B、先擦后寫:Flash的寫操作只能將數(shù)據(jù)位從1寫成0,不能從0寫成1,所以在對存儲器進(jìn)行寫入之前必須先執(zhí)行擦除操作,將預(yù)寫入的數(shù)據(jù)位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個區(qū)塊,而不是單個字節(jié)。
C、操作指令:執(zhí)行寫操作,它必須輸入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段時序(NAND Flash)才能將數(shù)據(jù)寫入。
D、位反轉(zhuǎn):由于Flash的固有特性,在讀寫過程中偶爾會產(chǎn)生一位或幾位的數(shù)據(jù)錯誤。位反轉(zhuǎn)無法避免,只能通過其他手段對結(jié)果進(jìn)行事后處理。
E、壞塊:區(qū)塊一旦損壞,將無法進(jìn)行修復(fù)。對已損壞的區(qū)塊操作其結(jié)果不可預(yù)測。
?。?)NOR Flash的特點(diǎn):
應(yīng)用程序可以直接在閃存內(nèi)運(yùn)行,不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中運(yùn)行。NOR Flash的傳輸效率很高,在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。
(4)NAND Flash的特點(diǎn)
能夠提高極高的密度單元,可以達(dá)到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快,這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash作為存儲介質(zhì)的原因。應(yīng)用NAND Flash的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口。
(5)NOR Flash與NAND Flash的區(qū)別:
A、NOR Flash的讀速度比NAND Flash稍快一些。
B、NAND Flash的擦除和寫入速度比NOR Flash快很多
C、NAND Flash的隨機(jī)讀取能力差,適合大量數(shù)據(jù)的連續(xù)讀取。
D、NOR Flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引進(jìn)來尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。NAND Flash的地址、數(shù)據(jù)和命令共用8位總線(有寫公司的產(chǎn)品使用16位),每次讀寫都要使用復(fù)雜的I/O接口串行地存取數(shù)據(jù)。
E、NOR Flash的容量一般較小,通常在1MB~8MB之間;NAND Flash只用在8MB以上的產(chǎn)品中。因此,NOR Flash只要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中,NAND Flash適用于資料存儲。
F、NAND Flash中每個塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次,而NOR Flash是十萬次。
G、NOR Flash可以像其他內(nèi)存那樣連接,非常直接地使用,并可以在上面直接運(yùn)行代碼;NAND Flash需要特殊的I/O接口,在使用的時候,必須先寫入驅(qū)動程序,才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。因?yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND Flash上自始至終必須進(jìn)行虛擬映像。
H、NOR Flash用于對數(shù)據(jù)可靠性要求較高的代碼存儲、通信產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)處理等領(lǐng)域,被成為代碼閃存;NAND Flash則用于對存儲容量要求較高的MP3、存儲卡、U盤等領(lǐng)域,被成為數(shù)據(jù)閃存。
2、RAM存儲器
(1)SRAM的特點(diǎn):
SRAM表示靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器,只要供電它就會保持一個值,它沒有刷新周期,由觸發(fā)器構(gòu)成基本單元,集成度低,每個SRAM存儲單元由6個晶體管組成,因此其成本較高。它具有較高速率,常用于高速緩沖存儲器。
通常SRAM有4種引腳:
CE:片選信號,低電平有效。
R/W:讀寫控制信號。
ADDRESS:一組地址線。
DATA:用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。
?。?)DRAM的特點(diǎn):
DRAM表示動態(tài)隨機(jī)存取存儲器。這是一種以電荷形式進(jìn)行存儲的半導(dǎo)體存儲器。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成,數(shù)據(jù)存儲在電容器中。電容器會由于漏電而導(dǎo)致電荷丟失,因而DRAM器件是不穩(wěn)定的。它必須有規(guī)律地進(jìn)行刷新,從而將數(shù)據(jù)保存在存儲器中。
DRAM的接口比較復(fù)雜,通常有一下引腳:
CE:片選信號,低電平有效。
R/W:讀寫控制信號。
RAS:行地址選通信號,通常接地址的高位部分。
CAS:列地址選通信號,通常接地址的低位部分。
ADDRESS:一組地址線。
DATA:用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。
?。?)SDRAM的特點(diǎn):
SDRAM表示同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器。同步是指內(nèi)存工作需要同步時鐘,內(nèi)部的命令發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn);動態(tài)是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。
?。?)DDRAM的特點(diǎn)
DDRAM表示雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器,也稱DDR。DDRAM是基于SDRAM技術(shù)的,SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù),它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù),它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。在133MHz的主頻下,DDR內(nèi)存帶寬可以達(dá)到133×64b/8×2=2.1GB/s。
3、硬盤、光盤、CF卡、SD卡
4、GPIO原理與結(jié)構(gòu)
GPIO是I/O的最基本形式,它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向,通常有兩個控制寄存器:數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器。數(shù)據(jù)方向寄存器設(shè)置端口的方向。如果將引腳設(shè)置為輸出,那么數(shù)據(jù)寄存器將控制著該引腳狀態(tài)。若將引腳設(shè)置為輸入,則此輸入引腳的狀態(tài)由引腳上的邏輯電路層來實(shí)現(xiàn)對它的控制。
5、A/D接口
?。?)A/D轉(zhuǎn)換器是把電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路。實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法有很多,常用的方法有計(jì)數(shù)法、雙積分法和逐次逼進(jìn)法。
(2)計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換法
其電路主要部件包括:比較器、計(jì)數(shù)器、D/A轉(zhuǎn)換器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源。
其工作原理簡單來說就是,有一個計(jì)數(shù)器,從0開始進(jìn)行加1計(jì)數(shù),每進(jìn)行一次加1,該數(shù)值作為D/A轉(zhuǎn)換器的輸入,其產(chǎn)生一個比較電壓VO與輸入模擬電壓VIN進(jìn)行比較。如果VO小于VIN則繼續(xù)進(jìn)行加1計(jì)數(shù),直到VO大于VIN,這時計(jì)數(shù)器的累加數(shù)值就是A/D轉(zhuǎn)換器的輸出值。
這種轉(zhuǎn)換方式的特點(diǎn)是簡單,但是速度比較慢,特別是模擬電壓較高時,轉(zhuǎn)換速度更慢。例如對于一個8位A/D轉(zhuǎn)換器,若輸入模擬量為最大值,計(jì)數(shù)器要從0開始計(jì)數(shù)到255,做255次D/A轉(zhuǎn)換和電壓比較的工作,才能完成轉(zhuǎn)換。
?。?)雙積分式A/D轉(zhuǎn)換法
其電路主要部件包括:積分器、比較器、計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源。
其工作原理是,首先電路對輸入待測電壓進(jìn)行固定時間的積分,然后換為標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行固定斜率的反向積分,反向積分進(jìn)行到一定時間,便返回起始值。由于使用固定斜率,對標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分的時間正比于輸入模擬電壓值,輸入模擬電壓越大,反向積分回到起始值的時間越長。只要用標(biāo)準(zhǔn)的高頻時鐘脈沖測定反向積分花費(fèi)的時間,就可以得到相應(yīng)于輸入模擬電壓的數(shù)字量,也就完成了A/D轉(zhuǎn)換。
其特點(diǎn)是,具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力,轉(zhuǎn)換精度高,但轉(zhuǎn)換速度慢,通常轉(zhuǎn)換頻率小于10Hz,主要用于數(shù)字式測試儀表、溫度測量等方面。
?。?)逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換法
其電路主要部件包括:比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器和基準(zhǔn)電壓源。
其工作原理是,實(shí)質(zhì)上就是對分搜索法,和平時天平的使用原理一樣。在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時,由D/A轉(zhuǎn)換器從高位到低位逐位增加轉(zhuǎn)換位數(shù),產(chǎn)生不同的輸出電壓,把輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)。首先使最高位為1,這相當(dāng)于取出基準(zhǔn)電壓的1/2與輸入電壓比較,如果在輸入電壓小于1/2的基準(zhǔn)電壓,則最高位置0,反之置1。之后,次高位置1,相當(dāng)于在1/2的范圍中再作對分搜索,以此類推,逐次逼近。
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