電力存儲器

1. 國家電網怎樣儲電

電力是不能大量存儲的，現在在國家電網公司內還沒有大型的電力存儲設備，只能是隨著電力的生產逐步就消耗掉了，有個別實驗性的小型存儲電站，主要也都是利用蓄電池進行存儲。

無論是蓄電池組還是抽水蓄能電站，所儲存的電能在整個電網容量中的佔比都是極小的。所以電能是即發即用，用多少，就發多少，時刻處在一個動態的平衡之中。

我國電網的發電、輸配電、用電，都是以交流電的形式運行的。現在輸電上，特別是西電東輸，大量應用了特高壓直流輸電技術，但是到接入電網的時候，還是要逆變成三相交流電的。我國的交流電的頻率是50赫茲，這是全國統一標准，和車同軌、書同文幾乎同樣重要，不同頻率的電網是無法直接連通的！

(1)電力存儲器擴展閱讀：

交流電是指電流方向隨時間作周期性變化的電流，在一個周期內的平均電流為零。不同於直流電，它的方向是會隨著時間發生改變的，而直流電沒有周期性變化。

通常交流電（簡稱AC）波形為正弦曲線。交流電可以有效傳輸電力。但實際上還有應用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是具有正弦波形的交流電。

2. 怎麼將自製手搖發電機的電儲存器來

首先選擇法拉電容存儲電力，法拉電容存儲電力不多，但是充電速度快。快速搖動一會，就能充滿。通過限流電阻放電，能使用一段時間。當電量不足，隨時搖幾下，也不是不方便的事情。其次用鋰電池，不用很高容量的，隨沖隨用，鋰電池不帶記憶效應。其他的就別選了，鉛蓄電池，笨重且容量大，要充滿那是考驗自己的毅力，特別是在沒有充電指示的情況下。如果你製作的是大功率野外專用的手搖發電機，那麼就不用任何存儲電力的設備了。你需要的是輸出穩壓電路。專人負責搖吧。
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3. 我的世界電力存儲器怎麼做

今天就先不做了吧賞完月吃完月餅明天再說

4. 存儲器的選用

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能，因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電，應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中,存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。 1．內部存儲器與外部存儲器
一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。
市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。
2．引導存儲器
在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。
3．配置存儲器
對於現場可編程門陣列(FPGA）或片上系統(SoC)，人們使用存儲器來存儲配置信息。這種存儲器必須是非易失性EPROM、EEPROM或快閃記憶體。大多數情況下，FPGA採用SPI介面，但一些較老的器件仍採用FPGA串列介面。串列EEPROM或快閃記憶體器件最為常用，EPROM用得較少。
4．程序存儲器
所有帶處理器的系統都採用程序存儲器，但設計工程師必須決定這個存儲器是位於處理器內部還是外部。在做出了這個決策之後，設計工程師才能進一步確定存儲器的容量和類型。當然有的時候，微控制器既有內部程序存儲器也有外部定址匯流排，此時設計工程師可以選擇使用它們當中的任何一個，或者兩者都使用。這就是為什麼為某個應用選擇最佳存儲器的問題，常常由於微控制器的選擇變得復雜起來，以及為什麼改變存儲器的規模也將導致改變微控制器的選擇的原因。
如果微控制器既利用內部存儲器也利用外部存儲器，則內部存儲器通常被用來存儲不常改變的代碼，而外部存儲器用於存儲更新比較頻繁的代碼和數據。設計工程師也需要考慮存儲器是否將被在線重新編程或用新的可編程器件替代。對於需要重編程功能的應用，人們通常選用帶有內部快閃記憶體的微控制器，但帶有內部OTP或ROM和外部快閃記憶體或EEPROM的微控制器也滿足這個要求。為降低成本，外部快閃記憶體可用來存儲代碼和數據，但在存儲數據時必須小心避免意外修改代碼。
在大多數嵌入式系統中，人們利用快閃記憶體存儲程序以便在線升級固件。代碼穩定的較老的應用系統仍可以使用ROM和OTP存儲器，但由於快閃記憶體的通用性，越來越多的應用系統正轉向快閃記憶體。
5．數據存儲器
與程序存儲器類似，數據存儲器可以位於微控制器內部，或者是外部器件，但這兩種情況存在一些差別。有時微控制器內部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)兩種數據存儲器，但有時不包含內部EEPROM，在這種情況下，當需要存儲大量數據時，設計工程師可以選擇外部的串列EEPROM或串列快閃記憶體器件。當然，也可以使用並行EEPROM或快閃記憶體，但通常它們只被用作程序存儲器。
當需要外部高速數據存儲器時，通常選擇並行SRAM並使用外部串列EEPROM器件來滿足對非易失性存儲器的要求。一些設計還將快閃記憶體器件用作程序存儲器，但保留一個扇區作為數據存儲區。這種方法可以降低成本、空間並提供非易失性數據存儲器。
針對非易失性存儲器要求，串列EEPROM器件支持I2C、SPI或微線(Microwire)通訊匯流排，而串列快閃記憶體通常使用SPI匯流排。由於寫入速度很快且帶有I2C和SPI串列介面，FRAM在一些系統中得到應用。
6．易失性和非易失性存儲器
存儲器可分成易失性存儲器或者非易失性存儲器，前者在斷電後將丟失數據，而後者在斷電後仍可保持數據。設計工程師有時將易失性存儲器與後備電池一起使用，使其表現猶如非易失性器件，但這可能比簡單地使用非易失性存儲器更加昂貴。然而，對要求存儲器容量非常大的系統而言，帶有後備電池的DRAM可能是滿足設計要求且性價比很高的一種方法。
在有連續能量供給的系統中，易失性或非易失性存儲器都可以使用，但必須基於斷電的可能性做出最終決策。如果存儲器中的信息可以在電力恢復時從另一個信源中恢復出來，則可以使用易失性存儲器。
選擇易失性存儲器與電池一起使用的另一個原因是速度。盡管非易失存儲器件可以在斷電時保持數據，但寫入數據(一個位元組、頁或扇區)的時間較長。
7．串列存儲器和並行存儲器
在定義了應用系統之後，微控制器的選擇是決定選擇串列或並行存儲器的一個因素。對於較大的應用系統，微控制器通常沒有足夠大的內部存儲器，這時必須使用外部存儲器，因為外部定址匯流排通常是並行的，外部的程序存儲器和數據存儲器也將是並行的。
較小的應用系統通常使用帶有內部存儲器但沒有外部地址匯流排的微控制器。如果需要額外的數據存儲器，外部串列存儲器件是最佳選擇。大多數情況下，這個額外的外部數據存儲器是非易失性的。
根據不同的設計，引導存儲器可以是串列也可以是並行的。如果微控制器沒有內部存儲器，並行的非易失性存儲器件對大多數應用系統而言是正確的選擇。但對一些高速應用，可以使用外部的非易失性串列存儲器件來引導微控制器，並允許主代碼存儲在內部或外部高速SRAM中。
8．EEPROM與快閃記憶體
存儲器技術的成熟使得RAM和ROM之間的界限變得很模糊，如今有一些類型的存儲器(如EEPROM和快閃記憶體)組合了兩者的特性。這些器件像RAM一樣進行讀寫，並像ROM一樣在斷電時保持數據，它們都可電擦除且可編程，但各自有它們優缺點。
從軟體角度看，獨立的EEPROM和快閃記憶體器件是類似的，兩者主要差別是EEPROM器件可以逐位元組地修改，而快閃記憶體器件只支持扇區擦除以及對被擦除單元的字、頁或扇區進行編程。對快閃記憶體的重新編程還需要使用SRAM，因此它要求更長的時間內有更多的器件在工作，從而需要消耗更多的電池能量。設計工程師也必須確認在修改數據時有足夠容量的SRAM可用。
存儲器密度是決定選擇串列EEPROM或者快閃記憶體的另一個因素。市場上可用的獨立串列EEPROM器件的容量在128KB或以下，獨立快閃記憶體器件的容量在32KB或以上。
如果把多個器件級聯在一起，可以用串列EEPROM實現高於128KB的容量。很高的擦除/寫入耐久性要求促使設計工程師選擇EEPROM，因為典型的串列EEPROM可擦除/寫入100萬次。快閃記憶體一般可擦除/寫入1萬次，只有少數幾種器件能達到10萬次。
今天，大多數快閃記憶體器件的電壓范圍為2.7V到3.6V。如果不要求位元組定址能力或很高的擦除/寫入耐久性，在這個電壓范圍內的應用系統採用快閃記憶體，可以使成本相對較低。
9．EEPROM與FRAM
EEPROM和FRAM的設計參數類似，但FRAM的可讀寫次數非常高且寫入速度較快。然而通常情況下，用戶仍會選擇EEPROM而不是FRAM，其主要原因是成本(FRAM較為昂貴)、質量水平和供貨情況。設計工程師常常使用成本較低的串列EEPROM，除非耐久性或速度是強制性的系統要求。
DRAM和SRAM都是易失性存儲器，盡管這兩種類型的存儲器都可以用作程序存儲器和數據存儲器，但SRAM主要用於數據存儲器。DRAM與SRAM之間的主要差別是數據存儲的壽命。只要不斷電，SRAM就能保持其數據，但DRAM只有極短的數據壽命，通常為4毫秒左右。
與SRAM相比，DRAM似乎是毫無用處的，但位於微控制器內部的DRAM控制器使DRAM的性能表現與SRAM一樣。DRAM控制器在數據消失之前周期性地刷新所存儲的數據，所以存儲器的內容可以根據需要保持長時間。
由於比特成本低，DRAM通常用作程序存儲器，所以有龐大存儲要求的應用可以從DRAM獲益。它的最大缺點是速度慢，但計算機系統使用高速SRAM作為高速緩沖存儲器來彌補DRAM的速度缺陷。
10、雲儲存
和傳統存儲相比，雲存儲系統具有如下優勢：優異性能支持高並發、帶寬飽和利用。雲存儲系統將控制流和數據流分離，數據訪問時多個存儲伺服器同時對外提供服務，實現高並發訪問。自動均衡負載，將不同客戶端的訪問負載均衡到不同的存儲伺服器上。系統性能隨節點規模的增加呈線性增長。系統的規模越大，雲存儲系統的優勢越明顯, 沒有性能瓶頸。高度可靠針對小文件採用多個數據塊副本的方式實現冗餘可靠，數據在不同的存儲節點上具有多個塊副本，任意節點發生故障，系統將自動復制數據塊副本到新的存儲節點上，數據不丟失，實現數據完整可靠；針對大文件採用超安存（S3）編解碼演算法的方式實現高度可靠，任意同時損壞多個存儲節點，數據可通過超安存演算法解碼自動恢復。該特性可適用於對數據安全級別極高的場合，同時相對於副本冗餘的可靠性實現方式大大提高了磁碟空間利用率，不到40%的磁碟冗餘即可實現任意同時損壞三個存儲節點而不丟失數據。元數據管理節點採用雙機鏡像熱備份的高可用方式容錯，其中一台伺服器故障，可無縫自動切換到另一台伺服器，服務不間斷。整個系統無單點故障，硬體故障自動屏蔽。在線伸縮可以在不停止服務的情況下，動態加入新的存儲節點，無需任何操作，即可實現系統容量從TB級向PB級平滑擴展；也可以摘下任意節點，系統自動縮小規模而不丟失數據，並自動將再下的節點上的數據備份到其他節點上，保證整個系統數據的冗餘數。超大規模支持超大規模集群，理論容量為1024×1024×1024PB。簡單通用支持POSIX介面規范，支持Windows/Linux/Mac OS X，用戶當成海量磁碟使用，無需修改應用。同時系統也對外提供專用的API訪問介面。智能管理一鍵式安裝，智能化自適應管理，簡單方便的監控界面，無需學習即可使用。雲存儲系統所有管理工作由雲存儲系統管理監控中心完成，使用人員無需任何專業知識便可以輕松地管理整個系統。通過專業的分布式集群監控子系統對所有節點實行無間斷監控，用戶通過界面可以清楚地了解到每一個節點的運行情況。 盡管我們幾乎可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

5. 存儲器的分類

一、RAM(Random Access Memory，隨機存取存儲器)
RAM的特點是：電腦開機時，操作系統和應用程序的所有正在運行的數據和程序都會放置其中，並且隨時可以對存放在裡面的數據進行修改和存取。它的工作需要由持續的電力提供，一旦系統斷電，存放在裡面的所有數據和程序都會自動清空掉，並且再也無法恢復。

根據組成元件的不同，RAM內存又分為以下十八種：

01.DRAM（Dynamic RAM，動態隨機存取存儲器）
這是最普通的RAM，一個電子管與一個電容器組成一個位存儲單元，DRAM將每個內存位作為一個電荷保存在位存儲單元中，用電容的充放電來做儲存動作，但因電容本身有漏電問題，因此必須每幾微秒就要刷新一次，否則數據會丟失。存取時間和放電時間一致，約為2~4ms。因為成本比較便宜，通常都用作計算機內的主存儲器。

02.SRAM（Static RAM，靜態隨機存取存儲器）
靜態，指的是內存裡面的數據可以長駐其中而不需要隨時進行存取。每6顆電子管組成一個位存儲單元，因為沒有電容器，因此無須不斷充電即可正常運作，因此它可以比一般的動態隨機處理內存處理速度更快更穩定，往往用來做高速緩存。

03.VRAM（Video RAM，視頻內存）

它的主要功能是將顯卡的視頻數據輸出到數模轉換器中，有效降低繪圖顯示晶元的工作負擔。它採用雙數據口設計，其中一個數據口是並行式的數據輸出入口，另一個是串列式的數據輸出口。多用於高級顯卡中的高檔內存。

04.FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快速頁切換模式動態隨機存取存儲器）
改良版的DRAM，大多數為72Pin或30Pin的模塊。傳統的DRAM在存取一個BIT的數據時，必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數據。而FRM DRAM在觸發了行地址後，如果CPU需要的地址在同一行內，則可以連續輸出列地址而不必再輸出行地址了。由於一般的程序和數據在內存中排列的地址是連續的，這種情況下輸出行地址後連續輸出列地址就可以得到所需要的數據。FPM將記憶體內部隔成許多頁數Pages，從512B到數KB不等，在讀取一連續區域內的數據時，就可以通過快速頁切換模式來直接讀取各page內的資料，從而大大提高讀取速度。在96年以前，在486時代和PENTIUM時代的初期， FPM DRAM被大量使用。

05.EDO DRAM（Extended Data Out DRAM，延伸數據輸出動態隨機存取存儲器）
這是繼FPM之後出現的一種存儲器，一般為72Pin、168Pin的模塊。它不需要像FPM DRAM那樣在存取每一BIT 數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間，然後才能讀寫有效的數據，而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。因此它可以大大縮短等待輸出地址的時間，其存取速度一般比FPM模式快15%左右。它一般應用於中檔以下的Pentium主板標准內存，後期的486系統開始支持EDO DRAM，到96年後期，EDO DRAM開始執行。。

06.BEDO DRAM（Burst Extended Data Out DRAM，爆發式延伸數據輸出動態隨機存取存儲器）
這是改良型的EDO DRAM，是由美光公司提出的，它在晶元上增加了一個地址計數器來追蹤下一個地址。它是突發式的讀取方式，也就是當一個數據地址被送出後，剩下的三個數據每一個都只需要一個周期就能讀取，因此一次可以存取多組數據，速度比EDO DRAM快。但支持BEDO DRAM內存的主板可謂少之又少，只有極少幾款提供支持（如VIA APOLLO VP2），因此很快就被DRAM取代了。

07.MDRAM（Multi-Bank DRAM，多插槽動態隨機存取存儲器）
MoSys公司提出的一種內存規格，其內部分成數個類別不同的小儲存庫 (BANK)，也即由數個屬立的小單位矩陣所構成，每個儲存庫之間以高於外部的資料速度相互連接，一般應用於高速顯示卡或加速卡中，也有少數主機板用於L2高速緩存中。

08.WRAM（Window RAM，窗口隨機存取存儲器）
韓國Samsung公司開發的內存模式，是VRAM內存的改良版，不同之處是它的控制線路有一、二十組的輸入/輸出控制器，並採用EDO的資料存取模式,因此速度相對較快，另外還提供了區塊搬移功能（BitBlt），可應用於專業繪圖工作上。

09.RDRAM（Rambus DRAM，高頻動態隨機存取存儲器）
Rambus公司獨立設計完成的一種內存模式，速度一般可以達到500~530MB/s，是DRAM的10倍以上。但使用該內存後內存控制器需要作相當大的改變，因此它們一般應用於專業的圖形加速適配卡或者電視游戲機的視頻內存中。

10.SDRAM（Synchronous DRAM，同步動態隨機存取存儲器）
這是一種與CPU實現外頻Clock同步的內存模式，一般都採用168Pin的內存模組，工作電壓為3.3V。 所謂clock同步是指內存能夠與CPU同步存取資料，這樣可以取消等待周期，減少數據傳輸的延遲，因此可提升計算機的性能和效率。

11.SGRAM（Synchronous Graphics RAM，同步繪圖隨機存取存儲器）
SDRAM的改良版，它以區塊Block，即每32bit為基本存取單位，個別地取回或修改存取的資料，減少內存整體讀寫的次數，另外還針對繪圖需要而增加了繪圖控制器，並提供區塊搬移功能（BitBlt），效率明顯高於SDRAM。

12.SB SRAM（Synchronous Burst SRAM，同步爆發式靜態隨機存取存儲器）
一般的SRAM是非同步的，為了適應CPU越來越快的速度，需要使它的工作時脈變得與系統同步，這就是SB SRAM產生的原因。

13.PB SRAM（Pipeline Burst SRAM，管線爆發式靜態隨機存取存儲器）
CPU外頻速度的迅猛提升對與其相搭配的內存提出了更高的要求，管線爆發式SRAM取代同步爆發式SRAM成為必然的選擇，因為它可以有效地延長存取時脈，從而有效提高訪問速度。

14.DDR SDRAM（Double Data Rate二倍速率同步動態隨機存取存儲器）
作為SDRAM的換代產品，它具有兩大特點：其一，速度比SDRAM有一倍的提高；其二，採用了DLL（Delay Locked Loop：延時鎖定迴路）提供一個數據濾波信號。這是目前內存市場上的主流模式。

15.SLDRAM （Synchronize Link，同步鏈環動態隨機存取存儲器）
這是一種擴展型SDRAM結構內存，在增加了更先進同步電路的同時，還改進了邏輯控制電路，不過由於技術顯示，投入實用的難度不小。

16.CDRAM（CACHED DRAM，同步緩存動態隨機存取存儲器）
這是三菱電氣公司首先研製的專利技術，它是在DRAM晶元的外部插針和內部DRAM之間插入一個SRAM作為二級CACHE使用。當前，幾乎所有的CPU都裝有一級CACHE來提高效率，隨著CPU時鍾頻率的成倍提高，CACHE不被選中對系統性能產生的影響將會越來越大，而CACHE DRAM所提供的二級CACHE正好用以補充CPU一級CACHE之不足，因此能極大地提高CPU效率。

17.DDRII (Double Data Rate Synchronous DRAM，第二代同步雙倍速率動態隨機存取存儲器)
DDRII 是DDR原有的SLDRAM聯盟於1999年解散後將既有的研發成果與DDR整合之後的未來新標准。DDRII的詳細規格目前尚未確定。

18.DRDRAM (Direct Rambus DRAM)
是下一代的主流內存標准之一，由Rambus 公司所設計發展出來，是將所有的接腳都連結到一個共同的Bus，這樣不但可以減少控制器的體積，已可以增加資料傳送的效率。

二、ROM(READ Only Memory，只讀存儲器)

ROM是線路最簡單半導體電路，通過掩模工藝，一次性製造，在元件正常工作的情況下，其中的代碼與數據將永久保存，並且不能夠進行修改。一般應用於PC系統的程序碼、主機板上的 BIOS (基本輸入/輸出系統Basic Input/Output System)等。它的讀取速度比RAM慢很多。

根據組成元件的不同，ROM內存又分為以下五種：

1.MASK ROM（掩模型只讀存儲器）
製造商為了大量生產ROM內存，需要先製作一顆有原始數據的ROM或EPROM作為樣本，然後再大量復制，這一樣本就是MASK ROM，而燒錄在MASK ROM中的資料永遠無法做修改。它的成本比較低。

2.PROM（Programmable ROM，可編程只讀存儲器）
這是一種可以用刻錄機將資料寫入的ROM內存，但只能寫入一次，所以也被稱為「一次可編程只讀存儲器」(One Time Progarmming ROM，OTP-ROM)。PROM在出廠時，存儲的內容全為1，用戶可以根據需要將其中的某些單元寫入數據0(部分的PROM在出廠時數據全為0，則用戶可以將其中的部分單元寫入1)， 以實現對其「編程」的目的。

3.EPROM（Erasable Programmable，可擦可編程只讀存儲器）
這是一種具有可擦除功能，擦除後即可進行再編程的ROM內存，寫入前必須先把裡面的內容用紫外線照射它的IC卡上的透明視窗的方式來清除掉。這一類晶元比較容易識別，其封裝中包含有「石英玻璃窗」，一個編程後的EPROM晶元的「石英玻璃窗」一般使用黑色不幹膠紙蓋住， 以防止遭到陽光直射。

4.EEPROM（Electrically Erasable Programmable，電可擦可編程只讀存儲器）
功能與使用方式與EPROM一樣，不同之處是清除數據的方式，它是以約20V的電壓來進行清除的。另外它還可以用電信號進行數據寫入。這類ROM內存多應用於即插即用（PnP）介面中。

5.Flash Memory（快閃記憶體）
這是一種可以直接在主機板上修改內容而不需要將IC拔下的內存，當電源關掉後儲存在裡面的資料並不會流失掉，在寫入資料時必須先將原本的資料清除掉，然後才能再寫入新的資料，缺點為寫入資料的速度太慢。

6. 計算機內存儲器分為哪兩種,談談其主要作用

1、磁芯存儲器：

是隨機存取計算機存儲器的主要形式。這種存儲器通常被稱為核心存儲器，或者非正式地稱為核心存儲器。

核心使用微小的磁環（環），核心通過線程來寫入和讀取信息。
每個核心代表一點信息。 磁芯可以以兩種不同的方式（順時針或逆時針）磁化，存儲在磁芯中的位為零或一，取決於磁芯的磁化方向。

布線被布置成允許單個芯被設置為1或0，並且通過向所選擇的導線發送適當的電流脈沖來改變其磁化。 讀取內核的過程會導致內核重置為零，從而將其擦除。
這稱為破壞性讀數。 在不進行讀寫操作時，即使關閉電源，內核也會保持最後的值。 這使它們成為非易失性的。

2、半導體存儲器（semi-conctor memory）：

是一種以半導體電路作為存儲媒體的存儲器，內存儲器就是由稱為存儲器晶元的半導體集成電路組成。

按其功能可分為：隨機存取存儲器（簡稱RAM）和只讀存儲器（只讀ROM）。體積小、存儲速度快、存儲密度高、與邏輯電路介面容易。

(6)電力存儲器擴展閱讀

早期的計算機最常見的存儲器是各種磁芯製成的。這種磁芯存儲器已被微型集成電路塊上的半導體存儲器所取代。磁芯存儲器是華裔王安於1948年發明的(注)。最初的磁芯存儲器只有幾百個位元組的容量。

磁芯的英文名稱就是core，磁芯存儲器就叫作core memory。雖然磁芯存儲器已經被淘汰，但一些人還是出於習慣把內存叫做core。

在鐵氧體磁環里穿進一根導線，導線中流過不同方向的電流時，可使磁環按兩種不同方向磁化，代表「1」或「0」的信息便以磁場形式儲存下來。

最常見的核心存儲器形式，X /
Y線重合電流，用於計算機的主存儲器，由大量小環形亞鐵磁陶瓷鐵氧體（磁芯）組成網格結構（組織為「堆疊「稱為平面的層」，電線穿過核心中心的孔。

在早期系統中有四條線：X，Y，Sense和Inhibit，但後來的核心將後兩條線組合成一條Sense
/
Inhibit線。每個環形線圈存儲一位（0或1）。每個平面中的一個位可以在一個周期內被訪問，因此一個字數組中的每個機器字被分布在一堆「平面」上。

每個平面將並行操作一個字的一位，允許在一個周期內讀取或寫入完整的字。

7. 什麼是鐵電存儲器

鐵電存儲器（FRAM）產品將ROM的非易失性數據存儲特性和RAM的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優勢結合在一起。FRAM產品包括各種介面和多種密度，像工業標準的串列和並行介面，工業標準的封裝類型，以及4Kbit、16Kbit、64Kbit、256Kbit和1Mbit等密度。

非易失性記憶體掉電後數據不丟失。可是所有的非易失性記憶體均源自ROM技術。你能想像到,只讀記憶體的數據是不可能修改的。所有以它為基礎發展起來的非易失性記憶體都很難寫入，而且寫入速度慢，它們包括EPROM（現在基本已經淘汰）,EEPROM和Flash，它們存在寫入數據時需要的時間長，擦寫次數低,寫數據功耗大等缺點。

FRAM 提供一種與RAM一致的性能,但又有與ROM 一樣的非易失性。 FRAM 克服以上二種記憶體的缺陷並合並它們的優點，它是全新創造的產品，一個非易失性隨機存取儲存器。

FRAM技術

Ramtron的FRAM技術核心是鐵電。這就使得FRAM產品既可以進行非易失性數據存儲又可以像RAM一樣操作。

當一個電場被加到鐵電晶體時，中心原子順著電場的方向在晶體里移動，當原子移動時，它通過一個能量壁壘，從而引起電荷擊穿。 內部電路感應到電荷擊穿並設置記憶體。移去電場後中心原子保持不動，記憶體的狀態也得以保存。FRAM 記憶體不需要定時刷新，掉電後數據立即保存，它速度很快，且不容易寫壞。

FRAM存儲器技術和標準的CMOS製造工藝相兼容。鐵電薄膜被放於CMOS base layers之上，並置於兩電極之間，使用金屬互連並鈍化後完成鐵電製造過程。

Ramtron 的FRAM 記憶體技術從開始到現在已經相當成熟。 最初FRAM 記憶體採用二晶體管/ 二電容器的( 2T/2C) 結構，導致元件體積相對較大。 最近發展的鐵電材料和製造工藝不再需要在鐵電存儲器每一單元內配置標准電容器。 Ramtron 新的單晶體管/ 單電容器結構記憶體可以像DRAM一樣進行操作，它使用單電容器為存儲器陣列的每一列提供參考。與現有的2T/2C結構相比，它有效地把內存單元所需要面積減少一半。新的設計極大的改進了die leverage並且降低了FRAM存儲器產品的生產成本。

Ramtron公司現採用0.35微米製造工藝，相對於現有的0.5微米的製造工藝而言，這極大地降低晶元功耗，提高了成本效率。

這些令人振奮的發展使FRAM在人們日常生活的各個領域找到了應用的途徑。從辦公復印機、高檔伺服器到汽車安全氣囊和娛樂設備， FRAM 使一系列產品的性能得到改進並在全世界范圍內得到廣泛的應用。

鐵電應用

數據採集與記錄

存儲器（FRAM）可以讓設計者更快、更頻繁地將數據寫入非易失性存儲器，而且價格比EEPROM低。數據採集通常包括採集和存儲兩部分，系統所採集的數據（(除臨時或中間結果數據外)需要在掉電後能夠保存，這些功能是數據採集系統或子系統所具有的基本功能。在大多數情況下，一些歷史記錄是很重要的。

典型應用：儀表 (電表、氣表、水表、流量表)、RF/ID、儀器,、和汽車黑匣子、安全氣袋、GPS定位系統、電力電網監控系統。

參數設置與存儲

FRAM通過實時存儲數據幫助系統設計者解決了突然斷電數據丟失的問題。參數存儲用於跟蹤系統在過去時間內的改變，它的目的包括在上電狀態時恢復系統狀態或者確認一個系統錯誤。總的來說，數據採集是系統或子系統的功能，不論何種系統類型，設置參數存儲都是一種底層的系統功能。

典型應用： 影印機,列印機, 工業控制, 機頂盒 (Set-Top-Box), 網路設備（網路數據機）和大型家用電器。

非易失性緩沖

鐵電存貯器（FRAM）可以在數據傳遞儲存在其它存儲器之前快速存儲數據。在此情況下，信息從一個子系統非實時地傳送到另一個子系統去.。由於資料的重要性, 緩沖區內的數據在掉電時不能丟失.，在某些情況下，目標系統是一個較大容量的存儲裝置。FRAM以其擦寫速度快、擦寫次數多使數據在傳送之前得到存儲。

典型應用：工業系統、銀行自動提款機 (ATM), 稅控機, 商業結算系統 (POS), 傳真機，未來將應用於硬碟非易失性高速緩沖存儲器。

SRAM的取代和擴展

鐵電存貯器（FRAM） 快速擦寫和非易失性等特點，令系統工程師可以把現有設計中的SRAM和EEPROM器件整合到一個鐵電存貯器（FRAM）里，或者簡單地作為SRAM擴展。

在多數情況下，系統使用多種存儲器類型，FRAM提供了只使用一個器件就能提供ROM,RAM和EEPROM功能的能力，節省了功耗, 成本, 空間，同時增加了整個系統的可靠性。最常見的例子就是在一個有外部串列EEPROM嵌入式系統中，FRAM能夠代替EEPROM,同時也為處理器提供了額外的SRAM功能。

典型應用：攜帶型設備中的一體化存儲器，使用低端控制器的任何系統。

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8. 計算機存儲器的分類

計算機存儲器可以根據存儲能力與電源的關系可以分為以下兩類：

一、易失性存儲器（Volatile memory)是指當電源供應中斷後，存儲器所存儲的數據便會消失的存儲器。主要有以下的類型：

1、動態隨機訪問存儲器，英文縮寫寫作DRAM，一般每個單元由一個晶體管和一個電容組成（後者在集成電路上可以用兩個晶體管模擬）。

特點是單元佔用資源和空間小，速度比SRAM慢，需要刷新。一般計算機內存即由DRAM組成。在PC上，DRAM以內存條的方式出現，DRAM顆粒多為4位或8位位寬，而載有多個顆粒的單根內存條的位寬為64位。

2、靜態隨機存取存儲器，英文縮寫寫作SRAM，一般每個單元由6個晶體管組成，但近來也出現由8個晶體管構成的SRAM單元。特點是速度快，但單元佔用資源比DRAM多。一般CPU和GPU的緩存即由SRAM構成。

二、非易失性存儲器（Non-volatile memory）是指即使電源供應中斷，存儲器所存儲的數據並不會消失，重新供電後，就能夠讀取存儲器中的數據。 主要種類如下：

1、只讀存儲器：可編程只讀存儲器、可擦除可規劃式只讀存儲器、電子抹除式可復寫只讀存儲器

2、快閃記憶體

3、磁碟：硬碟、軟盤、磁帶

(8)電力存儲器擴展閱讀：

存儲器以二進制計算容量，基本單位是Byte：

1KiB=1,024B=210B

81MiB=1,024KiB=220B=1,048,576B

1GiB=1,024MiB=230B=1,073,741,824B

根據電氣電子工程師協會（IEEE 1541）和歐洲聯盟(HD 60027-2:2003-03)的標准，二進制乘數詞頭的縮寫為「Ki」、「Mi」、「Gi」，以避免與SI Unit國際單位制混淆。

但二進制乘數詞頭沒有廣泛被製造業和個人採用，標示為4GB的內存實際上已經是4GiB，但標示為4.7GB的DVD實際上是4.37GiB。

對於32位的操作系統，最多可使用232個地址，即是4GiB。物理地址擴展可以讓處理器在32位操作系統訪問超過4GiB存儲器，發展64位處理器則是根本的解決方法，但操作系統、驅動程序和應用程序都會有兼容性問題。

9. 存儲器的分類及其各自的特點

存儲器（Memory）是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器；在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等；在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存），也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
存儲器的分類特點及其應用
在嵌入式系統中最常用的存儲器類型分為三類：
1．隨機存取的RAM;
2．只讀的ROM;
3．介於兩者之間的混合存儲器
1.隨機存儲器（Random Access Memory，RAM）
RAM能夠隨時在任一地址讀出或寫入內容。 RAM的優點是讀/寫方便、使用靈活；
RAM的缺點是不能長期保存信息，一旦停電，所存信息就會丟失。 RAM用於二進制信息的臨時存儲或緩沖存儲
2.只讀存儲器（Read-Only Memory，ROM）
ROM中存儲的數據可以被任意讀取，斷電後，ROM中的數據仍保持不變，但不可以寫入數據。
ROM在嵌入式系統中非常有用，常常用來存放系統軟體（如ROM BIOS）、應用程序等不隨時間改變的代碼或數據。
ROM存儲器按發展順序可分為：掩膜ROM、可編程ROM（PROM）和可擦寫可編程ROM（EPROM）。
3. 混合存儲器
混合存儲器既可以隨意讀寫，又可以在斷電後保持設備中的數據不變。混合存儲設備可分為三種：
EEPROM NVRAM FLASH
（1）EEPROM
EEPROM是電可擦寫可編程存儲設備，與EPROM不同的是EEPROM是用電來實現數據的清除，而不是通過紫外線照射實現的。
EEPROM允許用戶以位元組為單位多次用電擦除和改寫內容，而且可以直接在機內進行，不需要專用設備，方便靈活，常用作對數據、參數等經常修改又有掉電保護要求的數據存儲器。
（2） NVRAM
NVRAM通常就是帶有後備電池的SRAM。當電源接通的時候，NVRAM就像任何其他SRAM一樣，但是當電源切斷的時候，NVRAM從電池中獲取足夠的電力以保持其中現存的內容。
NVRAM在嵌入式系統中使用十分普遍，它最大的缺點是價格昂貴，因此，它的應用被限制於存儲僅僅幾百位元組的系統關鍵信息。
（3）Flash
Flash（閃速存儲器，簡稱快閃記憶體）是不需要Vpp電壓信號的EEPROM，一個扇區的位元組可以在瞬間（與單時鍾周期比較是一個非常短的時間）擦除。
Flash比EEPROM優越的方面是，可以同時擦除許多位元組，節省了每次寫數據前擦除的時間，但一旦一個扇區被擦除，必須逐個位元組地寫進去，其寫入時間很長。
存儲器工作原理
這里只介紹動態存儲器（DRAM）的工作原理。

工作原理
動態存儲器每片只有一條輸入數據線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上，藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而後送出RAS鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上，再送CAS鎖存信號，也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1，則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時，行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部，然後，WE有效，加上要寫入的數據，則將該數據寫入選中的存貯單元。

存儲器晶元
由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。