Olika typer av minnesmoduler som används i inbäddat system

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





Ett inbäddat system använder olika typer av minnesmoduler för ett brett utbud av uppgifter som lagring av programvarukod och hårdvaruinstruktioner. Dessa programvarukoder och instruktioner används för att programmera mikrokontrollern .

Olika typer av minne

Olika typer av minne



En minnesmodul är en fysisk enhet som används för att lagra program eller data tillfälligt eller permanent för användning i digital elektronik. Det finns olika minnen i det inbäddade systemet, var och en har sitt eget speciella driftsätt. Ett effektivt minne ökar prestanda för inbäddade system.


2 typer av minnesmoduler

Olika typer av minnesmoduler för vilket system som helst beror på applikationens natur av det systemet. Minnesprestanda och kapacitetskrav är små för lågkostnadssystem. Val av en minnesmodul är det mest kritiska kravet vid utformning av en mikrokontrollerbaserat projekt .



Följande allmänna typer av minnesmodul kan användas i ett inbäddat system.

  • Flyktigt minne
  • Icke-flyktigt minne

Volatile Memory Module - RAM

Flyktiga minnesenheter är typer av lagringsenheter som håller sitt innehåll tills ström tillförs dem.

När strömmen stängs av tappar dessa minnen sitt innehåll.


Ett exempel på flyktiga minnesenheter är Random Access Memory (RAM)

Volatile Memory Module-RAM

Volatile Memory Module-RAM

RAM-minneskretsen, kallad huvudminne, är en lagringsplats som gör att information kan lagras och nås snabbt från slumpmässig plats med minnesmodul. Minnescellen som kan nås för informationsöverföring till eller från vilken som helst önskad slumpmässig plats kallas ett Random Access Memory.

Ett RAM-minne är utformat med en samling lagringsceller. Varje cell innehåller antingen BJT eller MOSFET baserat på typ av minnesmodul. Till exempel kan 4 * 4 RAM-minne lagra 4 bitars information.

Varje instruktion i en rad och kolumn i denna matris är en minnescell. Varje block märkt BC representerar binära celler med dess 3 ingångar och 1 utgång. Varje block består av 12 binära celler.

Intern datalagringskrets för RAM-minne

För varje minnesblock är varje ordutmatning från avkodaren vald ingång. Avkodaren är aktiverad med minnesaktiveringsingången. När minnesaktiveringsstiftet är på logisk låg nivå är alla utgångar från avkodaren på logisk låg nivå och minnet väljer inget ord. När aktiveringsstiftet är på logisk hög nivå ges den parallella utgången som motsvarar den seriella ingången som vald ingång till varje minnesblock.

Intern datalagringskrets för RAM-minneskrets

Intern datalagringskrets för RAM-minneskrets

När ordet har valts avgör läs- och skrivstiftet för varje block operationen. Om läs / skrivstiftet är på logisk låg nivå skrivs ingången på minnesblocket. Om läs- / skrivstiftet är på logisk hög nivå läses utmatningen från varje block.

Icke-flyktigt minne-ROM-minne

Icke-flyktiga minnen är permanenta lagringstyper av minneskretsar som kan få tillbaka lagrad information även när strömmen är avstängd. Ett exempel på icke-flyktig minnesenhet är Read Only Memory (ROM).

ROM står för Skrivskyddat minne . ROM kan bara användas för att läsa från, men kan inte skrivas på. Dessa minnesenheter är inte flyktiga.

Icke-flyktigt minne-ROM-minne

Icke-flyktigt minne-ROM-minne

Informationen lagras permanent i sådana minnen under tillverkningen. ROM kan lagra instruktioner som krävs för att starta datorn när strömmen ges till datorn. Denna åtgärd kallas bootstrap.

En ROM-minnescell är utformad med en enda transistor. ROM-minnet används inte bara i datorer utan även i andra elektroniska enheter som styrenheter, mikrougnar, tvättmaskiner etc.

En ROM-familj är designad med samling av lagringsceller. Varje minnescell innehåller antingen bipolär eller MOSFET-transistor baserat på minnestyper.

Typer av tillgängliga RAM-chips

RAM-familjen innehåller två viktiga minnesenheter som är

Statiskt Random Access Memory (SRAM)

Static Random Access Memory-modulen är en typ av RAM som behåller databitarna i sitt minne så länge strömförsörjningen tillhandahålls. SRAM behöver inte uppdateras regelbundet. Det statiska RAM-minnet ger snabbare åtkomst till data och är dyrare än DRAM.

Statiskt slumpmässigt åtkomstminne (SRAM)

Statiskt slumpmässigt åtkomstminne (SRAM)

Varje bit i en SRAM lagras i fyra transistorer som bildar två tvärkopplade växelriktare. Ytterligare två transistorer - typer tjänar till att kontrollera åtkomsten till lagringscellerna under läs- och skrivoperationer. En typiskt SRAM använder sex transistorer för att lagra varje minnesbit. Dessa lagringsceller har två stabila tillstånd som används för att beteckna '0' och '1'.

Fördelar:

  • Den externa SRAM ger stora lagringskapaciteter än on-chip-minnen.
  • SRAM-enheterna finns till och med i mindre och större kapacitet.
  • SRAM: erna har vanligtvis mycket låg latens och hög prestanda.
  • SRAM-minnet kan utformas och gränssnitt mycket enkelt jämfört med andra minnen

Tillämpningar:

  • Den externa SRAM är ganska effektiv som en snabbare buffert för medelstora datablock. Du kan använda extern SRAM för att buffra data som inte passar in i chipminnet och kräver lägre latens än vad DRAM tillhandahåller.
  • Om ditt system kräver ett minnesblock som är större än 10 MB, kan du överväga olika typer av minnen som SRAM.

Dynamiskt Random Access Memory:

Dynamic Random Access Memory är en typ av RAM-modul som lagrar varje databit i en separat kondensator. Detta är ett effektivt sätt att lagra data i minnet eftersom det kräver mindre fysiskt utrymme för att lagra data.

Dynamic Access Random Memory (DRAM)

Dynamic Access Random Memory (DRAM)

En viss storlek på DRAM kan innehålla mer datamängder än ett SRAM-chip med samma storlek. Kondensatorerna i DRAM måste ständigt laddas för att hålla laddningen. Detta är anledningen till att DRAM kräver mer kraft.

Varje DRAM-minneskrets består av lagringsplatser eller minnesceller. Den består av kondensator och transistor som kan hålla antingen aktivt eller inaktivt tillstånd. Varje DRAM-cell kallas lite.

När DRAM-cellen har ett värde i aktivt tillstånd '1' är laddningen i högt tillstånd. När DRAM-cellen har ett värde i inaktivt tillstånd '0' är laddningen under en viss nivå.

Fördelar:

  • Lagringskapaciteten är mycket hög
  • Det är en billig enhet

Tillämpningar:

  • Den används för att lagra stort datablock
  • Den används vid körning av mikroprocessorkod
  • Program där minnesåtkomst med låg latens krävs.

Typer av ROM-minnen

Olika typer av minne i ROM-familjen har fyra viktiga minnesenheter som är:

Programmerbart skrivskyddat minne:

Det programmerbara skrivskyddade minnet (PROM) kan endast ändras av användaren en gång. PROM är tillverkad med säkringar. Chipet är programmerat av PROM-programmeraren där vissa säkringar är brända. De öppna säkringarna läses som sådana, medan de brända säkringarna läses som nollor.

Programmerbart skrivskyddat minne

Programmerbart skrivskyddat minne

Raderbart programmerbart skrivskyddat minne:

Raderbart programmerbart skrivskyddat minne

Raderbart programmerbart skrivskyddat minne

Det raderbara programmerbara skrivskyddade minnet är en av de speciella minnesmodulerna som kan programmeras valfritt antal gånger för att rätta till felen. Det kan behålla sitt innehåll tills det utsätts för ultraviolett ljus.

Det ultravioletta ljuset raderar innehållet vilket gör det möjligt att programmera minnet. För att skriva och radera EPROM-minneschipet behöver vi en speciell enhet som heter PROM-programmerare.

EPROM programmeras genom att tvinga elektrisk laddning på en liten bit poly-kiselmetall som kallas flytande grind, som ligger i minnescellen. När laddning finns i denna grind är cellen programmerad, dvs minne innehåller '0'. När laddning inte finns i grinden är inte cellen programmerad, dvs minne innehåller '1'.

Elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne :

EEPROM är ett användarmodifierat skrivskyddat minneschip som kan raderas och programmeras ett antal gånger.

Elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne

Elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne

Dessa minnesenheter används i datorer och andra elektroniska enheter för att lagra liten mängd data som måste sparas när strömförsörjningen tas bort. Innehållet i EEPROM raderas genom att det utsätts för en elektrisk laddning.

EEPROM-data lagras och tas bort 1 byte av data åt gången. EEPROM behöver inte tas bort från datorn för att modifieras. För att ändra innehållet krävs inte ytterligare utrustning.

Den moderna EEPROM tillåter sidoperationer med flera byte och har begränsad livslängd. EEPROM kan utformas 10 till 1000 skrivcykler. När antalet skrivoperationer är slutförda slutar EEPROM att fungera.

EEPROM är en lagringsenhet som kan implementeras med färre standarder för celldesign. Den vanligaste cellen består av två transistorer. Lagringstransistorn har en flytande mätare som liknar EPROM. EEPROM: erna har två familjer som är serie-EEPROM och parallella EEPROM. Den parallella EEPROM är snabbare och kostnadseffektivare än serieminne.

Flashminne:

Flashminnet är den mest använda enheten för elektronik och datoranordningar. Flashminnet är bland de speciella minnestyper som kan raderas och programmeras med ett datablock. Flashminnet behåller sina data även utan ström alls. Flashminnet är populärt eftersom det fungerar snabbt och effektivt än EEPROM.

Flashminne

Flashminne

Flashminnesmodulen är utformad för cirka 100000 -10000000 skrivcykler. Huvudbegränsningen med flashminnet är hur många gånger data kan skrivas till det. Data kan läsas från flashminnet så många gånger som önskat, men efter ett visst antal skrivoperationer slutar den att fungera.

On-Chip-minne

On-Chip-minnet hänvisas till alla minnesmoduler som RAM, ROM eller andra minnen men som fysiskt går ut på själva mikrokontrollen. Annorlunda mikrokontroller -typer som 8051 mikrokontroller har begränsat On-Chip ROM-minne. Den har dock möjlighet att expandera till maximalt 64 kB externt ROM-minne och 64 kB externt RAM-minne.

On-chip minne

On-chip minne

/ EA-stiftet används för att styra de externa och interna minnena från mikrokontrollern. Om / EA-stift är anslutet till 5V, hämtas data till eller från mikrokontrollens interna minne. När / EA-stift är anslutet till marken hämtas data till eller från de externa minnena.

Jag hoppas att du nu måste ha en klar förståelse för olika typer av minne. Här är en grundläggande fråga till dig - Att utforma ett inbäddat system, vilken typ av ROM och RAM används vanligtvis och varför?

Ge dina svar i kommentarfältet nedan.

Fotokredit:

Olika typer av minnesmoduler av klbict
Volatile Memory module-RAM by wikimedia
Icke flyktigt minnesmodul-ROM-minne av bo
Statiskt Random Access Memory av 2.bp.blogspot
Dynamiskt Random Access Memory av direktindustri
Programmerbart skrivskyddat minne av touque
Raderbart programmerbart skrivskyddat minne av qcwo
Elektriskt raderbart programmerbart skrivskyddat minne av fladdermöss
Flash-minne av krypterad-tbn1.gstatic