סוגים שונים של מודולי זיכרון המשמשים במערכת משובצת

מערכת משובצת משתמשת בסוגים שונים של מודולי זיכרון למגוון רחב של משימות כגון אחסון קוד תוכנה והוראות לחומרה. קודי תוכנה והוראות אלה משמשים לתכנת את המיקרו-בקר .

סוגים שונים של זיכרון

מודול זיכרון הוא מכשיר פיזי המשמש לאחסון תוכניות או נתונים על בסיס זמני או קבוע לשימוש באלקטרוניקה דיגיטלית. ישנם סוגים שונים של זיכרונות במערכת המוטמעת, שלכל אחד מהם אופן פעולה מסוים משלו. זיכרון יעיל מגדיל את הביצועים של מערכות משובצות.

2 סוגים של מודולי זיכרון

סוגים שונים של מודולי זיכרון עבור כל מערכת תלויה באופי היישום של אותה מערכת. דרישות ביצועי הזיכרון והיכולת קטנות עבור מערכות בעלות נמוכה. בחירת מודול זיכרון היא הדרישה הקריטית ביותר בתכנון פרויקט מבוסס מיקרו-בקר .

ניתן להשתמש בסוגים הכלליים הבאים של מודול זיכרון במערכת משובצת.

• זיכרון נדיף
• זיכרון לא נדיף

מודול זיכרון נדיף - זיכרון RAM

התקני זיכרון נדיפים הם סוגים של התקני אחסון המחזיקים את תוכנם עד להפעלת כוח עליהם.

כאשר החשמל מנותק, זיכרונות אלה מאבדים את תוכנם.

דוגמה למכשיר זיכרון נדיף הוא זיכרון גישה אקראית (RAM)

מודול זיכרון נדיף- RAM

שבב זיכרון RAM, המכונה זיכרון ראשי, הוא מיקום אחסון המאפשר לאחסן מידע ולגשת אליו במהירות ממיקום אקראי באמצעות מודול זיכרון. תא הזיכרון אליו ניתן לגשת להעברת מידע לכל מקום אקראי רצוי או ממנו נקרא זיכרון גישה אקראית.

זיכרון RAM תוכנן עם אוסף של תאי אחסון. כל תא מכיל BJT או MOSFET מבוסס על סוג מודול הזיכרון. לדוגמה, זיכרון RAM 4 * 4 יכול לאחסן 4 סיביות מידע.

כל הוראה של שורה ועמודה במטריצה ​​זו היא תא זיכרון. כל בלוק שכותרתו BC מייצג את התאים הבינאריים עם 3 הקלטים והפלט 1 שלו. כל בלוק מורכב מ -12 תאים בינאריים.

מעגל אחסון נתונים פנימי עבור זיכרון RAM

לכל בלוק זיכרון, כל פלט מילה מהמפענח הוא הקלט הנבחר. המפענח מופעל באמצעות קלט הפעלת הזיכרון. כאשר סיכת הפעלת זיכרון היא ברמה נמוכה לוגית, כל הפלטים של המפענח הם ברמה נמוכה לוגית והזיכרון אינו בוחר שום מילה. כאשר סיכת ההפעלה ברמה לוגית גבוהה, הפלט המקביל המתאים לכניסה הטורית ניתן כקלט בחר לכל בלוק זיכרון.

מעגל אחסון נתונים פנימי עבור שבב זיכרון RAM

לאחר בחירת המילה, סיכת הקריאה והכתיבה עבור כל בלוק קובעת את הפעולה. אם סיכת הקריאה / כתיבה היא ברמה נמוכה מבחינה לוגית, הקלט נכתב על גוש הזיכרון. אם סיכת הקריאה / כתיבה היא ברמה גבוהה לוגית, הפלט נקרא מכל בלוק.

זיכרון ROM שאינו נדיף

זיכרונות שאינם נדיפים הם סוגי אחסון קבועים של שבבי זיכרון אשר יכולים להחזיר מידע מאוחסן גם כאשר החשמל מנותק. דוגמה להתקן זיכרון שאינו נדיף הוא זיכרון לקריאה בלבד (ROM).

ה- ROM מייצג זיכרון לקריאה בלבד . ניתן להשתמש ב- ROM רק לקריאה, אך לא ניתן לכתוב עליו. התקני זיכרון אלה אינם נדיפים.

זיכרון ROM לא נדיף

המידע נשמר באופן קבוע בזיכרונות כאלה במהלך הייצור. ה- ROM יכול לאחסן הוראות הנדרשות להפעלת המחשב כאשר נותנים חשמל למחשב. פעולה זו מכונה bootstrap.

תא זיכרון ROM מתוכנן עם טרנזיסטור יחיד. זיכרון ה- ROM משמש לא רק במחשבים אלא גם במכשירים אלקטרוניים אחרים כמו בקרים, תנורי מיקרו, מכונות כביסה וכו '.

משפחת ROM מעוצבת עם אוסף של תאי אחסון. כל תא זיכרון מכיל טרנזיסטור דו קוטבי או MOSFET המבוסס על סוגי זיכרון.

סוגי שבבי RAM זמינים

משפחת ה- RAM כוללת שני התקני זיכרון חשובים שהם

זיכרון גישה אקראית סטטית (SRAM)

מודול זיכרון גישה אקראית סטטית הוא סוג של זיכרון RAM השומר על סיביות הנתונים בזיכרונו כל עוד אספקת החשמל. לא צריך לרענן את ה- SRAM מעת לעת. ה- RAM הסטטי מספק גישה מהירה יותר לנתונים והוא יקר יותר מ- DRAM.

זיכרון גישה אקראי סטטי (SRAM)

כל ביט ב- SRAM מאוחסן בארבעה טרנזיסטורים היוצרים שני ממירים מצולבים. שניים נוספים טרנזיסטורים - סוגים משמשים לשליטה בגישה לתאי האחסון במהלך פעולות קריאה וכתיבה. SRAM בדרך כלל משתמש בששה טרנזיסטורים לאחסון כל ביט זיכרון. לתאי אחסון אלה שני מצבים יציבים המשמשים לציון '0' ו- '1'.

יתרונות:

• ה- SRAM החיצוני מספק יכולות אחסון גדולות מזיכרונות על גבי שבב.
• ניתן למצוא אפילו את מכשירי ה- SRAM בקיבולות קטנות וגדולות יותר.
• ל- SRAM בדרך כלל יש חביון נמוך מאוד וביצועים גבוהים.
• ניתן לתכנן ולתממשק את זיכרון ה- SRAM בקלות רבה בהשוואה לזיכרונות אחרים

יישומים:

• ה- SRAM החיצוני יעיל למדי כחוצץ מהיר יותר לחסימת נתונים בגודל בינוני. אתה יכול להשתמש ב- SRAM חיצוני כדי לאגר נתונים שאינם משתלבים בזיכרון שבב ודורשים חביון נמוך יותר ממה שמספק DRAM.
• אם המערכת שלך דורשת חסימת זיכרון הגדולה מ- 10 מגהבייט, תוכל לשקול סוגים שונים של זיכרונות כגון SRAM.

זיכרון גישה אקראי דינמי:

זיכרון הגישה האקראית הדינמית הוא סוג של מודול RAM המאחסן כל פיסת נתונים בקבל נפרד. זוהי דרך יעילה לאחסון הנתונים בזיכרון מכיוון שהיא דורשת פחות מקום פיזי לאחסון הנתונים.

זיכרון אקראי של גישה דינמית (DRAM)

גודל מסוים של DRAM יכול להכיל יותר כמויות נתונים מאשר שבב SRAM באותו גודל. הקבלים ב- DRAM צריכים להיטען כל הזמן כדי לשמור על טעינתם. זו הסיבה ש- DRAM דורש יותר כוח.

כל שבב זיכרון DRAM מורכב ממיקומי אחסון או תאי זיכרון. הוא מורכב מקבלים וטרנזיסטור שיכולים להחזיק במצב פעיל או לא פעיל. כל תא DRAM מכונה קצת.

כאשר תא ה- DRAM מחזיק בערך במצב פעיל '1', הטעינה במצב גבוה. כאשר תא ה- DRAM מחזיק בערך במצב לא פעיל '0', המטען הוא מתחת לרמה מסוימת.

יתרונות:

• קיבולת האחסון גבוהה מאוד
• זהו מכשיר בעלות נמוכה

יישומים:

• הוא משמש לאחסון גוש נתונים גדול
• הוא משמש לביצוע קוד המעבד
• יישומים בהם נדרשת גישה לזיכרון בעל זמן אחזור נמוך.

סוגי זיכרונות ROM

סוגים שונים של זיכרון במשפחת ה- ROM כוללים ארבעה התקני זיכרון חשובים שהם:

זיכרון לקריאה בלבד לתכנות:

המשתמש יכול לשנות את הזיכרון לקריאה בלבד לתכנות (PROM). ה- PROM מיוצר עם סדרת נתיכים. השבב מתוכנת על ידי מתכנת PROM ובו נשרפים כמה נתיכים. הנתיכים הפתוחים נקראים כאלו, ואילו הנתיכים השרופים נקראים כאפסים.

זיכרון לקריאה בלבד לתכנות

זיכרון לקריאה בלבד לתכנות מחיק:

ניתן למחיקה זיכרון לקריאה בלבד

זיכרון הקריאה בלבד הניתן לתכנות המחיק הוא אחד מהסוגים המיוחדים של מודולי זיכרון שניתן לתכנת כל מספר פעמים כדי לתקן את השגיאות. הוא יכול לשמור על תכולתו עד לחשיפה לאור אולטרה סגול.

האור האולטרה סגול מוחק את תוכנו ומאפשר לתכנת את הזיכרון. כדי לכתוב ולמחוק את שבב הזיכרון EPROM, אנו זקוקים למכשיר מיוחד בשם PROM programmer.

ה- EPROM מתוכנת על ידי כפיית מטען חשמלי על פיסת מתכת פולי סיליקון קטנה המכונה שער צף, הנמצאת בתא הזיכרון. כאשר קיים מטען בשער זה התא מתוכנת, כלומר הזיכרון מכיל '0'. כאשר המטען אינו קיים בשער, התא אינו מתוכנת, כלומר הזיכרון מכיל '1'.

זיכרון לקריאה בלבד לתכנות באמצעות מחיקה חשמלית :

EEPROM הוא שבב זיכרון לקריאה בלבד שעבר שינוי על ידי המשתמש וניתן למחוק אותו ולתכנת אותו מספר פעמים.

זיכרון לקריאה בלבד הניתן לתכנות מחיקת חשמל

התקני זיכרון אלה משמשים במחשבים והתקנים אלקטרוניים אחרים לאחסון כמות קטנה של נתונים שיש לשמור בעת הסרת אספקת החשמל. התוכן של EEPROM נמחק על ידי חשיפתו למטען חשמלי.

נתוני ה- EEPROM מאוחסנים ומוסרים בית אחד של נתונים בכל פעם. אין צורך להסיר את ה- EEPROM מהמחשב כדי לשנותו. שינוי התוכן אינו דורש ציוד נוסף.

ה- EEPROM המודרני מאפשר פעולות של עמודים מרובי בתים ובעל חיים מוגבל. ניתן לתכנן את ה- EEPROM בין 10 ל -1000 מחזורי כתיבה. לאחר השלמת מספר פעולות הכתיבה, ה- EEPROM מפסיק לעבוד.

EEPROM הוא מכשיר אחסון שניתן ליישם עם פחות סטנדרטים בעיצוב תאים. התא הנפוץ יותר מורכב משני טרנזיסטורים. לטרנזיסטור האחסון יש צף צף הדומה ל- EPROM. ל- EEPROM יש שתי משפחות שהן EEPROM סדרתי ו- EEPROM מקביל. ה- EEPROM המקביל מהיר יותר ומשתלם בזיכרון הטורי.

זיכרון פלאש:

זיכרון הפלאש הוא המכשיר הנפוץ ביותר למכשירי אלקטרוניקה ומכשירי מחשב. זיכרון הפלאש הוא בין סוגי הזיכרון המיוחדים שניתן למחוק ולתכנת באמצעות גוש נתונים. זיכרון ההבזק שומר על הנתונים שלו גם ללא כוח בכלל. זיכרון הפלאש פופולרי מכיוון שהוא פועל במהירות וביעילות מאשר EEPROM.

זיכרון פלאש

מודול זיכרון הפלאש מיועד לכ- 100000 -10000000 מחזורי כתיבה. האילוץ העיקרי עם זיכרון הפלאש הוא מספר הפעמים שניתן לכתוב אליו נתונים. ניתן לקרוא את הנתונים מזיכרון הבזק כמה פעמים שרוצים, אך לאחר מספר מסוים של פעולות כתיבה, הם יפסיקו לעבוד.

זיכרון על שבב

זיכרון ה- On-Chip מתייחס לכל מודול זיכרון כמו RAM, ROM או זיכרונות אחרים, אך יציאה פיזית במיקרו-בקר עצמו. שונה מיקרו-בקרים -סוגים כמו למיקרו 8051 יש זיכרון ROM מוגבל ב- On. עם זאת יש לו יכולת להתרחב למקסימום 64KB זיכרון ROM חיצוני וזיכרון RAM חיצוני 64KB.

זיכרון על שבב

סיכת / EA משמשת לשליטה בזיכרונות החיצוניים והפנימיים של המיקרו-בקר. אם סיכה / EA מחוברת ל- 5V, הנתונים נאספים אל הזיכרון הפנימי של המיקרו-בקר או ממנו. כאשר מחברים סיכה / EA לקרקע, הנתונים נאספים אל הזיכרונות החיצוניים או מהם.

אני מקווה שעד עכשיו אתה חייב להיות בעל הבנה ברורה לגבי סוגים שונים של זיכרון. הנה שאלה בסיסית עבורך - לעצב כל מערכת משובצת, איזה סוג של ROM ו- RAM משמש בדרך כלל ומדוע?

תן את תשובותיך בסעיף ההערות למטה.

קרדיט צילום:

סוגים שונים של מודולי זיכרון מאת klbict
מודול זיכרון נדיף - זיכרון RAM מאת ויקימדיה
זיכרון ROM-מודול זיכרון שאינו נדיף מאת קֵן
זיכרון גישה אקראי סטטי מאת 2.bp.blogspot
זיכרון גישה אקראי דינמי מאת תעשייה ישירה
זיכרון לקריאה בלבד לתכנות מאת טוק
ניתן למחיקה זיכרון קריאה בלבד לתכנות מאת qcwo
זיכרון לקריאה בלבד לתכנות באמצעות מחיקה חשמלית מאת עטלפים
זיכרון פלאש מאת מוצפן- tbn1.gstatic