选择存储器需要考虑最重要的参数
Ⅰ 存储器的选用
存储器的类型将决定整个嵌入式系统的操作和性能,因此存储器的选择是一个非常重要的决策。无论系统是采用电池供电还是由市电供电,应用需求将决定存储器的类型(易失性或非易失性)以及使用目的(存储代码、数据或者两者兼有)。另外,在选择过程中,存储器的尺寸和成本也是需要考虑的重要因素。对于较小的系统,微控制器自带的存储器就有可能满足系统要求,而较大的系统可能要求增加外部存储器。为嵌入式系统选择存储器类型时,需要考虑一些设计参数,包括微控制器的选择、电压范围、电池寿命、读写速度、存储器尺寸、存储器的特性、擦除/写入的耐久性以及系统总成本。 1.内部存储器与外部存储器
一般情况下,当确定了存储程序代码和数据所需要的存储空间之后,设计工程师将决定是采用内部存储器还是外部存储器。通常情况下,内部存储器的性价比最高但灵活性最低,因此设计工程师必须确定对存储的需求将来是否会增长,以及是否有某种途径可以升级到代码空间更大的微控制器。基于成本考虑,人们通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器,因此在预测代码规模的时候要必须特别小心,因为代码规模增大可能要求更换微控制器。
市场上存在各种规模的外部存储器器件,我们很容易通过增加存储器来适应代码规模的增加。有时这意味着以封装尺寸相同但容量更大的存储器替代现有的存储器,或者在总线上增加存储器。即使微控制器带有内部存储器,也可以通过增加外部串行EEPROM或闪存来满足系统对非易失性存储器的需求。
2.引导存储器
在较大的微控制器系统或基于处理器的系统中,设计工程师可以利用引导代码进行初始化。应用本身通常决定了是否需要引导代码,以及是否需要专门的引导存储器。例如,如果没有外部的寻址总线或串行引导接口,通常使用内部存储器,而不需要专门的引导器件。但在一些没有内部程序存储器的系统中,初始化是操作代码的一部分,因此所有代码都将驻留在同一个外部程序存储器中。某些微控制器既有内部存储器也有外部寻址总线,在这种情况下,引导代码将驻留在内部存储器中,而操作代码在外部存储器中。这很可能是最安全的方法,因为改变操作代码时不会出现意外地修改引导代码。在所有情况下,引导存储器都必须是非易失性存储器。
3.配置存储器
对于现场可编程门阵列(FPGA)或片上系统(SoC),人们使用存储器来存储配置信息。这种存储器必须是非易失性EPROM、EEPROM或闪存。大多数情况下,FPGA采用SPI接口,但一些较老的器件仍采用FPGA串行接口。串行EEPROM或闪存器件最为常用,EPROM用得较少。
4.程序存储器
所有带处理器的系统都采用程序存储器,但设计工程师必须决定这个存储器是位于处理器内部还是外部。在做出了这个决策之后,设计工程师才能进一步确定存储器的容量和类型。当然有的时候,微控制器既有内部程序存储器也有外部寻址总线,此时设计工程师可以选择使用它们当中的任何一个,或者两者都使用。这就是为什么为某个应用选择最佳存储器的问题,常常由于微控制器的选择变得复杂起来,以及为什么改变存储器的规模也将导致改变微控制器的选择的原因。
如果微控制器既利用内部存储器也利用外部存储器,则内部存储器通常被用来存储不常改变的代码,而外部存储器用于存储更新比较频繁的代码和数据。设计工程师也需要考虑存储器是否将被在线重新编程或用新的可编程器件替代。对于需要重编程功能的应用,人们通常选用带有内部闪存的微控制器,但带有内部OTP或ROM和外部闪存或EEPROM的微控制器也满足这个要求。为降低成本,外部闪存可用来存储代码和数据,但在存储数据时必须小心避免意外修改代码。
在大多数嵌入式系统中,人们利用闪存存储程序以便在线升级固件。代码稳定的较老的应用系统仍可以使用ROM和OTP存储器,但由于闪存的通用性,越来越多的应用系统正转向闪存。
5.数据存储器
与程序存储器类似,数据存储器可以位于微控制器内部,或者是外部器件,但这两种情况存在一些差别。有时微控制器内部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)两种数据存储器,但有时不包含内部EEPROM,在这种情况下,当需要存储大量数据时,设计工程师可以选择外部的串行EEPROM或串行闪存器件。当然,也可以使用并行EEPROM或闪存,但通常它们只被用作程序存储器。
当需要外部高速数据存储器时,通常选择并行SRAM并使用外部串行EEPROM器件来满足对非易失性存储器的要求。一些设计还将闪存器件用作程序存储器,但保留一个扇区作为数据存储区。这种方法可以降低成本、空间并提供非易失性数据存储器。
针对非易失性存储器要求,串行EEPROM器件支持I2C、SPI或微线(Microwire)通讯总线,而串行闪存通常使用SPI总线。由于写入速度很快且带有I2C和SPI串行接口,FRAM在一些系统中得到应用。
6.易失性和非易失性存储器
存储器可分成易失性存储器或者非易失性存储器,前者在断电后将丢失数据,而后者在断电后仍可保持数据。设计工程师有时将易失性存储器与后备电池一起使用,使其表现犹如非易失性器件,但这可能比简单地使用非易失性存储器更加昂贵。然而,对要求存储器容量非常大的系统而言,带有后备电池的DRAM可能是满足设计要求且性价比很高的一种方法。
在有连续能量供给的系统中,易失性或非易失性存储器都可以使用,但必须基于断电的可能性做出最终决策。如果存储器中的信息可以在电力恢复时从另一个信源中恢复出来,则可以使用易失性存储器。
选择易失性存储器与电池一起使用的另一个原因是速度。尽管非易失存储器件可以在断电时保持数据,但写入数据(一个字节、页或扇区)的时间较长。
7.串行存储器和并行存储器
在定义了应用系统之后,微控制器的选择是决定选择串行或并行存储器的一个因素。对于较大的应用系统,微控制器通常没有足够大的内部存储器,这时必须使用外部存储器,因为外部寻址总线通常是并行的,外部的程序存储器和数据存储器也将是并行的。
较小的应用系统通常使用带有内部存储器但没有外部地址总线的微控制器。如果需要额外的数据存储器,外部串行存储器件是最佳选择。大多数情况下,这个额外的外部数据存储器是非易失性的。
根据不同的设计,引导存储器可以是串行也可以是并行的。如果微控制器没有内部存储器,并行的非易失性存储器件对大多数应用系统而言是正确的选择。但对一些高速应用,可以使用外部的非易失性串行存储器件来引导微控制器,并允许主代码存储在内部或外部高速SRAM中。
8.EEPROM与闪存
存储器技术的成熟使得RAM和ROM之间的界限变得很模糊,如今有一些类型的存储器(如EEPROM和闪存)组合了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写,并像ROM一样在断电时保持数据,它们都可电擦除且可编程,但各自有它们优缺点。
从软件角度看,独立的EEPROM和闪存器件是类似的,两者主要差别是EEPROM器件可以逐字节地修改,而闪存器件只支持扇区擦除以及对被擦除单元的字、页或扇区进行编程。对闪存的重新编程还需要使用SRAM,因此它要求更长的时间内有更多的器件在工作,从而需要消耗更多的电池能量。设计工程师也必须确认在修改数据时有足够容量的SRAM可用。
存储器密度是决定选择串行EEPROM或者闪存的另一个因素。市场上可用的独立串行EEPROM器件的容量在128KB或以下,独立闪存器件的容量在32KB或以上。
如果把多个器件级联在一起,可以用串行EEPROM实现高于128KB的容量。很高的擦除/写入耐久性要求促使设计工程师选择EEPROM,因为典型的串行EEPROM可擦除/写入100万次。闪存一般可擦除/写入1万次,只有少数几种器件能达到10万次。
今天,大多数闪存器件的电压范围为2.7V到3.6V。如果不要求字节寻址能力或很高的擦除/写入耐久性,在这个电压范围内的应用系统采用闪存,可以使成本相对较低。
9.EEPROM与FRAM
EEPROM和FRAM的设计参数类似,但FRAM的可读写次数非常高且写入速度较快。然而通常情况下,用户仍会选择EEPROM而不是FRAM,其主要原因是成本(FRAM较为昂贵)、质量水平和供货情况。设计工程师常常使用成本较低的串行EEPROM,除非耐久性或速度是强制性的系统要求。
DRAM和SRAM都是易失性存储器,尽管这两种类型的存储器都可以用作程序存储器和数据存储器,但SRAM主要用于数据存储器。DRAM与SRAM之间的主要差别是数据存储的寿命。只要不断电,SRAM就能保持其数据,但DRAM只有极短的数据寿命,通常为4毫秒左右。
与SRAM相比,DRAM似乎是毫无用处的,但位于微控制器内部的DRAM控制器使DRAM的性能表现与SRAM一样。DRAM控制器在数据消失之前周期性地刷新所存储的数据,所以存储器的内容可以根据需要保持长时间。
由于比特成本低,DRAM通常用作程序存储器,所以有庞大存储要求的应用可以从DRAM获益。它的最大缺点是速度慢,但计算机系统使用高速SRAM作为高速缓冲存储器来弥补DRAM的速度缺陷。
10、云储存
和传统存储相比,云存储系统具有如下优势:优异性能支持高并发、带宽饱和利用。云存储系统将控制流和数据流分离,数据访问时多个存储服务器同时对外提供服务,实现高并发访问。自动均衡负载,将不同客户端的访问负载均衡到不同的存储服务器上。系统性能随节点规模的增加呈线性增长。系统的规模越大,云存储系统的优势越明显, 没有性能瓶颈。高度可靠针对小文件采用多个数据块副本的方式实现冗余可靠,数据在不同的存储节点上具有多个块副本,任意节点发生故障,系统将自动复制数据块副本到新的存储节点上,数据不丢失,实现数据完整可靠;针对大文件采用超安存(S3)编解码算法的方式实现高度可靠,任意同时损坏多个存储节点,数据可通过超安存算法解码自动恢复。该特性可适用于对数据安全级别极高的场合,同时相对于副本冗余的可靠性实现方式大大提高了磁盘空间利用率,不到40%的磁盘冗余即可实现任意同时损坏三个存储节点而不丢失数据。元数据管理节点采用双机镜像热备份的高可用方式容错,其中一台服务器故障,可无缝自动切换到另一台服务器,服务不间断。整个系统无单点故障,硬件故障自动屏蔽。在线伸缩可以在不停止服务的情况下,动态加入新的存储节点,无需任何操作,即可实现系统容量从TB级向PB级平滑扩展;也可以摘下任意节点,系统自动缩小规模而不丢失数据,并自动将再下的节点上的数据备份到其他节点上,保证整个系统数据的冗余数。超大规模支持超大规模集群,理论容量为1024×1024×1024PB。简单通用支持POSIX接口规范,支持Windows/Linux/Mac OS X,用户当成海量磁盘使用,无需修改应用。同时系统也对外提供专用的API访问接口。智能管理一键式安装,智能化自适应管理,简单方便的监控界面,无需学习即可使用。云存储系统所有管理工作由云存储系统管理监控中心完成,使用人员无需任何专业知识便可以轻松地管理整个系统。通过专业的分布式集群监控子系统对所有节点实行无间断监控,用户通过界面可以清楚地了解到每一个节点的运行情况。 尽管我们几乎可以使用任何类型的存储器来满足嵌入式系统的要求,但终端应用和总成本要求通常是影响我们做出决策的主要因素。有时,把几个类型的存储器结合起来使用能更好地满足应用系统的要求。例如,一些PDA设计同时使用易失性存储器和非易失性存储器作为程序存储器和数据存储器。把永久的程序保存在非易失性ROM中,而把由用户下载的程序和数据存储在有电池支持的易失性DRAM中。不管选择哪种存储器类型,在确定将被用于最终应用系统的存储器之前,设计工程师必须仔细折中考虑各种设计因素。
Ⅱ 硬盘的基本参数是什么
作为计算机系统的数据存储器,硬盘的容量是其最重要的参数。硬盘容量以兆字节(MB)或千兆字节(GB)为单位,1GB等于1024MB。然而,硬盘厂商在标称容量时通常取1GB等于1000MB,因此我们在BIOS或格式化硬盘时看到的实际容量会小于厂商标称的数值。
对于用户来说,硬盘容量永远是一个追求的目标。随着Windows操作系统的发展,文件大小与数量不断增加,一些应用程序需要占用大量空间。因此,在购买硬盘时,适当超前是明智的选择。目前,主流硬盘容量为10GB和15GB,而20GB以上的硬盘也开始普及。
实际上,硬盘容量越大,每GB的价格就越便宜。以一款10GB硬盘为例,其价格为1000元,每GB的价格为100元;而15GB硬盘的价格为1160元,每GB的价格不到80元。硬盘的单碟容量也是一个重要指标,单碟容量越大,单位成本越低,平均访问时间也越短。目前市面上大多数硬盘的单碟容量为6.4GB以上,而更高容量的硬盘已达到10GB。
硬盘的转速(Rotational speed或Spindle speed)是指硬盘盘片每分钟旋转的圈数,单位为rpm。目前市场上主流的IDE硬盘转速为5200rpm或5400rpm,而Seagate的“大灰熊”系列和Maxtor达到了7200rpm,是IDE硬盘中转速最快的。SCSI硬盘的转速普遍为7200rpm,而更高端的SCSI硬盘转速可达10000rpm。
平均访问时间(Average Access Time)体现了硬盘的读写速度,包括硬盘的寻道时间和等待时间。平均寻道时间(Average Seek Time)是指硬盘磁头移动到盘面指定磁道所需的时间,目前硬盘的平均寻道时间通常在8ms到12ms之间,而SCSI硬盘则应小于或等于8ms。等待时间(Latency)是指磁头已处于要访问的磁道,等待所要访问的扇区旋转至磁头下方的时间,一般应在4ms以下。
硬盘的数据传输率(Data Transfer Rate)是指硬盘读写数据的速度,单位为兆字节每秒(MB/s)。硬盘的数据传输率包括内部传输率和外部传输率。内部传输率(Internal Transfer Rate)反映了硬盘缓冲区未使用时的性能,主要依赖于硬盘的旋转速度。外部传输率(External Transfer Rate)标称的是系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率,与硬盘接口类型和缓存大小有关。目前,Fast ATA接口硬盘的最大外部传输率为16.6MB/s,而Ultra ATA接口硬盘可达33.3MB/s。
硬盘的缓存(Cache)与主板上的高速缓存(RAM Cache)类似,旨在解决系统前后级读写速度不匹配的问题,提高硬盘的读写速度。目前,大多数IDE硬盘的缓存容量在128KB到256KB之间,而Seagate的“大灰熊”系列则使用了512KB缓存。
Ⅲ 存储器的技术参数是什么
记忆元件可以是磁芯,半导体触发器、MOS电路或电容器等。 位(bit)是二进制数的最基本单位,也是存储器存储信息的最小单位,8位二进制数称为一个字节(byte)。当一个数作为一个整体存入或取出时,这个数叫做存储字。存储字可以是一个字节,也可以是若干个字节。若干个忆记单元组成一个存储单元,大量的存储单元的集合组成一个存储体(MemoryBank)。 为了区分存储体内的存储单元,必须将它们逐一进行编号,称为地址。地址与存储单元之间一一对应,且是存储单元的唯一标志。应注意存储单元的地址和它里面存放的内容完全是两回事。 存储器在计算机中处于不同的位置,可分为主存储器和辅助存储器。在主机内部,直接与CPU交换信息的存储器称主存储器或内存储器。在执行期间,程序的数据放在主存储器内,各个存储单元的内容可通过指令随机访问,这样的存储器称为随机存取存储器(RAM)。另一种存储器叫只读存储器(ROM),里面存放一次性写入的程序或数据,仅能随机读出。RAM和ROM共同分享主存储器的地址空间。 因于结构、价格原因,主存储器的容量受限。为满足计算的需要而采用了大容量的辅助存储器或称外存储器,如磁盘、光盘等。 存储器的主要技术指标 存储器的特性由它的技术参数来描述。 一、存储容量:存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。主存储器的容量是指用地址寄存器(MAR)产生的地址能访问的存储单元的数量。如N位字长的MAR能够编址最多达2N个存储单元。一般主存储器(内存)容量在几十K到几M字节左右;辅助存储器(外存)在几百K到几千M字节。 二、存储周期:存储器的两个基本操作为读出与写入,是指将信息在存储单元与存储寄存器(MDR)之间进行读写。存储器从接收读出命令到被读出信息稳定在MDR的输出端为止的时间间隔,称为取数时间TA;两次独立的存取操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC。半导体存储器的存储周期一般为100ns-200ns。 三、存储器的可靠性:存储器的可靠性用平均故障间隔时间MTBF来衡量。MTBF可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长,表示可靠性越高,即保持正确工作能力越强。 四、性能价格比:性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容。性能价格比是一个综合性指标,对于不同的存储器有不同的要求。对于外存储器,要求容量极大,而对缓冲存储器则要求速度非常快,容量不一定大。因此性能/价格比是评价整个存储器系统很重要的指标
Ⅳ 内存的性能指标
内存的性能指标有以下方面。
1、存储速度:内存的存储速度用存取一次数据的时间来表示,单位为纳秒,记为ns,1秒=10亿纳秒,即1纳秒=10ˉ9秒。Ns值越小,表明存取时间越短,速度就越快。
2、容量:内存的容量越大越不容易卡顿,但它要受到主板支持最大容量的限制。单条内存的容量有1GB、2GB、4GB等几种。主板上通常都至少提供两个内存插槽,若安有多条内存,则电脑内存的总容量是所有内存容量之和。
3、CL CL是CAS Lstency的缩写,即CAS延迟时间,是指内存纵向地址脉冲的反应时间,是在一定频率下衡量不同规范内存的重要标志之一。
4、SPD芯片 SPD是一个8针256字节的EERROM(可电擦写可编程只读存储器) 芯片.位置一般处在内存条正面的右侧, 里面记录了诸如内存的速度、容量、电压与行、列地址、带宽等参数信息。当开机时,计算机的BIOS将自动读取SPD中记录的信息。
5、工作电压:由于低电压内存要低于标准电压1.5V保证稳定工作,因此生产低电压内存要求更高的品质,出厂时内存电压越高就代表内存品质越不好,这也是低电压内存的优点之一。因此,内存条高低电压的区别就在于低压内存条比高压内存条耗电量低,更加环保。
(4)选择存储器需要考虑最重要的参数扩展阅读:
内存的构造和原理。
内存的内部结构是PC芯片中最简单的,是由许多重复的“单元”——cell组成,每一个cell由一个电容和一个晶体管(一般是N沟道MOSFET)构成,电容可储存1bit数据量,充放电后电荷的多少(电势高低)分别对应二进制数据0和1。
由于电容会有漏电现象,因此过一段时间之后电荷会丢失,导致电势不足而丢失数据,因此必须经常进行充电保持电势,这个充电的动作叫做刷新,因此动态存储器具有刷新特性,这个刷新的操作一直要持续到数据改变或者断电。
而MOSFET则是控制电容充放电的开关。DRAM由于结构简单,可以做到面积很小,存储容量很大。
Ⅳ 笔记本换内存条具体看什么参数啊
笔记本换内存条需要注意内存接口、频率、电压三方面。
1、接口:有DDR2、DDR3、DDR4,换内存条时要注意主板的接口,主板是什么内存接口就得换相同接口的内存条。
2、频率:内存条有667MHz、800MHz和1066MHz的DDR2内存,1066MHz、1333MHz、1600MHz的DDR3内存,2133MHz、2400MHz、2666MHz的DDR4内存。不同频率的内存条一起使用时,频率较高的内存条会自动降频到和另一条相同的频率,加内存条最好是相同频率为好。
3、电压:1.35V的DDR3L,为低电压版。1.5V的DDR3,为标准版。比如DDR3标压内存相比DDR3L低压内存,性能强了大约10-15%左右,DDR3L低压内存大约比DDR3标压内存节能2W左右,可以根据需要选择标压或者低压内存条。