3.4 只读存储器

 

学习目标：

学习只读存储器（ROM）的目标可以包括以下内容：

1. 了解ROM的基本概念、分类以及适用场景。
2. 掌握ROM的电路原理、逻辑结构和读取方式。
3. 熟悉ROM的编程方式和编程工具。
4. 理解ROM与EPROM、EEPROM和闪存的区别和联系。
5. 了解ROM在计算机系统中的应用场景和作用。
6. 掌握ROM的技术指标和性能评估方法。
7. 理解ROM在嵌入式系统设计中的应用和实践案例。

通过以上学习目标的学习和掌握，可以全面了解ROM的相关知识和技术，为后续的计算机系统设计和嵌入式系统开发提供基础和支持。

学习步骤：

学习只读存储器（ROM）的方法可以包括以下步骤：

1. 了解ROM的基本概念和特点：了解ROM与RAM的区别，掌握ROM的存储原理、读取方式、编程方法以及应用领域等基本概念和特点。

2. 学习ROM的种类和结构：掌握ROM的种类、结构、容量和速度等主要技术指标，了解各种ROM的工作原理、优缺点和适用场景。

3. 学习ROM的编程方式和过程：了解ROM的编程方式，包括刻录和烧录两种方式，掌握各种ROM的编程过程和注意事项。

4. 学习ROM的应用：了解ROM在各个领域的应用，如微控制器、存储芯片、计算机BIOS等。

5. 进行实践操作：通过购买或使用ROM编程器，学习如何对ROM进行编程和读取操作，并在实践中加深理解。

6. 阅读相关文献：阅读相关书籍、论文、文章和技术资料，了解ROM的最新研究进展和应用案例，不断拓展对ROM的认识和应用。

7. 参加相关培训或课程：参加相关培训或课程，深入了解ROM的理论和实践知识，提高ROM应用技能和实际应用能力。

总之，学习只读存储器需要系统学习理论知识，同时加强实践操作，不断深化对ROM的理解和应用能力。

 

3.4.1 只读存储器概述

只读存储器（Read-Only Memory，ROM）是一种只能读取数据而不能写入的存储器。它是一种非易失性存储器，通常用于存储程序、固件、配置信息等数据。

ROM的数据是在制造过程中被预设的，因此它不能像RAM一样被程序写入和修改。ROM的读取速度通常比RAM慢，但是它具有很高的可靠性和稳定性，因为它不会因为断电而失去数据。

ROM的主要分类包括以下几种：

1. Mask ROM：它是制造时被编程的ROM，也称为固定程序ROM。在生产过程中，使用特殊的工具来编程，一旦编程就不能再修改。它的优点是速度快，可靠性高，但缺点是一旦生产就不能修改，所以只适用于大量生产的产品中。

2. PROM：PROM是可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory）的缩写，是由用户自行编程的ROM。在生产过程中，使用特殊的编程器将数据写入PROM，一旦编程就不能再修改。与Mask ROM相比，PROM可以在生产之后进行编程，但缺点是编程速度慢，容易受到紫外线的影响而失去数据。

3. EPROM：EPROM是可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory）的缩写。它可以通过紫外线来擦除，使得EPROM可以被重复编程。EPROM的擦除需要特殊的设备，擦除时间比较长，而且擦除次数有限。

4. EEPROM：EEPROM是可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）的缩写，与EPROM相比，它可以通过电子信号来擦除。EEPROM的擦除速度比EPROM快，而且可以擦除次数更多，但是价格更高。

5. Flash Memory：Flash Memory是一种特殊的EEPROM，它可以一次性擦除整个芯片，而不是像EEPROM一样只能擦除一部分。Flash Memory具有快速读取速度，容量大，擦除次数多等特点，因此在存储器领域被广泛使用。

总的来说，只读存储器具有不可修改的特性，但是具有高可靠性和稳定性的优点，广泛应用于嵌入式系统、计算机外围设备、智能卡等领域。

 

 

3.4.2 NOR内存

NOR闪存是一种非易失性存储器，常用于存储代码和数据，例如手机、相机、音乐播放器等设备中的存储芯片。与传统的EPROM和EEPROM不同，闪存可以被电擦除并重写，具有更高的密度和更长的寿命。

下面是NOR闪存的一些主要特点：

1. NOR闪存的逻辑结构：每个NOR闪存芯片包含多个块，每个块包含多个扇区，每个扇区包含多个页，每个页包含多个字节。

2. NOR闪存的读取：读取NOR闪存中的数据需要通过地址和时序信号来访问存储单元。读取速度相对较慢，但是支持随机读取。

3. NOR闪存的编程：编程是将数据写入存储单元的过程。由于闪存芯片的特殊结构，编程需要将整个块擦除并重写，因此编程速度较慢。

4. NOR闪存的擦除：擦除是将存储单元中的数据清除为初始状态的过程。与编程类似，擦除也需要将整个块清除，因此速度相对较慢。

5. NOR闪存的可靠性：由于闪存的特殊结构和工作方式，NOR闪存有一些独特的可靠性问题，如写入时的错误、擦除时的漏洞、累积擦写次数的限制等。

总的来说，NOR闪存是一种可靠的非易失性存储器，具有随机读取和高密度等优点，但是编程和擦除速度相对较慢，同时也有一些可靠性问题需要注意。

 

 

1.NOR内存的外部接口与逻辑结构

NOR闪存是一种非易失性存储器，可以用作代码存储器、数据存储器和固件存储器。它采用并行存储的方式，因此访问速度比串行存储器快，适用于需要快速访问的应用。

NOR闪存的外部接口通常包括地址总线、数据总线、控制信号等。在读取数据时，首先需要提供所需数据的地址，然后在数据总线上读取数据。在写入数据时，需要提供要写入的数据和目标地址。

NOR闪存的逻辑结构由一系列存储单元组成，每个存储单元包含一个字节或多个字节的数据。这些存储单元按照类似于RAM的方式进行编址，并且可以被随机访问。

NOR闪存的逻辑结构也包括一些特殊的区域，如引导扇区和保留扇区。引导扇区通常用于存储引导代码，而保留扇区可以用于存储特殊的数据或配置信息。

总的来说，NOR闪存的外部接口和逻辑结构相对简单，但其读取速度比较慢，而且对于大容量存储需要占用较大的物理空间。因此，NOR闪存通常用于对速度要求较高、容量较小的应用中。

 

 

 2.NOR内存的区块划分

NOR闪存的逻辑结构可以划分为多个块，每个块可以独立擦除和编程。块的大小通常是64KB或128KB，可以由闪存厂商定义和决定。

通常情况下，NOR闪存的块划分为以下几个区域：

1. Boot Block：用于存储引导程序。通常大小为16KB或32KB。
2. Parameter Block：用于存储设备参数，如硬件配置信息、序列号等。通常大小为16KB。
3. Main Block：主要用于存储程序代码和数据，是最大的存储区域。
4. Spare Block：备用块，主要用于备份关键数据，如文件系统的元数据等。

这些块的划分可以根据实际需求进行定制，不同厂商可能会有不同的划分方式。

 

 

 总结：

只读存储器（ROM）是一种用于存储程序和数据的非易失性存储器，其内容在生产时被编程，无法被擦除或修改。以下是只读存储器的重点和难点以及易错点：

重点：

• 只读存储器是一种非易失性存储器，通常用于存储固定的程序代码和数据。
• 只读存储器的内容在生产时被编程，无法被擦除或修改。
• 只读存储器的访问速度较快，但容量较小。
• 只读存储器有多种类型，如ROM、PROM、EPROM和EEPROM等。

难点：

• 只读存储器的内容是固定的，无法修改，因此需要在设计和生产阶段确定好存储的内容，这需要对存储的需求有清晰的了解和预判。
• 只读存储器的编程和生产成本较高，因此需要仔细考虑设计和生产成本的平衡。

易错点：

• 在使用只读存储器时，需要确保正确的引脚接线，以避免读取或写入错误的存储位置。
• 只读存储器的容量通常较小，如果存储需求超过容量，则需要考虑其他存储器类型或数据压缩等方法。
• 如果使用EEPROM存储器，需要注意其擦除和编程的次数限制，避免过度使用而导致存储器失效。
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