八管存儲器

A. 分析at89s52單片機的存儲器結構

1．程序存儲器

設計人員編寫的程序存放在微處理器的程序存儲器中。

at89s52具有64kb程序存儲器定址空間，它是用於存放用戶程序、數據和表格等信息，程序存儲器的結構如圖1所示。

圖1 at89s52程序存儲器的結構

at89s52片內片外的程序存儲器在統一邏輯空間中，地址從0000h～ffffh，共有64k位元組范圍。引腳接高電平時，程序從片內程序存儲器0000h開始執行，即訪問片內存儲器。當pc值超出片內rom容量時，會自動轉向片外程序存儲器空間執行。引腳接低電平時，迫使系統全部執行片外程序存儲器0000h開始存放的程序。

2．數據存儲器

at89s52 有256 位元組片內數據存儲器。地址為00h~ffh。這256個單元共分為兩部分。其一是地址從00h~7fh單元（共128個位元組）為用戶數據ram。從80h~ffh地址單元（也是128個位元組）為特殊寄存器（sfr）單元。高128 位元組與特殊功能寄存器重疊，也就是說高128位元組與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。

在00h~1fh共32個單元中被均勻地分為四塊，每塊包含八個8位寄存器，均以r0~r7來命名，稱這些寄存器為通用寄存器。這四塊中的寄存器都稱為r0~r7，利用psw的第3和第4位（rs0和rs1），即可選中這四組通用寄存器。

內部數據存儲器的20h—2fh單元為位定址區，可作為一般單元用位元組定址，也可對它們的位進行定址，位定址區地址如表1所示

表1 ram位定址區地址表

3. 中斷服務程序的入口地址

在程序存儲區中，為中斷服務程序保存了一段中斷服務程序的入口地址：其中一組特殊單元是0003h—0032h，各個單元各有用途，它們被分為六段，每個段8個位元組，專門留給中斷服務程序使用，被稱為中斷矢量區。at89s52共有8個中斷源，6個中斷矢量，它們的定義如下表2所，

表2 中斷服務程序的入口地址

4．特殊功能寄存器sfr（special? function register）

特殊功能寄存器是指有特殊用途的寄存器集合，也稱為專用寄存器，本質上是一些具有特殊功能的片內ram單元，反映單片機的運行狀態，很多功能也通過特殊功能寄存器來定義和控製程序的執行。

at89s52單片機內部高128（80～ffh）地址分配給特殊功能寄存器。這個地址空間和晶元內數據存儲器的高128位元組地址完全重疊，但兩者在物理硬體上是完全獨立的，用定址方式來區分這個完全重疊的地址空間。使用直接定址方式訪問這個地址空間時，訪問的是特殊功能寄存器；使用間接定址方式訪問這個地址空間時，訪問的是數據存儲器。

at89s52有32個特殊功能寄存器，它們被離散地分布在內部ram的80h～ffh地址中，這些寄存的功能已作了專門的規定，用戶不能修改其結構。

5．幾個注意問題

（1）地址的重疊性

單片機中的所有存儲器都必須分配地址，可以定址的地址范圍為64kb，數據存儲器與程序存儲器都佔用相同的地址。

程序存儲器中片內片外0000h～0ffffh低4kb地址完全重疊，但是我們使用引腳進行區分：＝0時，選擇片外，=1時，選擇片內，這樣就完全區分開來了。

數據存儲器中片內外0000h～00ffh的256個單元地址完全重疊，片內外數據的訪問採用不同指令來區分：mov指令訪問片內數據存儲器，movx指令訪問片外數據存儲器。

（2）程序存儲器（rom）與數據存儲器（ram）的區分

程序存儲器（rom）與數據存儲器（ram）的區分在使用上是嚴格區分的，程序存儲器只能放置程序指令及常數表格，對程序存儲器中數據的訪問只可以使用movc指令。而數據存儲器則存放數據，片內外的操作指令分別用mov，movx進行操作。

（3）位地址空間的區域劃分

片內ram中的20h～2fh的128位，以及sfr中的位地址，這些位定址單元與位指令集構成了位處理器系統

B. 下列有關存儲器讀寫速度的排列，正確的是（）

答案是B，Cache＞RAM＞硬碟＞軟盤。

Cache：高速緩沖存儲器（Cache）是位於cpu和內存之間的存儲器，是一個讀寫速度比內存更快的存儲器，當cpu向內存中讀取或寫入數據的時候買這些數據也會存入Cache中。

當cup再需要這些數據的時候，就會直接去Cache中讀取，而不是內存中，當然，若需要的數據在Cache中沒有，cpu會再去內存中讀取。

RAM：隨機存儲器（Random Access Memory）表示既可以從中讀取數據，也可以寫入數據。當機器電源關閉時，存於其中的數據就會丟失。我們通常購買或升級的內存條就是用作電腦的內存。

內存條（SIMM）就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板，它插在計算機中的內存插槽上，以減少RAM集成塊佔用的空間。目前市場上常見的內存條有4M／條、8M／條、16M／條等。

硬碟：傳輸速率（Data Transfer Rate)硬碟的數據傳輸率是指硬碟讀寫數據的速度，單位為兆位元組每秒（MB/s）。硬碟數據傳輸率又包括了內部數據傳輸率和外部數據傳輸率。

內部傳輸率（Internal Transfer Rate) 也稱為持續傳輸率（Sustained Transfer Rate），它反映了硬碟緩沖區未用時的性能。內部傳輸率主要依賴於硬碟的旋轉速度。

外部傳輸率（External Transfer Rate）也稱為突發數據傳輸率（Burst Data Transfer Rate）或介面傳輸率，它標稱的是系統匯流排與硬碟緩沖區之間的數據傳輸率，外部數據傳輸率與硬碟介面類型和硬碟緩存的大小有關。

Fast ATA介面硬碟的最大外部傳輸率為16.6MB/s，而Ultra ATA介面的硬碟則達到33.3MB/s。

軟式磁碟驅動器則稱FDD，軟碟片是覆蓋磁性塗料的塑料片，用來儲存數據文件，磁碟片的容量有5.25」的1.2MB，3.5」的1.44MB。

(2)八管存儲器擴展閱讀：

選用基本原則：

1．內部存儲器與外部存儲器

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。

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。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。

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。

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。

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。

C. 為什麼存儲器一個單元存八位

存儲器設定1B=8b的原因，主要是因為多了太浪費，少了不夠用，之所以用8隻是取了一個恰當的值而已。下邊那人的回答根本就答非所問，在這蹭經驗的。