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                  FPGA中ROM与RAM相关知识汇总

                  FPGA设计论坛 ? 2021-09-08 11:12 ? 次阅读

                  一、基本概念

                  最熟悉的两个词语应该是RAMROM,RAM(Random Access Memory)的全名为随机存取记忆体,它相当于PC机上的移动存储,用来存储和保存数据的。它在任何时候都可以读写,RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质,它的一切都是最好的,唯一缺点断电一切东西都没有了。

                  一般情况下,现在移动设备也多了,我们叫它内存,更通常的叫运行内存。还有一个熟悉的词DDR2或DDR3,后面还会学习到的。

                  RAM 有两大类,一种称为静态RAM(Static RAM/SRAM),SRAM速度非常快,是目前读写最快的存储设备了,但是它也非常昂贵,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU的一级缓冲,二级缓冲。

                  另一种称为动态RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM是通过在电容器中积累电荷来保存数据的存储元件,电容器中充电状态是1,放电状态是0,由于电容器中的电荷在一点时间后会衰减,所以DRAM需要定期重新写入数据的Refrash操作,DRAM保留数据的时间很短,速度也比SRAM慢,不过它还是比任何的ROM都要快。

                  但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多,计算机内存就是DRAM的。DRAM分为很多种,根据访问方式和规格的不同,分为不同的种类常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等。

                  DDR RAM(Double-Date-Rate RAM)也称作DDR SDRAM,这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的,不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据,这样就使得数据传输速度加倍了。

                  最早的为 FP DRAM,也称作快页内存,不过限于其定时刷新的工作原理,所以导致这种内存的数据存取速度并不快。但是这种内存却意外地成为了内存发展承上启下的关键因素。因为之后的内存规范,与FP DRAM在工作原理上可谓是非常相似。

                  随后EDO RAM出现在众人面前,这种内存也属于72Pin SIMM内存的范畴,不过由于有着更大的容量和更先进的寻址方式,所以在486时代非常盛行。这种内存与FP DRAM原理大致相同,但是由于这种内存简化了数据访问的流程,所以在存取速度上要比传统的DRAM要快上不少。

                  速度虽然缓慢,看到了RAM的重要性,出现了SDRAM。而第一代SDRAM被称为SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)。64bit的带宽与当时处理器的总线宽度保持一致,这就表示一条SDRAM就能够让电脑正常运行,这样大大地降低了内存的购买成本。

                  由于内存的传输信号与处理器外频同步,所以在传输速度上,DIMM标准SDRAM要大幅领先于SIMM内存。SDRAM出世之时恰逢IntelAMD的主频大战,无论是主频、倍频和外频都在不断进行变化。倍频和主频的提升对于内存来说并不是问题,真正的问题在于处理器外频的提高需要SDRAM工作在更高的频率上。

                  所以SDRAM的频率也经过了数次升级。从最早的PC66到PC133,从SDRAM频率的变化就能看出处理器外频的升级。而在超频市场中,为了能够让处理器外频达到更高的水平,市面上还出现了PC150、PC166等规格,可以说SDRAM在频率上更加灵活,性能也能够满足平台的需求。

                  DDR SDRAM英文名称为Dual Date Rate SDRAM,从字面意思上也能知道,这种内存比第一代的SDR SDRAM多出一倍的传输速率。其秘密就在于DDR SDRAM在数据传输中同时使用了信号的上升沿和下降沿,这样在相同的时钟下,DDR SDRAM的传输速率得到了成倍的提高。

                  ROM(Read Only Memory)的全名为唯读记忆体,它相当于PC机上的硬盘,用来存储和保存数据。ROM数据不能随意更新,但是在任何时候都可以读取。即使是断电,ROM也能够保留数据。但是资料一但写入后只能用特殊方法或根本无法更改,但这么久了ROM已经有了很大的发展,不再是最初的摸样了。

                  rom最初不能编程,出厂什么内容就永远什么内容,不灵活。后来出现了prom,可以自己写入一次,要是写错了,只能换一片,自认倒霉。人类文明不断进步,终于出现了可多次擦除写入的EPROM,每次擦除要把芯片拿到紫外线上照一下,想一下你往单片机上下了一个程序之后发现有个地方需要加一句话,为此你要把单片机放紫外灯下照半小时,然后才能再下一次,这么折腾一天也改不了几次。

                  历史的车轮不断前进,伟大的EEPROM出现了,拯救了一大批程序员,终于可以随意的修改rom中的内容了,这一段话就说出了ROM的发展历程。

                  狭义的EEPROM:这种rom的特点是可以随机访问和修改任何一个字节,可以往每个bit中写入0或者1。这是最传统的一种EEPROM,掉电后数据不丢失,可以保存100年,可以擦写100w次。具有较高的可靠性,但是电路复杂/成本也高。

                  它的改写是由高电压或者由控制端的逻辑电平来完成的。因此目前的EEPROM都是几十千字节到几百千字节的,绝少有超过512K的。我们也就发现了EEPROM的确可以实现随意读写,EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”,即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。

                  可介绍的这两种都不存在大容量并且也十分昂贵,那我们平时见到的几十G的存储设备是什么?flash就应运而生了。flash属于广义的EEPROM,因为它也是电擦除的rom。但是为了区别于一般的按字节为单位的擦写的EEPROM,我们都叫它flash。flash做的改进就是擦除时不再以字节为单位,而是以块为单位,一次简化了电路,数据密度更高,降低了成本。上M的rom一般都是flash。

                  ROM的应用

                  对数指数、三角函数等常规计算通过写出真值表,将自变量以地址码的形式输至ROM,用ROM表来实现。还有码制转换,例如二进制码转格雷码。脉冲序列发生器,伪彩色处理电路,也就是将一幅黑白图像变成彩色图像显示,将灰度图像对应到red , green , blue三个通道上,最后将三个通道的颜色值合成为需要显示的RGB颜色值即可。具体可参考 https://blog.csdn.net/huixingshao/article/details/42706699 。

                  接下来说一下flash的分类,flash分为nor flash和nand flash。nor flash数据线和地址线分开,可以实现ram一样的随机寻址功能,可以读取任何一个字节。但是擦除仍要按块来擦。nand flash同样是按块擦除,但是数据线和地址线复用,不能利用地址线随机寻址。

                  读取只能按页来读取。NOR Flash的读取,用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码。NAND Flash没有采取内存RAM的随机读取技术,它的读取是以一次读取一块的形式来进行的,通常是一次读取512个字节,采用这种技术的Flash比较廉价。

                  用户不能直接运行NAND Flash上的代码,因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外,还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。nandflash引脚上复用,因此读取速度比nor flash慢一点,但是擦除和写入速度比nor flash快很多。

                  nand flash内部电路更简单,因此数据密度大,体积小,成本也低。因此大容量的flash都是nand型的。小容量的2~12M的flash多是nor型的。nor flash可以进行字节寻址,所以程序可以在nor flash中运行。嵌入式系统多用一个小容量的nor flash存储引导代码,用一个大容量的nand flash存放文件系统和内核。

                  编辑:jq

                  原文标题:FPGA中ROM与RAM相关知识总结

                  文章出处:【微信号:gh_9d70b445f494,微信公众号:FPGA设计论坛】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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                  发表于 12-02 09:21 ? 8次 阅读
                  IAR for STM8 如何查看程序占用flash和RAM的大小

                  STM32/KEIL/MDK 查看 FLASH 和 RAM 使用情况

                  原创文章地址:http://news.eeworld.com.cn/mcu/2019/ic-news....
                  发表于 12-02 09:06 ? 6次 阅读
                  STM32/KEIL/MDK 查看 FLASH 和 RAM 使用情况

                  非常实用的PCB布局布线规则,画出美而高性能的板子

                  一、布局元器件布局的10条规则:1. 遵照“先大后小,先难后易”的布置原则,即重要的单元电路、核心元....
                  发表于 12-01 19:21 ? 37次 阅读
                  非常实用的PCB布局布线规则,画出美而高性能的板子

                  如何看待2010TI杯小电赛

                  如何看待2010TI杯小电赛首先给大家道个歉,这么久都没有发新的文章,今年7月到10月真的是很煎熬,....
                  发表于 12-01 17:51 ? 13次 阅读
                  如何看待2010TI杯小电赛

                  2021年电赛 | 手把手带你玩转DDS

                  ??摘要:原定于7月28日才发布的器件清单,提前2天在26号就发布了。感觉大家现在应该猜题预测,与其....
                  发表于 12-01 17:36 ? 35次 阅读
                  2021年电赛 | 手把手带你玩转DDS

                  基于STM32+FPGA的DDS实现

                  DDS基于FPGA的DDSSPI系统结构功能实现:在SPI接口下挂接上DDS模块,通过单片机向FPG....
                  发表于 12-01 17:36 ? 10次 阅读
                  基于STM32+FPGA的DDS实现

                  初识FPGA(搬运)

                  原文链接1原文链接2fpga简介FPGA(Field-Programmable Gate Array....
                  发表于 12-01 10:51 ? 26次 阅读
                  初识FPGA(搬运)

                  单片机名字解读相关资料分享

                  STC 89C52RC40C-PDIP0721CV4336STC:代表的是生产公司89:单片机的一个系列52:5后面的数字代表ROM大小,这里是2...
                  发表于 12-01 07:54 ? 0次 阅读

                  FreeRTOS操作系统的功能该如何去实现呢

                  FreeRTOS是什么?有何特点? FreeRTOS操作系统的功能该如何去实现呢? ...
                  发表于 12-01 06:37 ? 0次 阅读

                  单片机定义介绍

                  一、单片机介绍定义概念在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机(Si...
                  发表于 12-01 06:27 ? 0次 阅读

                  串行通信/并行通信和UART、SPI、I2C、USB以及TTL、CMOS、RS-232、RS-485区别详细整理

                  串行通信/并行通信和UART、SPI、I2C、USB以及TTL、RS-232、RS-485区别详细整....
                  发表于 11-30 20:51 ? 43次 阅读
                  串行通信/并行通信和UART、SPI、I2C、USB以及TTL、CMOS、RS-232、RS-485区别详细整理

                  比较TTL集成电路与CMOS集成电路

                  比较TTL集成电路与CMOS集成电路元件构成高低电平范围集成度比较:逻辑门电路比较元件构成TTL集成....
                  发表于 11-30 20:51 ? 44次 阅读
                  比较TTL集成电路与CMOS集成电路

                  基于蓝牙的fpga与手机通信的实现

                  求教设计思路
                  发表于 11-30 19:10 ? 101次 阅读

                  ZYNQ架构

                  参考:http://www.zynqbook.com/ZYNQ架构双核ARM Cortex-A9 处....
                  发表于 11-30 18:51 ? 13次 阅读
                  ZYNQ架构

                  [东拼西凑]STM32单片机启动流程及RAM和Flash的配置关系和堆栈溢出现象

                  开头的话:之前一直用现成的LED工程demo,改改就上,也没细究。直到做MQTT移植的时候,发现ma....
                  发表于 11-30 17:21 ? 6次 阅读
                  [东拼西凑]STM32单片机启动流程及RAM和Flash的配置关系和堆栈溢出现象

                  单片机电路设计中的10个难点

                  单片机是嵌入式系统的核心元件,使用单片机的电路要复杂得多,但在更改和添加新功能时,带有单片机的电路更....
                  发表于 11-29 15:06 ? 25次 阅读
                  单片机电路设计中的10个难点

                  GDDR6给FPGA带来的大带宽存储优势以及性能测试

                  IDC预测,全球数据总量将从2019年的45ZB增长到2025年的175ZB[1]。同时,全球数据中....
                  发表于 11-29 15:00 ? 1576次 阅读
                  GDDR6给FPGA带来的大带宽存储优势以及性能测试

                  XC7Z015-2CLG485I 168个一包

                  XC7Z015-2CLG485I 供应商 XC7Z015-2CLG485I怎么订货 XC7Z015....
                  的头像 黄云艳 发表于 11-29 10:31 ? 47次 阅读
                  XC7Z015-2CLG485I  168个一包

                  HMC-ALH140-DIE 低噪声放大器芯片,24 - 40 GHz 优势性能

                  HMC-ALH140 是两级 GaAs MMIC HEMT 低噪声放大器芯片,工作频率在 24 至 ....
                  的头像 黄云艳 发表于 11-29 10:27 ? 30次 阅读
                  HMC-ALH140-DIE 低噪声放大器芯片,24 - 40 GHz 优势性能

                  HMC-ALH435 低噪声放大器芯片,5 - 20 GHz 产品性能浅谈

                  HMC-ALH435 优势性能 HMC-ALH435?特征HMC-ALH435? 应用
                  的头像 黄云艳 发表于 11-29 10:27 ? 32次 阅读
                  HMC-ALH435   低噪声放大器芯片,5 - 20 GHz 产品性能浅谈

                  XC7A100T-2FGG676I 芯片详细信息浅谈

                  XC7A100T-2FGG676I 芯片详细信息如图XC7A100T-2FGG676I 供应商XC....
                  的头像 黄云艳 发表于 11-29 10:23 ? 62次 阅读
                  XC7A100T-2FGG676I 芯片详细信息浅谈

                  Difference Among ROM, RAM and FLASH

                  先不写废话,先来个总结:电脑的外存用的是ROM,虽然叫read only memory,但是现在的R....
                  发表于 11-26 19:51 ? 15次 阅读
                  Difference Among ROM, RAM and FLASH

                  TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

                  TMP411设备是一个带有内置本地温度传感器的远程温度传感器监视器。远程温度传感器,二极管连接的晶体管通常是低成本,NPN或PNP型晶体管或二极管,是微控制器,微处理器或FPGA的组成部分。 远程精度为±1 °C适用于多个设备制造商,无需校准。双线串行接口接受SMBus写字节,读字节,发送字节和接收字节命令,以设置报警阈值和读取温度数据。 TMP411器件中包含的功能包括:串联电阻取消,可编程非理想因子,可编程分辨率,可编程阈值限制,用户定义的偏移寄存器,用于最大精度,最小和最大温度监视器,宽远程温度测量范围(高达150°C),二极管故障检测和温度警报功能。 TMP411器件采用VSSOP-8和SOIC-8封装。 特性 ±1°C远程二极管传感器 ±1°C本地温度传感器 可编程非理想因素 串联电阻取消 警报功能 系统校准的偏移寄存器 与ADT7461和ADM1032兼容的引脚和寄存器 可编程分辨率:9至12位 可编程阈值限...
                  发表于 09-19 16:35 ? 368次 阅读
                  TMP411 ±1°C Programmable Remote/Local Digital Out Temperature Sensor

                  TMP468 具有引脚可编程的总线地址的高精度远程和本地温度传感器

                  TMP468器件是一款使用双线制SMBus或I 2 C兼容接口的多区域高精度低功耗温度传感器。除了本地温度外,还可以同时监控多达八个连接远程二极管的温度区域。聚合系统中的温度测量可通过缩小保护频带提升性能,并且可以降低电路板复杂程度。典型用例为监测服务器和电信设备等复杂系统中不同处理器(如MCU,GPU和FPGA)的温度。该器件将诸如串联电阻抵消,可编程非理想性因子,可编程偏移和可编程温度限值等高级特性完美结合,提供了一套精度和抗扰度更高且稳健耐用的温度监控解决方案。 八个远程通道(以及本地通道)均可独立编程,设定两个在测量位置的相应温度超出对应值时触发的阈值。此外,还可通过可编程迟滞设置避免阈值持续切换。 TMP468器件可提供高测量精度(0.75°C)和测量分辨率(0.0 625°C)。该器件还支持低电压轨(1.7V至3.6V)和通用双线制接口,采用高空间利用率的小型封装(3mm×3mm或1.6mm×1.6mm),可在计算系统中轻松集成。远程结支持-55°C至+ 150°C的温度范围。 特性 8通道远程二极管温度传感器精度:±0.75&...
                  发表于 09-18 16:05 ? 283次 阅读
                  TMP468 具有引脚可编程的总线地址的高精度远程和本地温度传感器
                  欧美美女的白虎