選擇存儲器需要考慮最重要的參數
Ⅰ 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。
Ⅱ 硬碟的基本參數是什麼
作為計算機系統的數據存儲器,硬碟的容量是其最重要的參數。硬碟容量以兆位元組(MB)或千兆位元組(GB)為單位,1GB等於1024MB。然而,硬碟廠商在標稱容量時通常取1GB等於1000MB,因此我們在BIOS或格式化硬碟時看到的實際容量會小於廠商標稱的數值。
對於用戶來說,硬碟容量永遠是一個追求的目標。隨著Windows操作系統的發展,文件大小與數量不斷增加,一些應用程序需要佔用大量空間。因此,在購買硬碟時,適當超前是明智的選擇。目前,主流硬碟容量為10GB和15GB,而20GB以上的硬碟也開始普及。
實際上,硬碟容量越大,每GB的價格就越便宜。以一款10GB硬碟為例,其價格為1000元,每GB的價格為100元;而15GB硬碟的價格為1160元,每GB的價格不到80元。硬碟的單碟容量也是一個重要指標,單碟容量越大,單位成本越低,平均訪問時間也越短。目前市面上大多數硬碟的單碟容量為6.4GB以上,而更高容量的硬碟已達到10GB。
硬碟的轉速(Rotational speed或Spindle speed)是指硬碟碟片每分鍾旋轉的圈數,單位為rpm。目前市場上主流的IDE硬碟轉速為5200rpm或5400rpm,而Seagate的「大灰熊」系列和Maxtor達到了7200rpm,是IDE硬碟中轉速最快的。SCSI硬碟的轉速普遍為7200rpm,而更高端的SCSI硬碟轉速可達10000rpm。
平均訪問時間(Average Access Time)體現了硬碟的讀寫速度,包括硬碟的尋道時間和等待時間。平均尋道時間(Average Seek Time)是指硬碟磁頭移動到盤面指定磁軌所需的時間,目前硬碟的平均尋道時間通常在8ms到12ms之間,而SCSI硬碟則應小於或等於8ms。等待時間(Latency)是指磁頭已處於要訪問的磁軌,等待所要訪問的扇區旋轉至磁頭下方的時間,一般應在4ms以下。
硬碟的數據傳輸率(Data Transfer Rate)是指硬碟讀寫數據的速度,單位為兆位元組每秒(MB/s)。硬碟的數據傳輸率包括內部傳輸率和外部傳輸率。內部傳輸率(Internal Transfer Rate)反映了硬碟緩沖區未使用時的性能,主要依賴於硬碟的旋轉速度。外部傳輸率(External Transfer Rate)標稱的是系統匯流排與硬碟緩沖區之間的數據傳輸率,與硬碟介面類型和緩存大小有關。目前,Fast ATA介面硬碟的最大外部傳輸率為16.6MB/s,而Ultra ATA介面硬碟可達33.3MB/s。
硬碟的緩存(Cache)與主板上的高速緩存(RAM Cache)類似,旨在解決系統前後級讀寫速度不匹配的問題,提高硬碟的讀寫速度。目前,大多數IDE硬碟的緩存容量在128KB到256KB之間,而Seagate的「大灰熊」系列則使用了512KB緩存。
Ⅲ 存儲器的技術參數是什麼
記憶元件可以是磁芯,半導體觸發器、MOS電路或電容器等。 位(bit)是二進制數的最基本單位,也是存儲器存儲信息的最小單位,8位二進制數稱為一個位元組(byte)。當一個數作為一個整體存入或取出時,這個數叫做存儲字。存儲字可以是一個位元組,也可以是若干個位元組。若干個憶記單元組成一個存儲單元,大量的存儲單元的集合組成一個存儲體(MemoryBank)。 為了區分存儲體內的存儲單元,必須將它們逐一進行編號,稱為地址。地址與存儲單元之間一一對應,且是存儲單元的唯一標志。應注意存儲單元的地址和它裡面存放的內容完全是兩回事。 存儲器在計算機中處於不同的位置,可分為主存儲器和輔助存儲器。在主機內部,直接與CPU交換信息的存儲器稱主存儲器或內存儲器。在執行期間,程序的數據放在主存儲器內,各個存儲單元的內容可通過指令隨機訪問,這樣的存儲器稱為隨機存取存儲器(RAM)。另一種存儲器叫只讀存儲器(ROM),裡面存放一次性寫入的程序或數據,僅能隨機讀出。RAM和ROM共同分享主存儲器的地址空間。 因於結構、價格原因,主存儲器的容量受限。為滿足計算的需要而採用了大容量的輔助存儲器或稱外存儲器,如磁碟、光碟等。 存儲器的主要技術指標 存儲器的特性由它的技術參數來描述。 一、存儲容量:存儲器可以容納的二進制信息量稱為存儲容量。主存儲器的容量是指用地址寄存器(MAR)產生的地址能訪問的存儲單元的數量。如N位字長的MAR能夠編址最多達2N個存儲單元。一般主存儲器(內存)容量在幾十K到幾M位元組左右;輔助存儲器(外存)在幾百K到幾千M位元組。 二、存儲周期:存儲器的兩個基本操作為讀出與寫入,是指將信息在存儲單元與存儲寄存器(MDR)之間進行讀寫。存儲器從接收讀出命令到被讀出信息穩定在MDR的輸出端為止的時間間隔,稱為取數時間TA;兩次獨立的存取操作之間所需的最短時間稱為存儲周期TMC。半導體存儲器的存儲周期一般為100ns-200ns。 三、存儲器的可靠性:存儲器的可靠性用平均故障間隔時間MTBF來衡量。MTBF可以理解為兩次故障之間的平均時間間隔。MTBF越長,表示可靠性越高,即保持正確工作能力越強。 四、性能價格比:性能主要包括存儲器容量、存儲周期和可靠性三項內容。性能價格比是一個綜合性指標,對於不同的存儲器有不同的要求。對於外存儲器,要求容量極大,而對緩沖存儲器則要求速度非常快,容量不一定大。因此性能/價格比是評價整個存儲器系統很重要的指標
Ⅳ 內存的性能指標
內存的性能指標有以下方面。
1、存儲速度:內存的存儲速度用存取一次數據的時間來表示,單位為納秒,記為ns,1秒=10億納秒,即1納秒=10ˉ9秒。Ns值越小,表明存取時間越短,速度就越快。
2、容量:內存的容量越大越不容易卡頓,但它要受到主板支持最大容量的限制。單條內存的容量有1GB、2GB、4GB等幾種。主板上通常都至少提供兩個內存插槽,若安有多條內存,則電腦內存的總容量是所有內存容量之和。
3、CL CL是CAS Lstency的縮寫,即CAS延遲時間,是指內存縱向地址脈沖的反應時間,是在一定頻率下衡量不同規范內存的重要標志之一。
4、SPD晶元 SPD是一個8針256位元組的EERROM(可電擦寫可編程只讀存儲器) 晶元.位置一般處在內存條正面的右側, 裡面記錄了諸如內存的速度、容量、電壓與行、列地址、帶寬等參數信息。當開機時,計算機的BIOS將自動讀取SPD中記錄的信息。
5、工作電壓:由於低電壓內存要低於標准電壓1.5V保證穩定工作,因此生產低電壓內存要求更高的品質,出廠時內存電壓越高就代表內存品質越不好,這也是低電壓內存的優點之一。因此,內存條高低電壓的區別就在於低壓內存條比高壓內存條耗電量低,更加環保。
(4)選擇存儲器需要考慮最重要的參數擴展閱讀:
內存的構造和原理。
內存的內部結構是PC晶元中最簡單的,是由許多重復的「單元」——cell組成,每一個cell由一個電容和一個晶體管(一般是N溝道MOSFET)構成,電容可儲存1bit數據量,充放電後電荷的多少(電勢高低)分別對應二進制數據0和1。
由於電容會有漏電現象,因此過一段時間之後電荷會丟失,導致電勢不足而丟失數據,因此必須經常進行充電保持電勢,這個充電的動作叫做刷新,因此動態存儲器具有刷新特性,這個刷新的操作一直要持續到數據改變或者斷電。
而MOSFET則是控制電容充放電的開關。DRAM由於結構簡單,可以做到面積很小,存儲容量很大。
Ⅳ 筆記本換內存條具體看什麼參數啊
筆記本換內存條需要注意內存介面、頻率、電壓三方面。
1、介面:有DDR2、DDR3、DDR4,換內存條時要注意主板的介面,主板是什麼內存介面就得換相同介面的內存條。
2、頻率:內存條有667MHz、800MHz和1066MHz的DDR2內存,1066MHz、1333MHz、1600MHz的DDR3內存,2133MHz、2400MHz、2666MHz的DDR4內存。不同頻率的內存條一起使用時,頻率較高的內存條會自動降頻到和另一條相同的頻率,加內存條最好是相同頻率為好。
3、電壓:1.35V的DDR3L,為低電壓版。1.5V的DDR3,為標准版。比如DDR3標壓內存相比DDR3L低壓內存,性能強了大約10-15%左右,DDR3L低壓內存大約比DDR3標壓內存節能2W左右,可以根據需要選擇標壓或者低壓內存條。