存儲器是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備,用來存放程序和數(shù)據(jù)。隨著計算機發(fā)展,存儲器在系統(tǒng)中的地位越來越重要。由于超大規(guī)模集成電路的制作技術(shù),使CPU的速度變得驚人的高,而存儲器的取數(shù)和存數(shù)的速度與它很難適配,這使計算機系統(tǒng)的運行速度在很大程度上受存儲器速度的制約。此外,由于I/O設(shè)備不斷增多,如果它們與存儲器交換信息都通過CPU來實現(xiàn),這將大大降低CPU的工作效率。為此,出現(xiàn)了I/O與存儲器的直接存取方式(DMA),這也使存儲器的地位更為突出。尤其在多處理機的系統(tǒng)中,各處理機本身都需與其主存交換信息,而且各處理機在互相通信中,也都需共享存放在存儲器中的數(shù)據(jù)。因此,存儲器的地位就更為顯要??梢姡瑥哪撤N意義而言,存儲器的性能已成為計算機系統(tǒng)的核心。
這是對存儲器的三個分類及其介紹。
一:高速緩沖存儲器cache
為了平衡CPU中央處理器的速度,與內(nèi)存儲器的速度,在CPU和內(nèi)存儲器中間設(shè)置了高速緩沖存儲器,這就是cache的由來。
CPU如果要取指令,先從cache中尋找。如果cache上面有,則稱為命中;否則,稱為不命中。不命中的情況下,CPU再到內(nèi)存儲器中取指令。
二:內(nèi)存儲器RAM
內(nèi)存儲器,又稱隨機存儲器,簡稱RAM。它的速度介于高速緩沖存儲器和輔助存儲器之間。
RAM有一個特性就是斷電之后,數(shù)據(jù)會丟失。內(nèi)存儲器RAM存放當前正在運行的程序或數(shù)據(jù)。
三:輔助存儲器ROM
輔助存儲器,又稱外存或只讀存儲器,簡稱ROM。
輔助存儲器是大容量的存儲設(shè)備,具有斷電之后,數(shù)據(jù)不丟失的特性。所以通常輔助存儲器用來長期存儲程序或數(shù)據(jù)。
單片機的存儲器可分為程序存儲器(ROM)和數(shù)據(jù)存儲器(RAM)。
程序存儲器是專門用來存放程序和常數(shù)的,有MASK (掩模)ROM、OTPROM、EPROM、FlashROM 等類型。掩模這種形式的程序存儲器適用成熟的和大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,如使用到彩色電視機等家電產(chǎn)品中的單片機就采用這種方式,只要用戶把應(yīng)用程序代碼交給半導(dǎo)體制造廠家,在生產(chǎn)相應(yīng)的單片機時將程序固化到芯片中,這種芯片一旦生產(chǎn)出來,程序就無法改變了。
采用EPROM 的單片機具有可以靈活修改程序的優(yōu)點,但存在需要紫外線擦除、較費時間的缺點。在自己做試驗或樣機的研發(fā)階段,推薦使用Flash 單片機,它有電寫入、電擦除的優(yōu)點,使得修改程序很方便,可以提高開發(fā)速度。對于初具規(guī)模的產(chǎn)品可選用OTP 單片機,它不但能免去較長的產(chǎn)品掩模時間,加快產(chǎn)品的上市時間,而且方便程序的修改,能夠?qū)Ξa(chǎn)品進行及時的調(diào)整和升級。
程序存儲器的容量可根據(jù)程序的大小確定。對于8位單片機片內(nèi)程序存儲器的最大容量能達到64KB,不夠時還可以擴展。選用時程序存儲器的容量只要夠用就行了,不然會增加成本。
數(shù)據(jù)存儲器是程序在運行中存放臨時數(shù)據(jù)的,掉電后數(shù)據(jù)即丟失,現(xiàn)在有些型號的單片機提供了EEPROM,可用來存儲掉電后需要保護的關(guān)鍵數(shù)據(jù),如系統(tǒng)的一些設(shè)置參數(shù)。