeret i hukommelsescellen. Når der er opladning i denne port, er cellen programmeret, dvs. hukommelse indeholder '0'. Når der ikke er opladning i porten, er cellen ikke programmeret, dvs. hukommelse indeholder '1'.
Elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse :
EEPROM er en brugermodificeret skrivebeskyttet hukommelseschip, der kan slettes og programmeres et antal gange.
Elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse
Disse hukommelsesenheder bruges i computere og andre elektroniske enheder til at gemme en lille mængde data, der skal gemmes, når strømforsyningen fjernes. Indholdet af EEPROM slettes ved at udsætte det for en elektrisk opladning.
EEPROM-dataene gemmes og fjernes 1 byte data ad gangen. EEPROM behøver ikke at blive fjernet fra computeren for at blive ændret. Ændring af indholdet kræver ikke yderligere udstyr.
Den moderne EEPROM tillader sidebetjening med flere byte og har begrænset levetid. EEPROM kan designes fra 10 til 1000 skrivecyklusser. Når antallet af skriveoperationer er afsluttet, holder EEPROM op med at arbejde.
EEPROM er en lagerenhed, der kan implementeres med færre standarder inden for celledesign. Den mere almindelige celle består af to transistorer. Lagertransistoren har en flydende måling svarende til EPROM. EEPROM'erne har to familier, som er seriel EEPROM og parallel EEPROM. Den parallelle EEPROM er hurtigere og omkostningseffektiv end seriel hukommelse.
Glimtvis erindring:
Flash-hukommelsen er den mest anvendte enhed til elektronik og computerenheder. Flashhukommelsen er blandt de specielle hukommelsestyper, der kan slettes og programmeres med en datablok. Flash-hukommelsen holder sine data selv uden strøm overhovedet. Flash-hukommelsen er populær, fordi den fungerer hurtigt og effektivt end EEPROM.
Glimtvis erindring
Flash-hukommelsesmodulet er designet til omkring 100.000 -10000.000 skrivecyklusser. Hovedbegrænsningen med flashhukommelsen er antallet af gange, der kan skrives data til den. Dataene kan læses fra flashhukommelsen så mange gange som ønsket, men efter et bestemt antal skriveoperationer holder de op med at arbejde.
On-Chip-hukommelse
On-Chip-hukommelsen henvises til ethvert hukommelsesmodul som RAM, ROM eller andre minder, men der fysisk udgår på selve mikrokontrolleren. Forskellige mikrokontrollere -typer ligesom 8051 mikrokontroller har begrænset On-Chip ROM-hukommelse. Det har dog en mulighed for at udvide sig til maksimalt 64 KB ekstern ROM-hukommelse og 64 KB ekstern RAM-hukommelse.
On-chip hukommelse
/ EA-stiften bruges til at kontrollere de eksterne og interne hukommelser fra mikrokontrolleren. Hvis / EA-pin er forbundet til 5V, hentes data til eller fra den interne hukommelse på mikrokontrolleren. Når / EA-pin er forbundet til jorden, hentes dataene til eller fra de eksterne minder.
Jeg håber, at du nu skal have en klar forståelse af forskellige typer hukommelse. Her er et grundlæggende spørgsmål til dig - At designe ethvert integreret system, hvilken type ROM og RAM bruges normalt, og hvorfor?
Giv dine svar i kommentarfeltet nedenfor.
Fotokredit:
Forskellige typer hukommelsesmoduler efter klbict
Flygtigt hukommelsesmodul-RAM af wikimedia
Ikke-flygtigt hukommelsesmodul-ROM-hukommelse af rede
Statisk tilfældig adgangshukommelse af 2.bp.blogspot
Dynamisk tilfældig adgangshukommelse af direkte industri
Programmerbar skrivebeskyttet hukommelse af touque
Sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse af qcwo
Elektrisk sletbar programmerbar skrivebeskyttet hukommelse af flagermus
Flash-hukommelse af krypteret-tbn1.gstatic
