01.存储介质比较 - RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash

        存储器可以分为很多种类，其中根据掉电数据是否丢失可以分为RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器），其中RAM的访问速度比较快，但掉电后数据会丢失，而ROM掉电后数据不会丢失。

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        ROM(Read Only Memory)和RAM(Random Access Memory)指的是半导体存储器。ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的内存。

        RAM 可分为SRAM（Static RAM/静态存储器）和DRAM（Dynamic RAM/动态存储器）。SRAM 是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不掉电，信息是不会丢失的。DRAM是利用MOS（金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的给电容充电来维持信息，所以DRAM 的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机内存就是DRAM的。 DRAM分为很多种，常见的主要有FPRAM/FastPage、EDORAM、SDRAM、DDR RAM、RDRAM等。DDR RAM（Date-Rate RAM）也称作DDR SDRAM，这种改进型的RAM和SDRAM是基本一样的，不同之处在于它可以在一个时钟读写两次数据，这样就使得数据传输速度加倍了。这是目前电脑中用得最多的内存，而且它有着成本优势。

        SDRAM是DRAM 的一种，它是同步动态存储器，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。在嵌入式系统中经常使用。

        ROM也有很多种，PROM是可编程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。另外一种EEPROM是通过电子擦出，价格很高，写入时间很长，写入很慢。

        Flash是一种非易失性存储器（掉电不会丢失），它擦写方便，访问速度快，已大大取代了传统的EPROM的地位。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM，由于它具有和ROM一样掉电不会丢失的特性，因此很多人称其为Flash ROM。FLASH存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦出可编程（EEPROM）的性能，还不会断电丢失数据同时可以快速读取数据（NVRAM的优势），用于U盘和MP3。过去的20年，嵌入式系统一直使用ROM（EPROM）作为它们的存储设备，近年来Flash全面代替了ROM（EPROM）在嵌入式系统中的地位，用作存储bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使（U盘）。Flash 的编程原理都是只能将 1 写为 0，而不能将 0 写为 1。所以在 Flash 编程之前，必须将对应的块擦除，而擦除的过程就是把所有位都写为 1 的过程，块内的所有字节变为 0xFF。

        目前Flash主要有两种NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NAND Flash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。用户不能直接运行NAND Flash上的代码，因此好多使用NAND Flash的开发板除了使用NAND Flah以外，还作上了一块小的NOR Flash来运行启动代码。

        一般小容量的用NOR Flash，因为其读取速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容量的用NANDFLASH，最常见的NAND FLASH应用是嵌入式系统采用的DOC（Disk On Chip）和我们通常用的"闪盘"，可以在线擦除。

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        FLSAH分两种。NAND是高密度的数据存储，主要应用在代码存储。NOR一般只用来存储少量的代码。NOR应用简单、无需专门的接口电路、传输效率高，是芯片内执行(XIP, eXecute

In Place)。应用程序可以直接在（NOR型）flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NOR flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。NOR flash占据了容量为1～16MB闪存市场的大部分。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。

                ● NOR的读速度比NAND稍快一些。

                ● NAND的写入速度比NOR快很多。

                ● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。

                ●大多数flash写入操作需要先进行擦除操作。

                ● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。

                ● 可以非常直接地使用基于NOR的闪存，可以像其他存储器那样连接，并可以在上面直接运行代码。Nor Flash可以像内存一样读，但不能像内存直接写。

                ● 由于需要I/O接口，NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。

                ● 在使用NAND器件时，必须先写入驱动程序，才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧，因为设计师绝不能向坏块写入，这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。

        用途如下：

                ●Nand Flash：适合大容量数据存储，类似硬盘；

                ●Nor Flash：适合小容量的程序或数据存储，类似小硬盘；

                ●SRAM :主要应用于计算机缓存；

                ●DRAM :主要应用于计算机内存；

                ● SDRAM：主要用于程序执行时的程序存储、执行或计算，类似内存，主要应用于嵌入式系统。

                ●Nor Flash有自己的地址线和数据线，可采用类似于memory的随机访问方式，在Nor Flash上可以直接运行程序，所以Nor Flash可以直接用来做boot，采用Nor Flash启动的时候会把地址映射到0x00上。

                ●Nand Flash是IO设备，数据、地址、控制线都是共用的，需要软件区控制读取时序，所以不能像Nor Flash、内存一样随机访问，不能EIP（片上运行），因此不能直接作为boot。

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        PS:为什么不能再NAND 上运行程序？

                代码执行主要就是指令取值和数据存取。对于指令存取和数据存取，CPU 直接将要预取的指令或者数据的地址发到系统总线上，对于ARM (就是AXBI) 总线，这个地址会根据Soc之前的地址编码送到不同的控制器。NAND Flash没有地址线，只有数据线。NAND Flash读取，靠软件代码向NAND Flash控制器发相关的命令传输地址和数据。命令和地址都由数据线传送。由于需要数据读写，需要软件介入，所以一般需要多个周期，不是XIP（芯片内执行）的。XIP从某种意义上说是 CPU 送出的地址能否不经过任何软件直接寻址到相关存储单元。所以Nor Flash/SRAM/SDRAM 都是XIP的，而Nand Flash等就不是XIP了。