ROM,PROM,EPROM,EEPROM及FLASH存储器的区别

在微机的发展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只读存储器)中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中,在工厂里用特殊的方法被烧录进去的,其中的内容只能读不能改,一旦烧录进去,用 户只能验证写入的资料是否正确,不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误,则只有舍弃不用,重新订做一份。ROM是在生产线上生产的,由于成本高,一般 只用在大批量应用的场合。 
由于ROM制造和升级的不便,后来人们发明了PROM(Programmable ROM,可编程ROM)。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料,用户可以用专用的编程器将自己的资料写入,但是这种机会只有一次,一旦写入后也 无法修改,若是出了错误,已写入的芯片只能报废。PROM的特性和ROM相同,但是其成本比ROM高,而且写入资料的速度比ROM的量产速度要慢,一般只 适用于少量需求的场合或是ROM量产前的验证。 
EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可编程ROM)芯片可重复擦除和写入,解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征,在其正面的陶瓷封装上,开有一个玻璃窗口,透过该窗口,可以看到其内部的集成电路,紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据,完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器,并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(VPP=12—24V,随不同的芯片型号而定)。EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后,还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住,以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。 
鉴于EPROM操作的不便,后来出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都采用EPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,电可擦除可编程ROM)。EPROM的擦除不需要借助于其它设备,它是以电子信号来修改其内容的,而且是以Byte为最小修改单位,不必将资料全 部洗掉才能写入,彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EPROM在写入数据时,仍要利用一定的编程电压,此时,只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容,所以,它 属于双电压芯片。借助于EPROM芯片的双电压特性,可以使BIOS具有良好的防毒功能,在升级时,把跳线开关打至“ON”的位置,即给芯片加上相应的编 程电压,就可以方便地升级;平时使用时,则把跳线开关打至“OFF”的位置,防止CIH类的病毒对BIOS芯片的非法修改。所以,至今仍有不少主板采用 EPROM作为BIOS芯片并作为自己主板的一大特色。

EPROM、EEPROM都是存储器 

EEROM?还是EPROM? 

EPROM就是Erasable Programmable Read Only Memory, 
中文含意为“可擦除可编程只读存储器”。它是一种可重写的存储器芯片,并且其内容在掉电的时候也不会丢失。换句话说,它是非易失性的。它通过EPROM编 程器进行编程,EPROM编程器能够提供比正常工作电压更高的电压对EPROM编程。一旦经过编程,EPROM只有在强紫外线的照射下才能够进行擦除。为 了进行擦除,EPROM的陶瓷封装上具有一个小的石英窗口,这个石英窗口一般情况下使用不透明的粘带覆盖,当擦除时将这个粘带揭掉,然后放置在强紫外线下 大约20分钟。主要IC有27XX系列和27CXX系列。 

EEPROM就是electrically erasable, programmable, read-only 
是一种电可擦除可编程只读存储器,并且其内容在掉电的时候也不会丢失。在平常情况下,EEPROM与EPROM一样是只读的,需要写入时,在指定的引脚加 上一个高电压即可写入或擦除,而且其擦除的速度极快!通常EEPROM芯片又分为串行EEPROM和并行EEPROM两种,串行EEPROM在读写时数据 的输入/输出是通过2线、3线、4线或SPI总线等接口方式进行的,而并行EEPROM的数据输入/输出则是通过并行总线进行的。 主要IC有28XX系列。

 

介绍关于闪速存储器有关知识 近年来,发展很快的新型半导体存储器是闪速存储器(Flash Memory)。它的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息。就其本质而言,Flash Memory属于EEPROM(电擦除可编程只读存储器)类型。它既有ROM的特点,又有很高的存取速度,而且易于擦除和重写, 功耗很小。目前其集成度已达4MB,同时价格也有所下降。 

由于Flash Memory的独特优点,如在一些较新的主板上采用Flash ROM BIOS,会使得BIOS 升级非常方便。 Flash Memory可用作固态大容量存储器。目前普遍使用的大容量存储器仍为硬盘。硬盘虽有容量大和价格低的优点,但它是机电设备,有机械磨损,可靠性及耐用性相对较差,抗冲击、抗振动能力弱,功耗大。因此,一直希望找到取代硬盘的手段。由于Flash Memory集成度不断提高,价格降低,使其在便携机上取代小容量硬盘已成为可能。 目前研制的Flash Memory都符合PCMCIA标准,可以十分方便地用于各种便携式计算机中以取代磁盘。当前有两种类型的PCMCIA卡,一种称为Flash存储器卡,此卡中只有Flash Memory芯片组成的存储体,在使用时还需要专门的软件进行管理。另一种称为Flash驱动卡,此卡中除Flash芯片外还有由微处理器和其它逻辑电路组成的控制电路。它们与IDE标准兼容,可在DOS下象硬盘一样直接操作。因此也常把它们称为Flash固态盘。 Flash Memory不足之处仍然是容量还不够大,价格还不够便宜。因此主要用于要求可靠性高,重量轻,但容量不大的便携式系统中。在586微机中已把BIOS系统驻留在Flash存储器中。

TF卡(全称TransFlash)是由世界著名存储设备商 
SanDisk开发的一种全球最小闪存卡,尺寸15 x 11 x 1mm,约为SD卡的1/4,和一片指甲差不多大小。在当然按照SanDisk公司的一惯作风,只要和适配器结合使用,就可以使用在标准SD卡设备上。 

得益于其较小的身材,支持TF的设备(比如手机)可以体积上做的和常规差不多大小。而手机界的巨头之一摩托罗拉是此种设备使用最为广泛的企业,在诸如C975、E398、A840、V710、E1000、A1000、V1000等多款手机中都可以使用TF卡。

闪存的英文名称是"Flash Memory",一般简称为"Flash",它也属于内存器件的一种。不过闪存的物理特性与常见的内存有根本性的差异:目前各类DDR、SDRAM或者 RDRAM都属于挥发性内存,只要停止电流供应内存中的数据便无法保持,因此每次电脑开机都需要把数据重新载入内存;闪存则是一种不挥发性(Non- Volatile)内存,在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据,其存储特性相当于硬盘,这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的 基础。 
NAND闪存的存储单元则采用串行结构,存储单元的读写是以页和块为单位来进行(一页包含若干字节,若干页则组成储存块,NAND的存储块大小为8到 32KB),这种结构最大的优点在于容量可以做得很大,超过512MB容量的NAND产品相当普遍,NAND闪存的成本较低,有利于大规模普及。NAND 闪存的缺点在于读速度较慢,它的I/O端口只有8个,比NOR要少多了。这区区8个I/O端口只能以信号轮流传送的方式完成数据的传送,速度要比NOR闪 存的并行传输模式慢得多。再加上NAND闪存的逻辑为电子盘模块结构,内部不存在专门的存储控制器,一旦出现数据坏块将无法修正,可靠性较NOR闪存要 差。NAND闪存被广泛用于移动存储、数码相机、MP3播放器、掌上电脑等新兴数字设备中。三星、东芝、Renesas和SanDisk是主要的NAND 闪存制造商,其中三星电子凭借价格和技术双重优势获得了绝对领先的市场份额,甚至在去年第三季度超过Intel公司成为全球最大的闪存制造商。由于受到数 码设备强劲发展的带动,NAND闪存一直呈现指数级的超高速增长,NAND可望在2006年超过NOR成为闪存技术的主导。 

数码闪存卡:主流数码存储介质 
数码相机、MP3播放器、掌上电脑、手机等数字设备是闪存最主要的市场。前面提到,手机领域以NOR型闪存为主、闪存芯片被直接做在内部的电路板上,但数 码相机、MP3播放器、掌上电脑等设备要求存储介质具备可更换性,这就必须制定出接口标准来实现连接,闪存卡技术应运而生。闪存卡是以闪存作为核心存储部 件,此外它还具备接口控制电路和外在的封装,从逻辑层面来说可以和闪盘归为一类,只是闪存卡具有更浓的专用化色彩、而闪盘则使用通行的USB接口。由于历 史原因,闪存卡技术未能形成业界统一的工业标准,许多厂商都开发出自己的闪存卡方案。目前比较常见的有CF卡、SD卡、SM卡、MMC卡和索尼的 Memory Stick记忆棒。 

CF卡(CompactFlash) 
CF卡是美国SanDisk 公司于1994引入的闪存卡,可以说是最早的大容量便携式存储设备。它的大小只有43mm×36mm×3.3mm,相当于笔记本电脑的PCMCIA卡体积的四分之一。CF卡内部拥有独立的控制器芯片、具有完全的PCMCIA-ATA 功能,它与设备的连接方式同PCMCIA卡的连接方式类似,只是CF卡的针脚数多达五十针。这种连接方式稳定而可靠,并不会因为频繁插拔而影响其稳定性。 
CF卡没有任何活动的部件,不存在物理坏道之类的问题,而且拥有优秀的抗震性能, CF卡比软盘、硬盘之类的设备要安全可靠。CF卡的功耗很低,它可以自适应3.3伏和5伏两种电压,耗电量大约相当于桌面硬盘的百分之五。这样的特性是出 类拔萃的,CF卡出现之后便成为数码相机的首选存储设备。经过多年的发展,CF卡技术已经非常成熟,容量从最初的4MB飙升到如今的3GB,价格也越来越 平实,受到各数码相机制造商的普遍喜爱,CF卡目前在数码相机存储卡领域的市场占有率排在第二位。 

MMC卡 (MultiMediaCard) 
MMC卡是SanDisk公司和德国西门子公司于1997年合作推出的新型存储卡,它的尺寸只有32mm×24mm×1.4mm、大小同一枚邮票差不多; 其重量也多在2克以下,并且具有耐冲击、可反复读写30万次以上等特点。从本质上看,MMC与CF其实属于同一技术体系,两者结构都包括快闪存芯片和控制 器芯片,功能也完全一样,只是MMC卡的尺寸超小,而连接器也必须做在狭小的卡里面,导致生产难度和制造成本都很高、价格较为昂贵。MMC主要应用与移动 电话和MP3播放器等体积小的设备,而由于体积限制,MMC卡的容量提升较为困难,目前MMC产品以128M容量为主,256MB、512MB主要供应给 数码发烧友及特殊用户使用。MMC4.0标准的极速1-2GB MMC存储卡问世,新标准的MMC多媒体存储卡读取速度最高达到了150倍速(22.5MB/S),而写入速度也达到了惊人的120倍速(18MB /S)。MMC4.0标准同样和原有的MMC存储卡及SD存储卡插槽兼容,可广泛使用在手机、数码相机、掌上电脑、其他移动数字设备等。MMC4.0标准 由MMCA多媒体存储卡协会在MMC3.2标准的基础上推出的。 

SD卡(Secure Digital) 
SD卡的英文全称是Secure Digital Card,意为安全数码卡,它由日本松下公司、东芝公司和美国SanDisk公司共同研制。SD卡仍属于MMC标准体系,SD比MMC卡多了一个进行数字版权保护的暗号认证功能(SDMI规格),故而得名。 
SD卡的尺寸为32mm×24mm×2.1mm,面积与MMC卡相同、只是略厚一些而已。但SD卡的容量比MMC卡高出甚多,SanDisk和松下公司都 已推出容量高达1GB的SD卡。不过当前的主流还是64M、128M和256M容量,512MB以上的产品还相当昂贵。读写速度快是SD卡的另一个优点, 它的最高读写速度已突破20MB/s、几乎达到闪存读写速度的极限。此外,SD卡还保持对MMC卡的兼容,支持SD卡的插口大多数都可以支持MMC卡。更 重要的是,SD卡比MMC卡易于制造,在成本上有不少优势,SD卡得到了广泛应用,在MP3播放器、移动电话、数码相机、掌上电脑及便携式摄像机,目前 SD卡接口支持者除了东芝、松下和SanDisk外,还包括卡西欧、惠普、摩托罗拉、NEC、先锋和Palm等公司。 

SM卡(SmartMedia)与xD卡 
SM卡被称为"智能型媒体卡",尺寸为37mm×45mm×0.76mm, SM卡的功能较为单一,用户必须使用配有读写及控制功能的专用设备才能对其操作,SM卡规范的升级变化比较大。

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