Autosar 系列教程：小柴带你学 AutoSar 总目录

# 小柴冲刺软考中级嵌入式系统设计师系列二、嵌入式系统硬件基础知识（3）嵌入式系统的存储体系

# 一、存储系统的层次结构

冯诺依曼计算机机构中，一个非常重要的部件就是存储器。

在理想情形下，存储器应该具备执行快、容量足和价格便宜等特点。但目前技术无法同时满足这三个目标。

存储器系统

• 寄存器：顶层是 CPU 的寄存器，其速度与 CPU 速度相当。
• L1 高速缓存：Cache, 和 CPU 速度接近。
• L2 高速缓存：Cache
• 主存储器：也称为内部存储器或者 RAM（Random Access Memory）
• 磁盘
• 磁带、光盘

# 二、内存管理单元

存储管理单元（Memory Management Unit,MMU）, 提供内存保护的硬件机制。操作系统通常利用 MMU 来实现系统内核与应用程序的隔离，以及应用程序与应用程序之间的隔离。一是防止地址越界，每个应用程序都有自己独立的地址空间。二是防止操作越权。

# 三、RAM 和 ROM 的种类与选型

内部存储器 - 外部存储器

易失性存储器 - 非易失性存储器

# 1、RAM

易失性存储器的代表是随机存取存储器（Random Access Memory,RAM）RAM 是与 CPU 直接交换数据的内部存储器，也叫主存或内存

RAM 电路由地址译码器、存储矩阵、读写控制电路三部分组成。

• 随机读写
• 读写速度很快
• 断电时丢失数据

RAM 分类

• SRAM

  • 静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管构成的。因此它是靠触发器的自保功能存储数据的。SRAM 将每个位存储在一个双稳态存储单元，每个单元用一个六晶体管电路实现。
  • 在工作时，只要保持在加电的状态，就会有电流流过，带来功率消耗。因此比 DRAM 功耗大，集成度做不到很高。
  • 高速缓存 Cache 一般采用 SRAM。

• DRAM

  • DRAM 将每个位存储为对一个电容的充电，每个单元由一个电容和一个访问晶体管组成。电容会漏电，因此需要定时刷新充电，所以 DRAM 内部要有刷新控制电路，其操作比 SRAM 复杂，但是存储单元结构非常简单，元器件少且功耗低，一次可以制造得很密集，成为大容量 RAM 的主流产品。
  • DRAM 的存储矩阵由动态 MOS 存储单元组成
  • 常说的内存条就是 DRAM 构成

• DDR SDRAM

  • 双倍速率同步动态随机存储器（Double Data Rate SDRAM）内存主频和 CPU 主频一样

# 2、ROM

只读存储器（Read-Only Memory,ROM）, 特点是数据掉电不丢失。

ROM 分类

• PROM

  • 可编程只读存储器 Programmable ROM, 内部有行列式熔丝，需要利用电流将其烧断，只能写入一次

• EPROM

  • 可抹除可编程只读存储器 Erasable Programmable Read Only Memory, 是目前使用最广泛的 ROM。
  • 利用高电压电流将资料编程写入，抹除时将线路曝光于紫外线下即可清空资料

• EEPROM

  • 电子可抹除可编程只读存储器 Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM

# 四、高速缓存 Cache

Cache 逻辑工作示意图

根据 Cache 的工作机制，可以分类为：

• 回写式 Cache
  • 当 CPU 执行写数据操作时，回写式 Cache 只把该数据写入其数据地址对应的 Cache 中，不直接写入内存。仅当该 Cache 块需要替换时，才把 Cache 块写入内存。
• 写通式 Cache
  • 写操作时直接写入内存

# 五、其他存储设备

• 快闪存储器 (闪存)
  • NOR FLASH
  • NAND FLASH
• 磁盘、光盘等存储介质
  • 磁盘
  • 光盘
  • CF
  • SD