Hệ thống nhúng sử dụng các loại mô-đun bộ nhớ khác nhau cho nhiều tác vụ như lưu trữ mã phần mềm và hướng dẫn cho phần cứng. Các mã phần mềm và hướng dẫn này được sử dụng để lập trình vi điều khiển .
Các loại bộ nhớ khác nhau
Mô-đun Bộ nhớ là một thiết bị vật lý được sử dụng để lưu trữ các chương trình hoặc dữ liệu tạm thời hoặc lâu dài để sử dụng trong thiết bị điện tử kỹ thuật số. Có nhiều loại bộ nhớ khác nhau trong hệ thống nhúng, mỗi bộ nhớ có phương thức hoạt động cụ thể của riêng chúng. Bộ nhớ hiệu quả làm tăng hiệu suất của hệ thống nhúng.
2 loại mô-đun bộ nhớ
Các loại mô-đun bộ nhớ khác nhau cho bất kỳ hệ thống nào phụ thuộc vào bản chất của ứng dụng của hệ thống đó. Các yêu cầu về khả năng và hiệu suất bộ nhớ là nhỏ đối với các hệ thống giá rẻ. Lựa chọn mô-đun bộ nhớ là yêu cầu quan trọng nhất trong việc thiết kế dự án dựa trên vi điều khiển .
Các loại mô-đun bộ nhớ chung sau đây có thể được sử dụng trong một hệ thống nhúng.
- Ki ưc dê phai
- Bộ nhớ không bay hơi
Mô-đun bộ nhớ dễ bay hơi - RAM
Thiết bị nhớ dễ bay hơi là loại thiết bị lưu trữ chứa nội dung của chúng cho đến khi cấp nguồn cho chúng.
Khi tắt nguồn, những ký ức này sẽ mất nội dung.
Một ví dụ về thiết bị bộ nhớ dễ bay hơi là Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM)
Mô-đun bộ nhớ dễ bay hơi-RAM
Chip nhớ RAM, được gọi là bộ nhớ chính, là vị trí lưu trữ cho phép thông tin được lưu trữ và truy cập nhanh chóng từ vị trí ngẫu nhiên với mô-đun bộ nhớ. Ô bộ nhớ có thể được truy cập để truyền thông tin đến hoặc từ bất kỳ vị trí ngẫu nhiên mong muốn nào được gọi là Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên.
Bộ nhớ RAM được thiết kế với một tập hợp các ô lưu trữ. Mỗi ô chứa BJT hoặc MOSFET dựa trên loại mô-đun bộ nhớ. Ví dụ, bộ nhớ RAM 4 * 4 có thể lưu trữ 4 bit thông tin.
Mọi lệnh của một hàng và cột trong ma trận này là một ô nhớ. Mỗi khối có nhãn BC, đại diện cho các ô nhị phân với 3 đầu vào và 1 đầu ra. Mỗi khối bao gồm 12 ô nhị phân.
Mạch lưu trữ dữ liệu nội bộ cho bộ nhớ RAM
Đối với mỗi khối bộ nhớ, mỗi đầu ra từ từ bộ giải mã là đầu vào được chọn. Bộ giải mã được kích hoạt với đầu vào kích hoạt bộ nhớ. Khi chân kích hoạt bộ nhớ ở mức logic thấp, tất cả các đầu ra của bộ giải mã ở mức logic thấp và bộ nhớ không chọn bất kỳ từ nào. Khi chân bật ở mức logic cao, đầu ra song song tương ứng với đầu vào nối tiếp được đưa ra làm đầu vào chọn cho mỗi khối bộ nhớ.
Mạch lưu trữ dữ liệu bên trong cho chip nhớ RAM
Khi từ đã được chọn, chốt đọc và ghi cho mỗi khối sẽ xác định hoạt động. Nếu chân đọc / ghi ở mức logic thấp, đầu vào sẽ được ghi vào khối bộ nhớ. Nếu chân đọc / ghi ở mức logic cao, đầu ra được đọc từ mỗi khối.
Bộ nhớ-ROM không dễ bay hơi
Bộ nhớ không bay hơi là loại chip nhớ lưu trữ vĩnh viễn, có thể lấy lại thông tin đã lưu trữ ngay cả khi tắt nguồn. Một ví dụ về thiết bị nhớ không bay hơi là Bộ nhớ chỉ đọc (ROM).
ROM là viết tắt của Chỉ đọc bộ nhớ . ROM chỉ có thể được sử dụng để đọc từ, nhưng không thể được ghi vào. Các thiết bị nhớ này không thay đổi.
Bộ nhớ không bay hơi Bộ nhớ ROM
Thông tin được lưu trữ vĩnh viễn trong ký ức như vậy trong quá trình sản xuất. ROM có thể lưu trữ các hướng dẫn được yêu cầu để khởi động máy tính khi cấp nguồn cho máy tính. Thao tác này được gọi là bootstrap.
Một ô nhớ ROM được thiết kế với một bóng bán dẫn duy nhất. Bộ nhớ ROM không chỉ được sử dụng trong máy tính mà còn trong các thiết bị điện tử khác như bộ điều khiển, lò vi sóng, máy giặt, v.v.
Họ ROM được thiết kế với tập hợp các ô lưu trữ. Mỗi ô nhớ chứa bóng bán dẫn lưỡng cực hoặc MOSFET dựa trên loại bộ nhớ.
Các loại chip RAM có sẵn
Họ RAM bao gồm hai thiết bị nhớ quan trọng là
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh (SRAM)
Mô-đun Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh là một loại RAM giữ lại các bit dữ liệu trong bộ nhớ của nó miễn là nguồn điện được cung cấp. SRAM không cần phải được làm mới định kỳ. RAM tĩnh cung cấp khả năng truy cập dữ liệu nhanh hơn và đắt hơn DRAM.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh (SRAM)
Mỗi bit trong SRAM được lưu trữ trong bốn bóng bán dẫn tạo thành hai bộ biến tần ghép chéo. Hai bổ sung bóng bán dẫn - các loại phục vụ để kiểm soát việc truy cập vào các ô lưu trữ trong các hoạt động đọc và ghi. SRAM thường sử dụng sáu bóng bán dẫn để lưu trữ mỗi bit bộ nhớ. Các ô lưu trữ này có hai trạng thái ổn định được sử dụng để biểu thị '0' và '1'.
Ưu điểm:
- SRAM bên ngoài cung cấp dung lượng lưu trữ lớn hơn so với bộ nhớ trên chip.
- Các thiết bị SRAM thậm chí có thể được tìm thấy với dung lượng nhỏ hơn và lớn hơn.
- SRAM thường có độ trễ rất thấp và hiệu suất cao.
- Bộ nhớ SRAM có thể được thiết kế và giao tiếp rất dễ dàng so với các bộ nhớ khác
Các ứng dụng:
- SRAM bên ngoài khá hiệu quả như một bộ đệm nhanh hơn cho khối dữ liệu kích thước trung bình. Bạn có thể sử dụng SRAM bên ngoài để đệm dữ liệu không vừa với bộ nhớ trên chip và yêu cầu độ trễ thấp hơn những gì DRAM cung cấp.
- Nếu hệ thống của bạn yêu cầu một khối bộ nhớ lớn hơn 10 MB, bạn có thể xem xét các loại bộ nhớ khác nhau như SRAM.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động:
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động là một loại mô-đun RAM lưu trữ từng bit dữ liệu trong một tụ điện riêng biệt. Đây là một cách hiệu quả để lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ vì nó cần ít không gian vật lý hơn để lưu trữ dữ liệu.
Bộ nhớ ngẫu nhiên truy cập động (DRAM)
Một kích thước cụ thể của DRAM có thể chứa nhiều dữ liệu hơn một chip SRAM có cùng kích thước. Các tụ điện trong DRAM cần được sạc lại liên tục để giữ điện tích của chúng. Đây là lý do tại sao DRAM đòi hỏi nhiều năng lượng hơn.
Mỗi chip nhớ DRAM bao gồm một vị trí lưu trữ hoặc các ô nhớ. Nó được tạo thành từ tụ điện và bóng bán dẫn có thể giữ trạng thái hoạt động hoặc không hoạt động. Mỗi ô DRAM được gọi là một bit.
Khi ô DRAM giữ một giá trị ở trạng thái hoạt động ‘1’, điện tích ở trạng thái cao. Khi ô DRAM giữ một giá trị ở trạng thái không hoạt động ‘0’, phí dưới một mức nhất định.
Ưu điểm:
- Dung lượng lưu trữ rất cao
- Nó là một thiết bị giá rẻ
Các ứng dụng:
- Nó được sử dụng để lưu trữ khối dữ liệu lớn
- Nó được sử dụng để thực thi mã bộ vi xử lý
- Các ứng dụng cần truy cập bộ nhớ có độ trễ thấp.
Các loại bộ nhớ ROM
Các loại bộ nhớ khác nhau trong họ ROM có bốn vùng nhớ quan trọng là:
Bộ nhớ chỉ đọc được lập trình:
Người dùng chỉ có thể sửa đổi bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình (PROM) một lần. PROM được sản xuất với hàng loạt cầu chì. Con chip được lập trình bởi lập trình viên PROM, trong đó một số cầu chì bị cháy. Cầu chì mở được đọc là cầu chì, trong khi cầu chì bị cháy được đọc là số không.
Bộ nhớ chỉ đọc được lập trình
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa:
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa
Bộ nhớ chỉ đọc lập trình có thể xóa được là một trong những loại mô-đun bộ nhớ đặc biệt có thể được lập trình bất kỳ số lần nào để sửa lỗi. Nó có thể giữ lại các chất bên trong cho đến khi tiếp xúc với tia cực tím.
Tia cực tím sẽ xóa nội dung của nó, giúp nó có thể lập trình bộ nhớ. Để ghi và xóa chip nhớ EPROM, chúng ta cần một thiết bị đặc biệt gọi là bộ lập trình PROM.
EPROM được lập trình bằng cách ép điện tích lên một miếng kim loại poly silicon nhỏ được gọi là cổng nổi, nằm trong ô nhớ. Khi có điện tích trong cổng này, ô được lập trình, tức là bộ nhớ chứa ‘0’. Khi phí không có trong cổng, ô không được lập trình, tức là bộ nhớ chứa ‘1’.
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa bằng điện :
EEPROM là chip nhớ chỉ đọc do người dùng sửa đổi, có thể xóa và lập trình một số lần.
Điện xóa được Programmable Read-Only Memory
Các thiết bị bộ nhớ này được sử dụng trong máy tính và các thiết bị điện tử khác để lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu phải được lưu khi nguồn điện bị ngắt. Nội dung của EEPROM bị xóa bằng cách cho nó tiếp xúc với điện tích.
Dữ liệu EEPROM được lưu trữ và loại bỏ 1 byte dữ liệu tại một thời điểm. EEPROM không cần phải xóa khỏi máy tính để sửa đổi. Việc thay đổi nội dung không yêu cầu thiết bị bổ sung.
EEPROM hiện đại cho phép các thao tác trang nhiều byte và có tuổi thọ hạn chế. EEPROM có thể được thiết kế từ 10 đến 1000 chu kỳ ghi. Khi hoàn thành số lần ghi, EEPROM ngừng hoạt động.
EEPROM là một thiết bị lưu trữ có thể được thực hiện với ít tiêu chuẩn hơn trong thiết kế ô. Tế bào phổ biến hơn bao gồm hai bóng bán dẫn. Các bóng bán dẫn lưu trữ có một cảm biến nổi tương tự như EPROM. Các EEPROM có hai họ là EEPROM nối tiếp và EEPROM song song. EEPROM song song nhanh hơn và tiết kiệm chi phí so với bộ nhớ nối tiếp.
Bộ nhớ flash:
Bộ nhớ flash là thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất cho các thiết bị điện tử và máy tính. Bộ nhớ flash là một trong những loại bộ nhớ đặc biệt có thể xóa và lập trình với một khối dữ liệu. Bộ nhớ flash giữ dữ liệu của nó ngay cả khi không có điện. Bộ nhớ flash phổ biến vì nó hoạt động nhanh và hiệu quả hơn EEPROM.
Bộ nhớ flash
Mô-đun bộ nhớ flash được thiết kế cho khoảng 100000 -10000000 chu kỳ ghi. Hạn chế chính với bộ nhớ flash là số lần dữ liệu có thể được ghi vào nó. Dữ liệu có thể được đọc từ bộ nhớ flash bao nhiêu lần tùy thích, nhưng sau một số thao tác ghi nhất định, nó sẽ ngừng hoạt động.
Bộ nhớ trên chip
Bộ nhớ On-Chip được gọi là bất kỳ mô-đun bộ nhớ nào như RAM, ROM hoặc các bộ nhớ khác nhưng thoát vật lý trên chính bộ vi điều khiển. Khác nhau vi điều khiển-loại như vi điều khiển 8051 có bộ nhớ ROM On-Chip hạn chế. Tuy nhiên, nó có khả năng mở rộng lên đến tối đa 64KB bộ nhớ ROM ngoài và bộ nhớ RAM ngoài 64KB.
Bộ nhớ trên chip
Chân / EA được sử dụng để điều khiển các bộ nhớ bên ngoài và bên trong của vi điều khiển. Nếu chân / EA được kết nối với 5V, thì dữ liệu được tìm nạp đến hoặc từ bộ nhớ trong của vi điều khiển. Khi chân / EA được kết nối với đất, dữ liệu được tìm nạp đến hoặc từ bộ nhớ bên ngoài.
Tôi hy vọng bây giờ bạn đã hiểu rõ về các loại bộ nhớ khác nhau. Đây là một câu hỏi cơ bản dành cho bạn- Để thiết kế bất kỳ hệ thống nhúng nào, loại ROM và RAM nào thường được sử dụng và tại sao?
Đưa ra câu trả lời của bạn trong phần bình luận bên dưới.
Tín dụng hình ảnh:
Các loại mô-đun bộ nhớ khác nhau bằng klbict
Mô-đun bộ nhớ dễ bay hơi-RAM của wikimedia
Bộ nhớ mô-đun-ROM không dễ bay hơi của tổ
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh của 2.bp.blogspot
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động của chỉ thị
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình của touque
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa bằng qcwo
Bộ nhớ chỉ đọc có thể lập trình có thể xóa bằng điện của dơi
Bộ nhớ Flash của mã hóa-tbn1.gstatic
