《嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器課件》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器課件（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,,?#?,,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),,,*,嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器,,,學(xué)習(xí)目的及主要內(nèi)容,學(xué)習(xí)目的：,,介紹嵌入式存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，包括隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、混合,存儲(chǔ)器的特點(diǎn)和使用，并著重講述了存儲(chǔ)器的測(cè)試方法。,主要內(nèi)容：,1. 嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和組織,2. 存儲(chǔ)器的性

2、能指標(biāo),3. 存儲(chǔ)器的分類(lèi),⑴隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM,⑵只讀存儲(chǔ)器ROM,⑶混合類(lèi)型的存儲(chǔ)器,4. 存儲(chǔ)器的測(cè)試,5. 存儲(chǔ)器的校證,6. 系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,,,,,1 概述,嵌入式微處理器片上集成了一定數(shù)量的存儲(chǔ)器，可以滿(mǎn)足一定,的需要，如果軟件比較大，可能需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器是構(gòu)成嵌,入式系統(tǒng)硬件的重要組成部分。設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器時(shí)有許多,因素需要考慮：有的嵌入式控制器集成了存儲(chǔ)器，一般不需要擴(kuò),展，甚至有的嵌入式控制器無(wú)法擴(kuò)展；有的嵌入式微處理器片上沒(méi),有存儲(chǔ)器，必須擴(kuò)展；有的嵌入式微處理器片上集成了一定數(shù)量的,存儲(chǔ)器，可以滿(mǎn)足一定的需要，如果軟件比較大，可能需要擴(kuò)展存,儲(chǔ)器。,,,2

3、 嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和組織,1. 存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器的基本指標(biāo)是容量和字寬，,內(nèi)部組織如下圖所示。,,,,,2. 嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器子,系統(tǒng),對(duì)于基于嵌入式微處理器/控,制器的專(zhuān)用嵌入式系統(tǒng)而言，它們,的存儲(chǔ)器系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的,設(shè)計(jì)方法有所不同，其存儲(chǔ)器空間,分配如右圖所示。,,,3 存儲(chǔ)器的性能指標(biāo),⑴ 易失性：指電源斷開(kāi)之后，存儲(chǔ)器的內(nèi)容是否丟失。,⑵ 只讀性：指在某個(gè)存儲(chǔ)器中寫(xiě)入數(shù)據(jù)后，只能被讀出，不能用常,規(guī)的辦法重寫(xiě)或改寫(xiě)。,⑶ 位容量：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件常用位容量來(lái)表示其存儲(chǔ)功能。,⑷ 速度：用存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間來(lái)衡量。,⑸ 功耗,⑹ 可靠性：存儲(chǔ)器的可靠性主要取決于引腳的接觸、

4、插件板的接觸及存儲(chǔ)器模塊板的復(fù)雜性。,⑺ 價(jià)格：存儲(chǔ)器的價(jià)格主要由兩方面的因素決定，一是存儲(chǔ)器本身,的價(jià)格，二是存儲(chǔ)器模塊中附加電路的價(jià)格。,,,,,,4 存儲(chǔ)器的分類(lèi),嵌入式系統(tǒng)中使用的存儲(chǔ)器主要包括：隨機(jī)存儲(chǔ)器；只讀存儲(chǔ),器；雙端口存儲(chǔ)器，主要是雙端口隨機(jī)存儲(chǔ)器。,嵌入式系統(tǒng)中常用的存儲(chǔ)類(lèi)型如下圖所示。,,,,5 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM,隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）的任意存儲(chǔ)單元都可以以任意次,序進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。,1. 靜態(tài)RAM,⑴ 概述,SRAM通常有以下4種引腳：,⑵ 靜態(tài)RAM的操作,SRAM的操作有兩種：讀操作和寫(xiě)操作。,⑶ 靜態(tài)RAM的舉例,,以IS62C1024為例，說(shuō)明靜態(tài)RAM的使用。

5、,,,,,,,,1. 靜態(tài)RAM,⑶ 靜態(tài)RAM的舉,例(continued),IS62C1024的功能,框圖如右圖所示。,,,,1. 靜態(tài)RAM (continued),⑷ 靜態(tài)RAM的使用,基于IS62C1024的SRAM存儲(chǔ)器電路設(shè)計(jì)如下圖所示。,,,,,,2. 動(dòng)態(tài)RAM,,⑴ 動(dòng)態(tài)RAM的簡(jiǎn)介,,由于動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）的工作需要刷新，因此DRAM在使,用時(shí)必須配合DRAM控制器。DRAM通過(guò)DRAM控制器組成存儲(chǔ),器系統(tǒng)如下圖所示。,,,,2. 動(dòng)態(tài)RAM,,⑴ 動(dòng)態(tài)RAM的簡(jiǎn)介（continued）,,DRAM的接口和時(shí)序如下圖所示。,,,,,,,2. 動(dòng)態(tài)RAM （conti

6、nued）,⑵ 動(dòng)態(tài)RAM的操作,⑶ 動(dòng)態(tài)RAM的技術(shù),,為了提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐能力，可以采用多種技術(shù)提高DRAM系,統(tǒng)的性能，包括：頁(yè)模式、EDO、同步DRAM。,⑷ 動(dòng)態(tài)RAM的使用,,設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，通常不需要使用分離的DRAM控制器，因?yàn)?嵌入式處理器上集成了DRAM控制器，因此在嵌入式系統(tǒng)中使用,DRAM很方便。,,,,,,,,3. 雙端口RAM簡(jiǎn)介,,與普通存儲(chǔ)器不同，雙端口RAM具有兩個(gè)端口，即兩套地址,線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、控制線(xiàn)。,兩個(gè)處理器通過(guò)雙端口RAM共享數(shù)據(jù)資源如下圖所示。,,,,,4. 選擇RAM,在設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)選用隨機(jī)存儲(chǔ)器時(shí)，目前有兩種選擇：SRAM,和DRAM。,在

7、決定選用哪一種類(lèi)型存儲(chǔ)器的時(shí)候，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者要綜合考慮,存取速度和成本。,,,,6 只讀存儲(chǔ)器ROM,1. 掩模ROM,掩膜ROM中的信息是廠(chǎng)家根據(jù)用戶(hù)給定的程序或數(shù)據(jù)對(duì)芯片進(jìn),行掩膜（一種半導(dǎo)體工藝）而制造出來(lái)的。根據(jù)制造技術(shù)，掩膜型,ROM又可分為MOS型和雙極型兩種。主要的優(yōu)點(diǎn)是大批量生產(chǎn)時(shí)產(chǎn),品的成本較低。,2. PROM,,PROM屬于一次性編程的只讀存儲(chǔ)器。它出廠(chǎng)的時(shí)候處于未被編,程的狀態(tài)，里面的內(nèi)容全是1。在嵌入式系統(tǒng)中廣泛使用的PROM稱(chēng),為OTP（Once Time Program）。,,,3. EPROM,⑴ EPROM的概述,EPROM和PROM的編程方式幾乎完全一樣。但是

8、，EPROM是可,以被擦除并且反復(fù)被編程的。EPROM的擦除需要使用紫外線(xiàn)，把,EPROM暴露在強(qiáng)紫外線(xiàn)光源下，可把整個(gè)芯片重置到初始狀態(tài)——,未編程狀態(tài)。,,⑵ EPROM的使用,,因?yàn)镋PROM的寫(xiě)入過(guò)程很慢，所以，它仍然作為只讀存儲(chǔ)器在,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用。一般用在軟件或系統(tǒng)開(kāi)發(fā)階段。,EPROM有讀方式、編程方式和檢驗(yàn)方式外和一種備用方式。,,,3. EPROM（continued）,⑶ EPROM與系統(tǒng)的連接,,EPROM與系統(tǒng)需要使用信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行連接，下圖為EPROM 2764,的應(yīng)用電路原理圖。,,,,,4. EEPROM,⑴ EEPROM概述,EEPROM是電可擦除可編程的。EEP

9、ROM允許按字節(jié)進(jìn)行擦除和,編程，因此，它是最具有靈活性的ROM，也是最昂貴的ROM。,EEPROM通常用于系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)和參數(shù)的存儲(chǔ)與備份。,⑵ EEPROM的使用,EEPROM通常有4種工作方式，即讀方式、寫(xiě)方式、字節(jié)擦除方,式和整體擦除方式。,⑶ 其他EEPROM,,除了上面介紹的并行EEPROM外，廣泛使用的還有串行,EEPROM。,,,,5. Flash存儲(chǔ)器,⑴ Flash概述,,快閃存儲(chǔ)器（Flash）技術(shù)是存儲(chǔ)器技術(shù)的最新發(fā)展，使用標(biāo)準(zhǔn),電壓擦寫(xiě)和編程。與傳統(tǒng)存儲(chǔ)器相比，F(xiàn)lash的主要優(yōu)勢(shì)：,a. 非易失性,b. 易更新性,⑵ Flash的分類(lèi),,Flash主要有兩類(lèi)：NOR

10、 Flash和NAND Flash。,,,,5. Flash存儲(chǔ)器（continued）,⑶ NAND Flash的使用,,,NAND Flash主要有兩種用途：一種是用做存儲(chǔ)卡；另一種用途,是用做嵌入式系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器。,⑷ NOR Flash的使用,在嵌入式系統(tǒng)中使用NOR Flash有兩種形式，一種是嵌入式處理,器上集成了Flash，另一種是片外擴(kuò)展Flash。操作包括寫(xiě)入和讀出。,Freescale公司的集成片內(nèi)Flash的8位微控制器表現(xiàn)出眾，具體,體現(xiàn)在：,a. 單一電源電壓供應(yīng)。,b. 可靠性高。,c. 擦寫(xiě)速度快。,,,,6. 只讀存儲(chǔ)器的編程,把程序或數(shù)據(jù)寫(xiě)到只讀存儲(chǔ)器中的過(guò)

11、程叫做編程。只讀存儲(chǔ)器,的編程有兩種方式，一種是在線(xiàn)編程，另一種是離線(xiàn)編程。,⑴ 擦除器,目前使用的擦除器只用來(lái)擦除EPROM。,⑵ 編程器,目前，廣泛使用的編程器大多是多功能的編程器，可以對(duì),PROM、EPROM、Flash、EEPROM、PLD器件等編程。,編程過(guò)程包括3個(gè)步驟：空檢查、載入程序和驗(yàn)證。,,,,6. 只讀存儲(chǔ)器的編程（continued）,⑶ 編程器的輸入文件,a. intel 16進(jìn)制格式,b. motorola格式,c. 二進(jìn)制型,⑷ 在線(xiàn)編程,,a. JTAG編程器,b. monitor方式,⑸ 現(xiàn)場(chǎng)軟件編程,現(xiàn)場(chǎng)軟件編程便于系統(tǒng)的維護(hù),,,,,,7 混合類(lèi)型存儲(chǔ)器,

12、具有RAM快速讀/寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)的特性，又具有非易失性，,即掉電之后數(shù)據(jù)也不丟失。,例：NVRAM,特點(diǎn)：速度快，相對(duì)于EEPROM；價(jià)格高。,用途：存儲(chǔ)配置數(shù)據(jù)等，要求高速度的應(yīng)用。,,,,,,8 存儲(chǔ)器的測(cè)試,,存儲(chǔ)器測(cè)試的目的是確認(rèn)在存儲(chǔ)器件中的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都正,常工作。,1. 存儲(chǔ)器件本身的問(wèn)題,,存儲(chǔ)器的問(wèn)題可能發(fā)生在存儲(chǔ)器芯片的內(nèi)部和外部。內(nèi)部問(wèn)題,表現(xiàn)在存儲(chǔ)器芯片內(nèi)的某一個(gè)或某一部分存儲(chǔ)單元出了問(wèn)題；外部,問(wèn)題指的是存儲(chǔ)器芯片的連線(xiàn)問(wèn)題、時(shí)序問(wèn)題等。,2. 電子線(xiàn)路的問(wèn)題,電子線(xiàn)路問(wèn)題可能是由印制電路板設(shè)計(jì)或者制造中的錯(cuò)誤造成,的，也可能是在加工好以后損壞的。,,,,3. 接觸不良,為

13、了檢測(cè)這種錯(cuò)誤，需要設(shè)計(jì)適用的算法。,4. 芯片的不正確安裝,,,如果有存儲(chǔ)器芯片，但是安裝到插槽時(shí)不正確，系統(tǒng)通常會(huì)表,現(xiàn)出好像是一個(gè)連線(xiàn)問(wèn)題或者找不到存儲(chǔ)器芯片。,,5. 制定測(cè)試算法,,,進(jìn)行測(cè)試時(shí)需要按照正確的順序進(jìn)行，正確的順序是：首先進(jìn),行數(shù)據(jù)總線(xiàn)測(cè)試，接著是地址總線(xiàn)測(cè)試，最后是存儲(chǔ)器件測(cè)試。,⑴ 數(shù)據(jù)總線(xiàn)測(cè)試,,,目的：確定任何由處理器放置在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的值都被另一端的,存儲(chǔ)設(shè)備正確接收。,方法：走1測(cè)試法。,,,5. 制定測(cè)試算法（continued）,⑵ 地址總線(xiàn)測(cè)試,,目的：地址總線(xiàn)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)區(qū)域的重疊,方法：測(cè)試位置2,n,⑶ 存儲(chǔ)器件測(cè)試,,目的：存儲(chǔ)器件測(cè)試用于測(cè)

14、試存儲(chǔ)器件本身的完整性，要確認(rèn),器件中的每一位都沒(méi)有故障。,方法：抽樣測(cè)試,⑷ 綜合測(cè)試,,進(jìn)行了上面三種測(cè)試之后進(jìn)行。,,,9 校證只讀存儲(chǔ)器的內(nèi)容,1. 校驗(yàn)和,⑴ 校驗(yàn)和的原理,,原理：編程前，計(jì)算校驗(yàn)和求反，存放；運(yùn)行時(shí)重新計(jì)算，與,存放的結(jié)果進(jìn)行比較。,⑵ 校驗(yàn)和的缺點(diǎn),,a. 如果所有的數(shù)據(jù)（包括存儲(chǔ)的校驗(yàn)和）被意外地重寫(xiě)為零，那么這個(gè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤將不會(huì)被檢測(cè)出來(lái)。,b. 校驗(yàn)?zāi)芰Ρ容^差。,2. 循環(huán)冗余碼,循環(huán)冗余碼（CRC）的可靠性比較高。,,,10 系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)（常數(shù)）描述了系統(tǒng)的參數(shù)，這些參數(shù)包括軟件,參數(shù)和硬件參數(shù)。存儲(chǔ)這些參數(shù)的存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：非易失性、訪(fǎng)

15、問(wèn),的方便性。,可以給SRAM加備份電源作為配置參數(shù)存儲(chǔ)，原理如下圖所示。,,,,小結(jié),本章主要講述存儲(chǔ)器的分類(lèi)、特點(diǎn)、性能指標(biāo)等內(nèi)容。另外，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，介紹了各種存儲(chǔ)器的使用方法。,通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該了解嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的組成，存儲(chǔ)器的作用，同的存儲(chǔ)器的種類(lèi)、特點(diǎn)，以及在嵌入式系統(tǒng)中設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的方法。,學(xué)習(xí)本章的目的是設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)。,,,思考題,1. 存儲(chǔ)器的基本模型是什么？,2. 存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)有哪些？,3. 嵌入式系統(tǒng)中使用的存儲(chǔ)器有哪幾種？分別有什么特點(diǎn)？適用于,哪些場(chǎng)合？,4. RAM存儲(chǔ)器有幾種？它們的特點(diǎn)是什么？分別適用于哪些場(chǎng)合？,5.

16、 ROM存儲(chǔ)器有哪幾種？它們的特點(diǎn)是什么？分別適用于哪些方面,的應(yīng)用？,6. NOR Flash與NAND Flash有什么不同，分別有什么用途？,7. 混合類(lèi)型的存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是什么？有什么用途？,8. 雙端口存儲(chǔ)器如何使用？,9. 存儲(chǔ)器子系統(tǒng)如何校驗(yàn)？,10. 嵌入式系統(tǒng)代碼如何引導(dǎo)，引導(dǎo)代碼通常存放在哪里（哪種類(lèi)型,的存儲(chǔ)器中）？,,,,11. 與存儲(chǔ)器有關(guān)的常用的開(kāi)發(fā)裝置有哪些？它們的用途是什么？,12. 嵌入式系統(tǒng)的編程通常有哪些方法？,,,,內(nèi)容總結(jié),嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器。嵌入式微處理器片上集成了一定數(shù)量的存儲(chǔ)器，可以滿(mǎn)足一定。有的嵌入式微處理器片上集成了一定數(shù)量的。⑶ 位容量：半導(dǎo)

17、體存儲(chǔ)器件常用位容量來(lái)表示其存儲(chǔ)功能。SRAM的操作有兩種：讀操作和寫(xiě)操作。掩膜ROM中的信息是廠(chǎng)家根據(jù)用戶(hù)給定的程序或數(shù)據(jù)對(duì)芯片進(jìn)。EEPROM通常用于系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)和參數(shù)的存儲(chǔ)與備份。除了上面介紹的并行EEPROM外，廣泛使用的還有串行。Freescale公司的集成片內(nèi)Flash的8位微控制器表現(xiàn)出眾，具體。目前使用的擦除器只用來(lái)擦除EPROM。的，也可能是在加工好以后損壞的。目的：確定任何由處理器放置在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的值都被另一端的。目的：地址總線(xiàn)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)區(qū)域的重疊。進(jìn)行了上面三種測(cè)試之后進(jìn)行。系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)（常數(shù)）描述了系統(tǒng)的參數(shù)，這些參數(shù)包括軟件。參數(shù)和硬件參數(shù)。存儲(chǔ)這些參數(shù)的存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：非易失性、訪(fǎng)問(wèn)。學(xué)習(xí)本章的目的是設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器子系統(tǒng),