為什么單片機(jī)會用EEPROM作為data memory而不用flash

EEPROM,EPROM,FLASH 都是基于一種浮柵管單元(Floating gate transister)的結(jié)構(gòu)。 EPROM 的浮柵處于絕緣的二氧化硅層中,充入的電子只能用紫外線的能量來激出,EEPROM 的單元是由FLOTOX(Floating- gate tuneling oxide transister)及一個附加的Transister 組成,由于FLOTOX 的特性及兩管結(jié)構(gòu),所以可以單元讀/寫。技術(shù)上,FLASH 是結(jié)合EPROM 和EEPROM 技術(shù)達(dá)到的,很多FLASH 使用雪崩熱電子注入方式來編程,擦除和EEPROM 一樣用 Fowler-Nordheim tuneling。但主要的不同是,FLASH 對芯片提供大塊或整塊的擦除,這就 降低了設(shè)計的復(fù)雜性,它可以不要 EEPROM 單元里那個多余的Tansister,所以可以做到高集成度,大容量,另FLASH 的浮柵工藝上也不同,寫入速度更快。

其實對于用戶來說,EEPROM 和FLASH 的最主要的區(qū)別就是

1。EEPROM 可以按“位”擦寫,而FLASH 只能一大片一大片的擦。

2。EEPROM 一般容量都不大,如果大的話,EEPROM 相對與FLASH 就沒有價格上的優(yōu)勢了。 市面上賣的stand alone 的EERPOM 一般都是在64KBIT 以下,而FLASH 一般都是8MEG BIT 以上(NOR 型)。

3。讀的速度的話,應(yīng)該不是兩者的差別,只是（碩士論文）EERPOM 一般用于低端產(chǎn)品,讀的速度不需要那么快,真要做的話,其實也是可以做的和FLASH 差不多。

4。因為EEPROM 的存儲單元是兩個管子而FLASH 是一個(SST 的除外,類似于兩管), 所以CYCLING 的話,EEPROM 比FLASH 要好一些,到1000K 次也沒有問題的。

總的來說,對與用戶來說,EEPROM 和FLASH 沒有大的區(qū)別,只是EEPROM 是低端產(chǎn)品, 容量低,價格便宜,但是穩(wěn)定性較FLASH 要好一些。 但對于EEPROM 和FLASH 的設(shè)計來說,FLASH 則要難的多,不論是從工藝上的還是從外圍 電路設(shè)計上來說。

Flash memory 指的是“閃存”,所謂“閃存”,它也是一種非易失性的內(nèi)存,屬于EEPROM 的改進(jìn)產(chǎn)品。它的最大特點是必須按塊(Block)擦除(每個區(qū)塊的大小不定,不同廠家的產(chǎn)品 有不同的規(guī)格), 而EEPROM 則可以一次只擦除一個字節(jié)(Byte)。目前“閃存”被廣泛用在 PC 機(jī)的主板上,用來保存BIOS 程序,便于進(jìn)行程序的升級。其另外一大應(yīng)用領(lǐng)域是用來作 為硬盤的替代品,具有抗震、速度快、無噪聲、耗電低的優(yōu)點,但是將其用來取代RAM 就顯 得不合適,因為RAM 需要能夠按字節(jié)改寫,而Flash ROM 做不到。

ROM 和RAM 指的都是半導(dǎo)體存儲器,ROM 是Read Only Memory 的縮寫,RAM 是Random Access Memory 的縮寫。ROM 在系統(tǒng)停止供電的時候仍然可以保持?jǐn)?shù)據(jù),而RAM 通常都是在掉電之后 就丟失數(shù)據(jù),典型的RAM 就是計算機(jī)的內(nèi)存。

RAM 有兩大類,一種稱為靜態(tài)RAM(Static RAM/SRAM),SRAM 速度非?？?是目前讀寫最快的存儲設(shè)備了,但是它也非常昂貴,所以只在要求很苛刻的地方使用,譬如CPU 的一級緩沖,二級緩沖。另一種稱為動態(tài)RAM(Dynamic RAM/DRAM),DRAM 保留數(shù)據(jù)的時間很短,速度 也比SRAM 慢,不過它還是比任何的ROM 都要快,但從價格上來說DRAM 相比SRAM 要便宜很多, 計算機(jī)內(nèi)存就是DRAM 的。

DRAM 分為很多種,常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、 SGRAM 以及WRAM 等,這里介紹其中的一種DDR RAM。DDR RAM(Date-Rate RAM)也稱作DDR SDRAM, 這種改進(jìn)型的RAM 和SDRAM 是基本一樣的,不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數(shù)據(jù), 這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內(nèi)存,而且它有著成本優(yōu)勢, 事實上擊敗了Intel 的另外一種內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)-Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上,也配備了高 速DDR RAM 來提高帶寬,這可以大幅度提高3D 加速卡的像素渲染能力。

ROM 也有很多種,PROM 是可編程的ROM,PROM 和EPROM(可擦除可編程ROM)兩者區(qū)別是, PROM 是一次性的,也就是軟件灌入后,就無法修改了,這種是早期的產(chǎn)品,現(xiàn)在已經(jīng)不可能 使用了,而EPROM 是通過紫外光的照射擦出原先的程序,是一種通用的存儲器。另外一種 EEPROM 是通過電子擦出,價格很高,寫入時間很長,寫入很慢。舉個例子,手機(jī)軟件一般放在EEPROM 中,我們打電話,有些最后撥打的號碼,暫時是存在SRAM 中的,不是馬上寫入通過記錄(通話記錄保存在EEPROM 中),因為當(dāng)時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。

FLASH存儲器又稱閃存,它結(jié)合了ROM和RAM的長處,不僅具備電子可擦出可編程(EEPROM) 的性能,還不會斷電丟失數(shù)據(jù)同時可以快速讀取數(shù)據(jù) (NVRAM 的優(yōu)勢),U 盤和MP3 里用的就 是這種存儲器。在過去的20 年里,嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲設(shè)備, 然而近年來 Flash 全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統(tǒng)中的地位,用作存儲Bootloader 以 及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當(dāng)硬盤使用(U 盤)。

目前Flash 主要有兩種NOR Flash 和NADN Flash。NOR Flash 的讀取和我們常見的SDRAM 的讀取是一樣,用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH 里面的代碼,這樣可以減少SRAM 的容量 從而節(jié)約了成本。NAND Flash 沒有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù),它的讀取是以一次讀取一快的 形式來進(jìn)行的,通常是一次讀取512 個字節(jié)(我要論文),采用這種技術(shù)的Flash 比較廉價。用戶不能直 接運行NAND Flash 上的代碼,因此好多使用NAND Flash 的開發(fā)板除了使用NAND Flah 以外, 還作上了一塊小的NOR Flash 來運行啟動代碼。

一般小容量的用NOR Flash,因為其讀取速度快,多用來存儲操作系統(tǒng)等重要信息,而 大容量的用NAND FLASH,最常見的NAND FLASH 應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC(Disk On Chip) 和我們通常用的"閃盤",可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來自Intel,AMD,Fujitsu 和Toshiba,而生產(chǎn)NAND Flash 的主要廠家有Samsung 和Toshiba。

SRAM 是Static Random www.wylunwen.com Access Memory 的縮寫,中文含義為靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲器,它是 一種類型的半導(dǎo)體存儲器。"靜態(tài)"是指只要不掉電,存儲在SRAM 中的數(shù)據(jù)就不會丟失。這一點與動態(tài)RAM(DRAM)不同,DRAM 需要進(jìn)行周期性的刷新操作。 然后,我們不應(yīng)將SRAM 與只讀存儲器(ROM)和Flash Memory 相混淆,因為SRAM 是一種易失性存儲器,它只有在電源保持連續(xù)供應(yīng)的情況下才能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)。"隨機(jī)訪問"是指存儲器的內(nèi)容可以以任何順序訪問,而不管前一次訪問的是哪一個位置。

SRAM 中的每一位均存儲在四個晶體管當(dāng)中,這四個晶體管組成了兩個交叉耦合反向器。 這個存儲單元具有兩個穩(wěn)定狀態(tài),通常表示為0 和1。另外還需要兩個訪問晶體管用于控制讀或?qū)懖僮鬟^程中存儲單元的訪問。因此,一個存儲位通常需要六個MOSFET。對稱的電路結(jié)構(gòu)使得SRAM 的訪問速度要快于DRAM。

SRAM 比DRAM 訪問速度快的另外一個原因是SRAM （免費論文）可以 一次接收所有的地址位,而DRAM 則使用行地址和列地址復(fù)用的結(jié)構(gòu)。 SRAM 不應(yīng)該與SDRAM 相混淆,SDRAM 代表的是同步DRAM(Synchronous DRAM),這與SRAM 是完全不同的。SRAM 也不應(yīng)該與PSRAM 相混淆,PSRAM 是一種偽裝成SRAM 的DRAM。

從晶體管的類型分,SRAM 可以分為雙極性與CMOS 兩種。從功能上分,SRAM 可以分為異 步SRAM 和同步SRAM(SSRAM)。異步SRAM 的訪問獨立于時鐘,數(shù)據(jù)輸入和輸出都由地址的變 化控制。同步SRAM 的所有訪問都在時鐘的上升/下降沿啟動。地址、數(shù)據(jù)輸入和其它控制信 號均于時鐘信號相關(guān)。

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OM和RAM指的都是半導(dǎo)體存儲器，ROM是Read Only Memory的縮寫，RAM是Random Access Memory的縮寫。ROM在系統(tǒng)停止供電的時候仍然可以保持?jǐn)?shù)據(jù)，而RAM通常都是在掉電之后就丟失數(shù)據(jù)，典型的RAM就是計算機(jī)的內(nèi)存。 RAM有兩大類，一種稱為靜態(tài)RAM（Static RAM/SRAM），SRAM速度非常快，是目前讀寫最快的存儲設(shè)備了，但是它也非常昂貴，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一級緩沖，二級緩沖。另一種稱為動態(tài)RAM（Dynamic RAM/DRAM），DRAM保留數(shù)據(jù)的時間很短，速度也比SRAM慢，不過它還是比任何的ROM都要快，但從價格上來說DRAM相比SRAM要便宜很多，計算機(jī)內(nèi)存就是DRAM的。 DRAM分為很多種，常見的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM、SGRAM以及WRAM等，這里介紹其中的一種DDR RAM。DDR RAM（Date-Rate RAM）也稱作DDR SDRAM，這種改進(jìn)型的RAM和SDRAM是基本一樣的，不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數(shù)據(jù)，這樣就使得數(shù)據(jù)傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內(nèi)存，而且它有著成本優(yōu)勢，事實上擊敗了Intel的另外一種內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)－Rambus DRAM。在很多高端的顯卡上，也配備了高速DDR RAM來提高帶寬，這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。 ROM也有很多種，PROM是可編程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可編程ROM）兩者區(qū)別是，PROM是一次性的，也就是軟件灌入后，就無法修改了，這種是早期的產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)不可能使用了，而EPROM是通過紫外光的照射擦出原先的程序，是一種通用的存儲器。另外一種EEPROM是通過電子擦出，價格很高，寫入時間很長，寫入很慢。舉個例子，手機(jī)軟件一般放在EEPROM中，我們打電話，有些最后撥打的號碼，暫時是存在SRAM中的，不是馬上寫入通過記錄（通話記錄保存在EEPROM中），因為當(dāng)時有很重要工作（通話）要做，如果寫入，漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。

FLASH存儲器又稱閃存，它結(jié)合了ROM和RAM的長處，不僅具備電子可擦出可編程（EEPROM）的性能，還不會斷電丟失數(shù)據(jù)同時可以快速讀取數(shù)據(jù)（NVRAM的優(yōu)勢），U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年里，嵌入式系統(tǒng)一直使用ROM（EPROM）作為它們的存儲設(shè)備，然而近年來Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系統(tǒng)中的地位，用作存儲Bootloader以及操作系統(tǒng)或者程序代碼或者直接當(dāng)硬盤使用（U盤）。目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣，用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH里面的代碼，這樣可以減少SRAM的容量從而節(jié)約了成本。NAND Flash沒有采取內(nèi)存的隨機(jī)讀取技術(shù)，它的讀取是以一次讀取一快的形式來進(jìn)行的，通常是一次讀取512個字節(jié)，采用這種技術(shù)的Flash比較廉價。用戶不能直接運行NAND Flash上的代碼，因此好多使用NAND Flash的開發(fā)板除了使用NAND Flah以外，還作上了一塊小的NOR Flash來運行啟動代碼。 一般小容量的用NOR Flash，因為其讀取速度快，多用來存儲操作系統(tǒng)等重要信息，而大容量的用NAND FLASH，最常見的NAND FLASH應(yīng)用是嵌入式系統(tǒng)采用的DOC（Disk On Chip）和我們通常用的“閃盤”，可以在線擦除。目前市面上的FLASH 主要來自Intel，AMD，F(xiàn)ujitsu和Toshiba，而生產(chǎn)NAND Flash的主要廠家有Samsung和Toshiba。

Flash和EEPROM的區(qū)別 大概翻譯 The primary difference between EEPROM and FLASH is the removal of the ability to erase at the byte level. EEPROM和FLASH的主要區(qū)別是以字節(jié)為單位擦除內(nèi)存的能力。 FLASH erases in much larger chunks of memory commonly referred to as sectors. Depending on the array size and the technology chosen, the sector size can vary significantly and therefore there is not a standard erase sector size across the industry and even within a product family. FLASH通常是按照扇區(qū)來擦除整塊的數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的工藝和技術(shù)的選擇，扇區(qū)的大小差別很大，因此扇區(qū)的大小是沒有標(biāo)準(zhǔn)的，每個廠家甚至每個系列產(chǎn)品的扇區(qū)大小都不見得一樣。 The main point to remember is that the array is erased in large pieces as opposed to byte erase found in full featured EEPROM. 主要需要記住的是：EEPROM是按照字節(jié)擦除的，而FLASH是按照塊擦除的。 Almost all commercially available FLASH memories utilized Fowler-Nordheim tunneling for the erase operation. 幾乎所有的商業(yè)用FLASH都用一種叫（Fowler-Nordheim tunneling）的技術(shù)進(jìn)行擦除操作。 The second major difference relates to programming and the programming size but here again there is not a clear standard across the industry. 第二個主要的區(qū)別在于編程，但同時和擦除相同的是，針對不同的廠家，編程的塊大小也是不同的。 Some FLASH memories will do away with byte programming all together and will program in large sections referred to as pages. 一些FLASH內(nèi)存廢除了字節(jié)編程，只能按照塊的大小進(jìn)行編程寫入。 Other FLASH memories still retain the ability to program in byte wide increments. The choice in programming width is mostly determined by the throughput of erasing the memory and completely reprogramming the array. 另一些FLASH內(nèi)存還保留著字節(jié)編程的能力，這些能力取決于。。。（一些不重要的信息）。 There is also some diversity among FLASH memory products with respect to the programming method. 另外還有一些FLASH的差異，即寫入的方式。 For example, some FLASH products use CHE and others use Fowler-Nordheim tunneling. As has been previously described in the EPROM and EEPROM overviews, each method has pros and cons, and it is these limitations that drive the programming size of the array. 例如，一些FLASH用CHE方式，另一些用（Fowler-Nordheim tunneling）方式。正如在EPROM和EEPROM中描述的，每種方法都有優(yōu)缺點，這些優(yōu)缺點限制了編程塊的大小。 Remember from the discussion of EPROM that CHE requires a relatively high current, especially when compared to Fowler-Nordheim tunneling. 記住，EPROM中使用CHE需要高電流，尤其是和Fowler-Nordheim tunneling相比較的時候。 However, Fowler-Nordheim tunneling requires more time to program a memory location than does CHE. Therefore, to compensate for the longer time required per programming location using Fowler-Nordheim tunneling, the programming size is larger than that used with CHE. 然而，F(xiàn)owler-Nordheim tunneling需要大量的時間寫入內(nèi)存。比較后可以得到，…（不重要） CHE cannot scale with respect to program size because of the high current required per

bit to activate the mechanism. Although there are certainly power supplies that can supply many amps of current to a VPP pin on the part, there is an issue with power distribution within the chip itself. In general, this limits the programming size when using CHE to 8 to 16 bits. CHE不能擴(kuò)大扇區(qū)，他需要給每一個比特寫入時提供電流。因此，在固定能量供應(yīng)的時候，由于VPP電流的限制，只能限制到8到16個比特。 or: 1、首先從IO引腳占用方面比較，EEPROM只需占用兩個IO引腳，時鐘（clk）和數(shù)據(jù)（data）引腳，外加電源三個引腳即可，符合I2C通訊協(xié)議。而FLASH需要占用更多IO引腳，有并行和串行的，串行的需要一個片選（cs）引腳（可用作節(jié)電功耗控制），一個時鐘（clk）引腳，F(xiàn)LASH讀出和寫入引腳各一個，也就是四個。并行的需要8個數(shù)據(jù)引腳，當(dāng)然比串行的讀寫速度要快。 2、從功能方面比較，EEPROM可以單字節(jié)讀寫，F(xiàn)LASH部分芯片只能以塊方式擦除(整片擦除),部分芯片可以單字節(jié)寫入(編程),一般需要采用塊寫入方式；FLASH比EEPROM讀寫速度更快，可靠性更高。但比單片機(jī)片內(nèi)RAM的讀寫還要慢。 3、價格方面比較，F(xiàn)LASH應(yīng)該要比EEPROM貴。