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朱老師ARM裸機學習筆記(三):CPU和與外部儲存器的介面

記憶體和外存的概念

記憶體

記憶體指 內部儲存器,執行程式的地方 RAM

外存

外存指 外部儲存器, 儲存資料或者檔案的地方 ROM

CPU連線記憶體和外存的方式

記憶體通過資料匯流排和地址匯流排直接和CPU 相連線。
好處 : 訪問速度快,操作方式方便
壞處 : 佔用CPU地址空間

外存通過CPU的外存控制器介面和CPU 相連線。
好處 : 不佔用CPU I/O資源
壞處 : 讀取速度較慢,訪問外存控制器的時序較為複雜。

SOC常用的外部儲存器型別

NOR Flash
最早出現的Flash儲存器,支援匯流排式訪問,程式碼可以直接在Nor中執行,CPU可以像訪問記憶體一樣訪問Nor Flash,在嵌入式發展到額初期階段常用於儲存啟動程式碼,例如s3c2440開發板的Nor Flash啟動。

Nand Flash
整合密度高,儲存空間較大,相對於Nor來說很便宜,讀取速度比Nor慢,寫入速度比Nor快,需要專門的讀寫電路。但是穩定性不如Nor,會出現壞塊,讀寫資料需要校驗。此外Nand Flash 還分為 SLC顆粒和MLC顆粒,詳細情況見後文。

SATA硬碟

改進版的Nand Flash

SD卡/TF卡/MMC卡
eMMC/iNand/moviNand
(Embedded Multi Media Card) MMC協會所訂立的、主要是針對手機或平板電腦等產品的內嵌式儲存器標準規格。eMMC的一個明顯優勢是在封裝中集成了一個控制器,它提供標準介面並管理快閃記憶體。
iNAND是SanDisk公司研發的儲存晶片,可以簡單的看成SD卡或MMC卡晶片化。使用者完全可以預設他是SD卡或者MMC卡。
moviNand是三星公司研發的儲存晶片,功能類似於iNand。
OneNand


三星公司研發的結合Nor優點和Nand Flash 高容量儲存特點的Flash
eSSD
Embeded SSD 採用 MLC Nand Flash技術
此幾類Flash都是基於Nand Flash 的 都是在Nand Flash的基礎上加入讀寫控制電路以及檢驗和壞塊檢測電路等製成的。

Nand Flash的SLC 和MLC對比

SLC(Single-Level Cell )單層單元快閃記憶體,每個單元儲存一位資料,一般而言,SLC雖然生產成本較高,但在效能上大幅勝於MLC。

MLC(Multi-Level Cell) 多層單元快閃記憶體,通過使用大量的電壓等級,每一個單元儲存兩位資料,資料密度比較大。

A.讀寫速度較慢。相對主流SLC晶片,MLC晶片目前技術條件下,理論速度只能達到2MB左右,因此對於速度要求較高的應用會有一些問題。
B.MLC能耗比SLC高,在相同使用條件下比SLC要多15%左右的電流消耗。
C.MLC理論寫入次數上限相對較少,因此在相同使用情況下,使用壽命比較SLC短。
D.MLC的價格比SLC低30%~40%,有些甚至更低。

S5PV210所支援的外部儲存器

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