常用存儲器介紹及非易失性存儲器——瑞薩RA系列FSP庫開發實戰指南（63）

靜態隨機存儲器SRAM的存儲單元以鎖存器來存儲數據，見圖21_4。這種電路結構不需要定時刷新充電，就能保持狀態（當然，如果斷電了，數據還是會丟失的），所以這種存儲器被稱為“靜態（Static）”RAM。

圖21?4 SRAM存儲單元

同樣地，SRAM根據其通訊方式也分為同步（SSRAM）和異步SRAM，相對來說，異步SRAM 用得比較廣泛。

對比DRAM與SRAM的結構，可知DRAM的結構簡單得多，所以生產相同容量的存儲器，DRAM的成本要更低，且集成度更高。而DRAM中的電容結構則決定了它的存取速度不如SRAM，特性對比見表21?1。

所以在實際應用場合中，SRAM一般只用于CPU內部的高速緩存（Cache），而外部擴展的內存一般使用DRAM。

非易失性存儲器種類非常多，半導體類的有ROM 和FLASH，而其它的則包括光盤、軟盤及機械硬盤。

ROM是“Read Only Memory”的縮寫，意為只能讀的存儲器。由于技術的發展，后來設計出了可以方便寫入數據的ROM，而這個“Read Only Memory”的名稱被沿用下來了，現在一般用于指代非易失性半導體存儲器，包括后面介紹的FLASH存儲器，有些人也把它歸到ROM類里邊。

MASK（掩膜）ROM就是正宗的“Read Only Memory”，存儲在它內部的數據是在出廠時使用特殊工藝固化的，生產后就不可修改，其主要優勢是大批量生產時成本低。當前在生產量大，數據不需要修改的場合，還有應用。

OTPROM（One Time Programable ROM）用戶可以使用專用的編程器將自己的資料寫入，但只能寫入一次，被寫入過后，它的內容也不可再修改。在NXP公司生產的控制器芯片中常使用OTPROM 來存儲密鑰。

EPROM（Erasable Programmable ROM）是可重復擦寫的存儲器，它解決了PROM芯片只能寫入一次的問題。這種存儲器使用紫外線照射芯片內部擦除數據，擦除和寫入都要專用的設備。現在這種存儲器基本淘汰，被EEPROM取代。

EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM）是電可擦除存儲器。EEPROM可以重復擦寫，它的擦除和寫入都是直接使用電路控制，不需要再使用外部設備來擦寫。而且可以按字節為單位修改數據，無需整個芯片擦除。現在主要使用的ROM芯片都是EEPROM。

FLASH存儲器又稱為閃存，它也是可重復擦寫的儲器，部分書籍會把FLASH存儲器稱為FLASH ROM，但它的容量一般比EEPROM大得多，且在擦除時，一般以多個字節為單位。如有的FLASH存儲器以4096個字節為扇區，最小的擦除單位為一個扇區。根據存儲單元電路的不同，FLASH存儲器又分為NOR FLASH和NAND FLASH，見表21?2。

NOR與NAND的共性是在數據寫入前都需要有擦除操作，而擦除操作一般是以“扇區/塊”為單位的。而NOR與NAND特性的差別，主要是由于其內部“地址/數據線”是否分開導致的。

由于NOR的地址線和數據線分開，它可以按“字節”讀寫數據，符合CPU的指令譯碼執行要求，所以假如NOR上存儲了代碼指令，CPU給NOR一個地址，NOR就能向CPU返回一個數據讓CPU執行，中間不需要額外的處理操作。

而由于NAND的數據和地址線共用，只能按“塊”來讀寫數據，假如NAND上存儲了代碼指令，CPU給NAND地址后，它無法直接返回該地址的數據，所以不符合指令譯碼要求。表21?2中的最后一項“是否支持XIP”描述的就是這種立即執行的特性（eXecute In Place）。

若代碼存儲在NAND上，可以把它先加載到RAM存儲器上，再由CPU執行。所以在功能上可以認為NOR是一種斷電后數據不丟失的RAM，但它的擦除單位與RAM有區別，且讀寫速度比RAM要慢得多。

另外，FLASH的擦除次數都是有限的（現在普遍是 10萬次左右），當它的使用接近壽命的時候，可能會出現寫操作失敗。由于NAND通常是整塊擦寫，塊內有一位失效整個塊就會失效，這被稱為壞塊，而且由于擦寫過程復雜，從整體來說NOR壽命較長。由于可能存在壞塊，所以FLASH存儲器需要“探測/錯誤更正（EDC/ECC）”算法來確保數據的正確性。

由于兩種FLASH存儲器特性的差異，NOR FLASH 一般應用在代碼存儲的場合，如嵌入式控制器內部的程序存儲空間。而NAND FLASH一般應用在大數據量存儲的場合，包括SD卡、U盤以及固態硬盤等，都是NAND FLASH類型的。

在本教程中會對如何使用RAM、EEPROM、FLASH存儲器進行實例講解。