大容量FlashROM存储器使用说明

高速大容量FLASH存储系统设计

文章编号:1008-8652(2007)01-83-05 高速大容量FL A S H存储系统设计李　超　王虹现　邢孟道 (西安电子科技大学　西安　710071) 【摘要】　介绍所设计的高速、大容量存储卡的组成机制和系统实现方案。采用固态存储芯片FLASH(闪存)为存储介质,FP GA(现场可编程门阵列)为存储阵列的控制核心,针对外部高速数据的输入,引入了多级流水和冗余校验技术,并自动屏蔽了FL ASH的坏块。成功实现了用高密度、相对低速的FL ASH存储器对高速实时数据的可靠存储。另外,通过U SB和CPCI接口,可以同主机进行良好的数据通信。关键词:FP GA;FLASH;存储;高速中图分类号:TP333 文献标识码:A Design of a FLASH Storage System with High Speed and Large C apacity Li Chao　Wang Hongxian　Xing Mengdao (X i di an Uni versit y,X i’an710071) Abstract:Configuration and system implementatio n of a storage board wit h high speed and large ca2 pacity is int roduced.Solid2state storage chip FL ASH is storage medium of t he board,and field p rogram2 mable gate array(FP GA)is t he cont rol core of t he storage array.Multi2stage flow and redundancy correc2 tion technique are applied to deal wit h external high speed inp ut data;and invalid blocks of FL ASH chip s can be masked automatically.By using of t he storage board,high speed real2time data can be successf ully stored wit h high density lower speed FLASH chip s.Additionally,t he storage board can well communicate wit h host p rocessor via U SB and CPCI interfaces. K eyw ords:FP GA;FLASH;storage;high speed 1　引言高速存储系统目前在雷达、图像处理、语音识别、声纳、通信等领域有着广泛地应用。特别是随着雷达成像技术逐渐成熟,分辨率和采样率都大幅提升,需要实时保存大量数据。此时,开发出超高速、大容量的存储系统就显得尤为重要。FL ASH芯片,以半导体作为记忆载体,比传统的存储设备更能承受温度的变化、机械的振动和冲击,可靠性更高,易于实现高速度、低功耗和小型化,日趋成为存储器的主流。在某机载合成孔径雷达的试验中,雷达以正侧视条带式工作在X波段,空间分辨率达到0.3m×0.3m 的高分辨率,I、Q双通道采样,采样频率640M Hz,采样位宽为8位,场景距离向20560点,方位向重复频率为4k/s,要求最小存储速度2×8bit×20560×4k/s=164.48Mbytes/s。本文将详细介绍所设计的FLASH 存储系统是如何构建来满足数据传输要求的。　3收稿日期:2006-07-25

外接大容量存储器

外接大容量存储器部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑

51单片机访问大容量存储器的实现时间:2006-09-19 来源: 作者: 点击： 1773 字体大小:【大中小】1 引言 MCS－51系列单片机有着优越的性价比，因此应用面宽，使用量也非常大；然而它只有16位地址线，最大能访问的存储空间为64K，且扩展接口与存储器统一编址，扩展接口会占用大量的地址空间，致使该系列单片机在数据量大的数据采集系统中，存储空间明显不足。笔者最近在开发一数据采集系统时，经分析、探索，找到了解决的办法。 2 使用大容量存储器的原理 2．1 使扩展接口不占用单片机的存储地址空间由于MCS－51单片机的扩展接口与存储器统一编址，采用常规的方法扩展接口时会占用大量的地址空间，而多数应用系统均会要求扩展接口<本例有七段LED的段输出口、位输出口、键盘口各一个），为此，使扩展接口不占用单片机的存储地址空间对于要求大容量数据存储器的系统是必要的。如图1，用P1口的一位，只要确保写数据到显示的段口时，使用一空余<或专门预留）的地址<如0000H），即可使扩展接口不占用单片机的存储地址空间且不会相互干扰、发生冲突，同时还可保证有足够的响应速度。b5E2RGbCAP

2.2 外部数据存储采用大容量存贮芯片,分段使用如图示,MCS-51的16位地址线作为存储芯片的低位地址,可访问64K 的存储空间(作为一段>；再用P1口的D1、D0位作为存储芯片的高位地址<段地址），则可把存储器分为4段，最大访问能力可达256K<见下表），若使用更多的位，则访问能力可更大。编程时只要确保高位地址

51单片机大容量数据存储器的扩展

郑州航空工业管理学院《单片机原理与应用》课程设计说明书 10 级自动化专业 1006112 班级题目51单片机大容量数据存储器的系统扩展姓名杨向龙学号100611234 指导教师王义琴职称讲师二О一三年六月十日

目录一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 (4) 二、设计方案 (4) 三、硬件的设计 (5) 3.1 系统的硬件构成及功能 (5) 3.2硬件的系统组成 (5) 3.2.1、W241024A (5) 3.2.2、CPLD的功能实现 (5) 3.2.3、AT89C52简介 (6) 3.2.4、SRAM的功能及其实现 (9) 3.3、基本单片机系统大容量数据存储器系统扩展 (9) 五、结论 (13) 六、参考资料 (13)

51单片机大容量数据存储器的系统扩展摘要：在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能, 传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。关键字：W241024A、CPLD、AT89C52、SRAM 一、51单片机大容量数据存储器的系统扩展的基本原理 MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。二、设计方案在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。

基于FPGA的高速大容量FLASH存储

技术创新中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第９－２期ＰＬＤＣＰＬＤＦＰＧＡ应用基于ＦＰＧＡ的高速大容量ＦＬＡＳＨ存储ＤｅｓｉｇｎｏｆａＦＬＡＳＨＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＨｉｇｈＳｐｅｅｄａｎｄＬａｒｇｅＣａｐａｃｉｔｙｂｙｍｅａｎｓｏｆＦＰＧＡ（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室）麻海霞马铁华ＭＡＨａｉ－ｘｉａＭＡＴｉｅ－ｈｕａ摘要：本文研究ＲＳ－４２２电平传输串行数据，通过ＦＰＧＡ把串行数据转化为并行数据存储到高速大容量的ＦＬＡＳＨ的存储系统的具体设计，ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）为存储阵列的核心。不仅分析了ＲＳ－４２２电平在具体使用时需要注意的问题，而且针对外部高速数据的输入，在数据存储部分引入新的方法，能够更加快速的实现ＦＬＡＳＨ存储器对高速实时数据的可靠存储。关键词：ＲＳ－４２２；ＦＰＧＡ；高速；大容量；ＦＬＡＳＨ中图分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｕｓｅｓｔｈｅＲＳ－４２２ｌｅｖｅｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｅｒｉａｌｄａｔａｉｎｔｈｉｓｔｅｘｔ，ＳｙｓｔｅｍｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｓｔｏｒａｇｅｂｏａｒｄｗｏｕｌｄｍａｋｅｓｅｒｉａｌｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｓｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａｓｔｏｒｅｄｉｎｔｏＦＬＡＳＨｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙｗｉｔｈＦＰＧＡｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｆｉｅｌｄｐｒｏ－ｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）ｉｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅａｒｒａｙ．ＮｏｔｏｎｌｙｃａｒｅｆｕｌｌｙｈａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅＲＳ－４２２ｌｅｖｅｌｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｕｓｅｎｅｅｄｓｔｏｄａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｅｘｔｅｒｎａｌｈｉｇｈｓｐｅｅｄｉｎｐｕｔｄａｔａ，Ｂｙｕｓｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｂｏａｒｄ，ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒｅａｌｔｉｍｅｄａｔａｃａｎｂｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｔｏｒｅｄｗｉｔｈｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｌｏｗｅｒｓｐｅｅｄＦＬＡＳＨｃｈｉｐｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＳ－４２２；ＦＰＧＡ；ｈｉｇｈｓｐｅｅｄ；ｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙ；ＦＬＡＳＨ文章编号：１００８－０５７０（２００８）０９－２－０１４４－０２１引言数字电路应用越来越广泛，传统通用的数字集成芯片已经难以满足系统的功能要求，随着系统复杂程度的提高，所需通用集成电路的数量呈爆炸性增值，使得电路的体积膨大，可靠性难以保证。因而出现了现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）和复杂可编程逻辑器件（ＣＰＬＤ）。在我国２０世纪９０年代以前，测试系统采用磁带记录，效率和安全保障性不高；随之出现的是遥测技术，但在传输数据的过程中会出现误差；接着是静态存储器，它读、写方便，但是存储的数据会因为断电而丢失，所以，不利于数据长时间保存；目前，闪存的问世，ＮＯＲ和ＮＡＮＤ是现在市场上两种主要的非易失闪存技术，它有存储容量大、体积小、可靠性高等优点，测试系统会逐步向这个方向发展。２设计思想图１设计示意图２．１核心芯片选择（１）接受芯片选择ＭＡＸ４９１此芯片为ＲＳ－４２２／４８５扩展芯片，为ＤＩＰ１４封装。ＭＡＸ４９１有两个控制端，如果两个控制端由微处理器的一个Ｉ／Ｏ口控制，则总线，两线制，半双工工作。如果两个控制端单独控制，则总线为ＲＳ－４２２总线，四线制，全双工工作。ＭＡＸ４９１采用＋５Ｖ电源供电，当供电电流仅有５００ｕＡ时，传输速率却能达到２．５Ｍｂｉｔｓ／ｓ。它的内部有一个传输线驱动器和一个传输线接收器，因此可以采用全双工工作。（２）ＦＰＧＡ采用Ｓｐａｒｔａｎ－ＩＩ系列Ｘｃ２ｓ１００Ｓｐａｒｔａｎ－ＩＩ系列Ｘｃ２ｓ１００有着丰富的触发器和ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ－Ｕｐ－Ｔａｂｌｅ），非常适合复杂时序逻辑的设计。ＦＬＡＳＨ采用ＳＡＭ－ＳＵＮＧ公司的ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ芯片Ｋ９Ｆ８Ｇ０８，接口宽度８位。每个芯片含８１９２个数据块，一个块分为６４页，每页大小为（２Ｋ＋６４）Ｂｙｔｅｓ，其中６４Ｂｙｔｅｓ为空闲区，存储容量为８Ｇｂｉｔ。它以页为单位进行读写，以块为单位擦除、命令、数据、地址共用同一总线，具有硬件数据保护功能。２．２ＭＡＸ４９１设计时需要注意的问题（１）ＲＳ－４２２传输线上匹配的一些说明：理论上，在每个接收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国ＭＡＸＩＭ公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间的３倍以上时就可以不加匹配。＊一般终端匹配采用终接电阻方法，ＲＳ－４２２在总线电缆的远端并接电阻，终接电阻一般在ＲＳ－４２２网络中取１００Ω，这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合；＊另外一种比较省电的匹配方式是ＲＣ匹配；＊还有一种采用二极管的匹配方法。（２）ＲＳ－４２２的接地问题ＲＳ－４２２传输网络的接地是很重要的，因为接地系统不合理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传麻海霞：在读硕士研究生基金项目：总装备部（９１４０Ａ１７０８０３０７ＢＱ０４０９）

ARM存储器结构

ARM存储器结构 ARM存储器：片内Flash、片内静态RAM、片外存储器映射就是一一对应的意思。重映射就是重新分配这种一一对应的关系。我们可以把存储器看成一个具有输出和输入口的黑盒子。输入量是地址，输出的是对应地址上存储的数据。当然这个黑盒子是由很复杂的半导体电路实现的，具体的实现的方式我们现在不管。存储单位一般是字节。这样，每个字节的存储单元对应一个地址，当一个合法地址从存储器的地址总线输入后，该地址对应的存储单元上存储的数据就会出现在数据总线上面。普通的单片机把可执行代码和数据存放到存储器中。单片机中的CPU从储器中取指令代码和数据。其中存储器中每个物理存储单元与其地址是一一对应而且是不可变的,UGG boots。而ARM比较复杂，ARM芯片与普通单片机在存储器地址方面的不同在于：ARM芯片中有些物理存储单元的地址可以根据设置变换。就是说一个物理存储单元现在对应一个地址，经过设置以后，这个存储单元就对应了另外一个地址了（这就是后面要说的重新映射）。例如将0x00000000地址上的存储单元映射到新的地址0x00000007上。CPU存取0x00000007就是存取0x00000000上的物理存储单元。（随便举的例子为了说明道理，没有实际意义）存储器重新映射（Memory Re-Map）存储器重新映射是将复位后用户可见的存储器中部分区域，再次映射到其他的地址上。存储器重新映射包括两个方面：1、Boot Block重新映射（关于Boot Block的相关内容看我博客中的另一篇文章）。2、异常（中断）向量重新映射 Boot Block重新映射：本来Boot Block在片内Flash的最高8KB，但是为了与将来期间相兼容，生产商为了产品的升级换代，在新型芯片中增加内部Flash容量时，不至于因为位于Flash高端的Boot Block的地址发生了变化而改写其代码，整个Boot Block都要被重新映射到内部存储器空间的顶部，即片内RAM的最高8KB。（地址为： 0x7FFFE000~0x7FFFFFFF）异常（中断）向量重新映射：本来中断向量表在片内Flash的最低32字节，重新映射时要把这32个字节再加上其后的32个字节(后面这32个字节是存放快速中断IRQ的服务程序的)共64个字节重新映射(地址为：0x00000000~0x0000003F)重新映射到的地方有三个：内部Flash高端的64字节空间、内部RAM低端的64字节空间和外部RAM低端的64字节空间，再加上原来的内部Flash低端的64字节空间，异常向量一共可以在四个地方出现。为了对存储器映射进行控制，处理器设置了存储器映射控制寄存器MEMMAP，其控制格式如下图所示：

基于NANDFLASH的高速大容量存储系统设计

2011年4月15日第34卷第8期现代电子技术 M odern Electro nics T echnique Apr.2011V ol.34N o.8 基于NAND FLASH 的高速大容量存储系统设计朱知博 (中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009) 摘要:为了解决目前记录系统容量小、存储速度低的问题,采用性能优良的固态N A ND 型FL A SH 为存储介质,大规模集成电路F PGA 为控制核心,通过使用并行处理技术和流水线技术实现了多片低速F LA SH 对高速数据的存储,提高了整个系统的存储容量和存储速度。针对F LA SH 内部存在坏块的自身缺陷,建立一套查询、更新和屏蔽坏块的处理机制,有效的提高了数据存储的可靠性。关键词:高速;流水线;F L ASH ;F PG A 中图分类号:T N911 34 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2011)08 0170 04 Design of High speed and Mass Storage System Based on NAND Flash ZH U Zhi bo (Chi na Airborne Missi le Academy,L uo yang 471009,China) Abstract :In or der to solv e t he problem o f small capacity and lo w speed storag e in the recor ding system,the so lid NA N D Flash w ith excellent per for mance is taken as a sto rag e medium and larg e scale integr ated circuit o f F PG A as a contr ol cor e.T he application o f parallel pro cessing techno log y and pipeline techno log y makes the hig h speed dat a stor age achieved by sev eral low speed Flash,which impro ves t he stor age capacity and sto rage speed o f the who le sy st em.Aiming to the draw back of internal bad block in Flash,a set of pr ocessing mechanism for inquir ing,updating and shielding bad block is established,thus the reliability o f the data stor age is impr ov ed. Keywords :high speed;f low line;Flash;FP GA 收稿日期:2010 12 26 0 引言在数据采集存储系统中,往往需要对采集后的数据进行存储以方便后续分析处理。随着我国航空电子技术和雷达成像技术的快速发展,分辨率和采样率大幅提升,由此便带来了高速大容量数据的存储问题。同时存储系统又要求掉电存储数据并具有良好的抗振动能力,因此存储电路通常采用非易失的电路芯片构成,而传统的DOC,E 2PROM 等存储技术由于容量小、速度低等缺点已经不适用高速大容量数据的存储。快速发展的闪速存储器(FLASH M EM ORY)因其具有体积小、成本低、功耗小、寿命长、抗振动和宽温度适应范围等特点,逐渐成为高速大容量存储系统设计的主流方案。1 FLASH 的控制逻辑目前FLA SH 芯片主要分为N OR 型和NA ND 型。NOR 型具有可靠性高,随机读取速度快等优点,适用于程序代码的存储。NA ND 型是一种线性存储设备,适用于大容量数据和文件的存储。K9WBG08U1M [1]是三星公司推出的一款NAND 型 FLASH 芯片,存储容量达到4GB,它内部由两片2GB 的FLASH 构成,通过片选信号CE1/CE2进行选择控制,每片FLA SH 由8192个块组成,每块有64页,每页能存储(4096+128)个字节的数据。因此,访问芯片需要5个地址周期,其中3个周期的行地址用来确定某一页,2个周期的列地址用来确定每页的某个字节。对FLASH 进行的操作主要有:存储、读取和擦除。由于指令、地址和数据复用芯片的8个I/O 口,因此需要2个控制信号CLE 和ALE 分别锁存指令和地址。存储操作一般使用基于页的连续存储模式,所有的命令字、地址、数据都是在WE 的上升沿写入。首先输入命令字80H ,随后紧跟输入5个周期的地址,并且在WE 的上升沿将串行输入数据加载进芯片内部的数据存储器中,最后输入页编程确认命令10H 便可启动存储操作,数据将自动的从片内寄存器写入存储体中,随后可通过输入读状态命令70H 来判断I/O 端口输出是否为0来检测此次编程操作的成功性。读取操作通常也以页为单位进行。输入起始命令字00H 、5个周期的地址和结束命令字30H 后,对应地址的一页4096个字节数据便传输给数据寄存器,随后在RE 的下降沿将数据驱动到I/O 总线输出。擦除操作与存储、读取操作略有不同,它是以块为

MCS-51单片机存储器结构

MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间： 1、片内程序存储器 2、片外程序存储器 3、片内数据存储器 4、片外数据存储器但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间： 1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC） 2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV） 3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。程序内存ROM 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位作用：存放程序及程序运行时所需的常数。七个具有特殊含义的单元是： 0000H ——系统复位，PC指向此处； 0003H ——外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口

0013H ——外中断1入口 001BH —— T1溢出中断入口 0023H ——串口中断入口 002BH —— T2溢出中断入口内部数据存储器RAM 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。作用：作数据缓冲器用。下图是8051单片机存储器的空间结构图程序存储器一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设

计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意：其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。

存储器及其接口

存储器的种类、特性和结构一、分类按元件组成：半导体M，磁性材料存储器（磁芯），激光存储器按工作性质：内存储器：速度快，容量小（64K?8Gbyte）外存储器：速度慢，容量大（20MB?640GB）二、半导体存储分类 RAM SRAM 静态 DRAM 动态 IRAM 集成动态 ROM 掩膜ROM PROM 可编程 EPROM 可改写 E PROM 可电擦除三、内存储器性能指标 1. 容量M可容纳的二进制信息量，总位数。总位数=字数×字长bit，byte，word 2. 存取速度内存储器从接受地址码，寻找内存单元开始，到它取出或存入数据为止所需的时间，T A。 T A越小，计算机内存工作速度愈高，半导体M存储时间为几十ns?几百ns ns=mus 3.功耗维持功耗操作功耗 CMOS NMOS TTL ECL （低功耗.集成度高）（高速.昂贵.功耗高） 4、可靠性平均故障间隔时间 MTBF（Mean Time Between Failures）越长，可靠性越高.跟抗电磁场和温度变化的能力有关. 5、集成度位/片1K位/片?1M位/片

在一块芯片上能集成多少个基本存储电路（即一个二进制位）四、存储器的基本结构随机存储器RAM 或读写存储器一、基本组成结构存储矩阵寄存二进制信息的基本存储单元的集合体，为便于读写，基本存储单元都排列成一定的阵列，且进行编址。 N×1—位结构：常用于较大容量的SRAM，DRAM N×4 N×8 —字结构常用于较小容量的静态SRAM

2、地址译码器它接收来自CPU的地址信号，产生地址译码信号。选中存储矩阵中某一个或几个基本存储单元进行读/写操作两种编址方式：单译码编址方式. 双译码编址方式（字结构M）（复合译码）存储容量

大容量存储设备

第 2 章大容量存储设备- 磁盘阵列 2.1 大容量存储设备的概念所谓大容量硬盘，在磁盘阵列的概念中，并不是指市场上所卖的9GB, 18GB, 36GB, 90GB,180GB的单个硬盘容量较大叫大容量。而是指将这些单个硬盘透过RAID的技术，按RAID LEVEL组合成更大容量的硬盘。例如从100GB. 800GB或到更大的5000GB(5TB)，依单个硬盘的个数，容量，可组合成不同超大容量的磁盘阵列系统，从主机端来看磁盘阵列，是一个超大硬盘，同样的与单个盘一样的可以分不同的区域(LUN) 。此超大硬盘的功能，则要视你所选择的RAID Level的级别，有着不同的功能(可参考Appendix A 的章节)。然而未来市场对容量的需求由目前的Gigabytes(GB)到Terabytes(TB, 1 TB = 1000GB)进而到Petabytes(PB, 1PB = 1000TB)，相当于1,000,000,000,000,000个位，也就是10的15次方位元。这种大容量存储已经撑爆SCSI硬盘所能支持的程度，针对存取速度和硬盘数量的提高，显而易见的取代方案只有光纤通道仲裁回路也就是所谓的FC-AL(Fibre Channel Arbitrated Loop)，在此我们要强调的Ultra 2, Ultra 3(Ultra 160), Fibre Channel的磁盘阵列所用的CPU不能用以586 CPU为主了，因为速度是一大问题，必须是以Intel i960 RISC CPU为主(主要的理由在前言及第4章都有说明)。硬盘的存储方式就是所谓的动态存储，而磁带机不同，则是有顺序的，由前向后，或由后向前存取因而速度较慢，另外CD-ROM，或MO，虽是属动态存储，但速度仍然较硬盘慢，另外一点由CD-ROM组合成的CD-ROM Server or MO Server只是由一个管理程序所

存储器结构

第四章存储器结构 4．3 存储器容量扩展微机系统中主存储器通常由若干存储芯片及相应的存储控制组织而成，并通过存储总线(数据总线、地址总线和控制总线)与CPU及其他部件相联系，以实现数据信息、控制信息的传输。由于存储器芯片的容量有限，实际应用中对存储器的字长和位长都会有扩展的要求。一、存储器字扩展 *字扩展是沿存储字向扩展，而存储字的位数不变。 *字扩展时，将多个芯片的所有地址输入端、数据端、读／写控制线分别并联在一起，而各自的片选信号线则单独处理。 *4块内存芯片的空间分配为：第一片，0000H-3FFFH 第二片，4000H-7FFFH 第三片，8000H-BFFFH 第四片，C000H-FFFFH 二、存储器位扩展 *存储器位扩展是沿存储字的位向扩展，而存储器的字数与芯片的字数相同。 *位扩展时将多个芯片的所有地址输入端都连接在一起；而数据端则是各自独立与数据总线连接，每片表示一位 *片选信号线则同时选中多块芯片，这些被选中的芯片组成了一个完整的存储字。

三、存储器位字扩展 *存储器需要按位向和字向同时扩展，称存储器位字扩展 *对于容量为 M×N 位的存储器，若使用 L×K 位的存储芯片，那么，这个存储器所需的芯片数量为：(M/L)×(N/K) 块。 P160图4-3-3表示了一个用2114芯片构成的4KB存储器。如下图： *2114芯片是1K×4R 芯片 *用2块2114芯片构成1组（1K×4×2=1K×8） *再有4组构成4K×8（1K×8×4）位的存储器 *共计需用8块2114芯片这4个组的选择： *使用A0和A11作地址线：经译码后选择4个分组 *使用A0～A9作为组内的寻址信号 *数据总线为D0～D7 ◆存储器容量的扩展方法总结：字扩展（将多个芯片的所有地址输入端、数据端、读/写控制线分别都连接在一起，选片信号单独处理）位扩展（数据线独立处理，选片信号选中多块芯片）字位扩展（分组，每组又有多个芯片），见（PAGE 161）

第4章存储系统和结构

第4章存储系统和结构 4.1 基本内容摘要 1、存储系统的组成 ◆存储器的分类 ◆主存半导体存储器 SRAM、DRAM、ROM的基本电路 ◆辅存 2、主存的组织与操作 ◆半导体存储器的基本结构 ◆存储器中的数据组织小端存放格式大端存放格式 ◆半导体存储器的主要技术指标存储容量存储速度 ◆半导体存储器芯片的发展 DRAM芯片技术发展： FPM DRAM ；EDO DRAM ；SDRAM ；DDR SDRAM ◆主存储器的组织 SRAM HM 6116 DRAM Intel 2164 芯片的互联：位扩展、字扩展、字位扩展 ◆多体交叉存储技术组成、工作原理 3、存储系统的层次结构 ◆层次化存储系统 ◆Cache-主存存储层次 ◆主存-辅存存储层次 4、高速缓冲存储器 ◆Cache的工作原理 Cache的结构 Cache的工作过程 ◆主存与Cache之间的地址映像

Cache的基本结构地址映像和地址映像表 ◆直接映像直接映像方式主存地址直接映像的访存过程 ◆全相联映像全相联映像方式主存和Cache的地址结构主存和Cache的地址结构全相联映像下的访存过程 ◆组相联映像组相联映像方式主存和Cache的地址结构组相联映像下的访存过程 ◆替换策略和更新策略三种替换算法：随机法、先进先出法、LRU法更新策略：写回法、全写法、写装入法、写不装入法 5、虚拟存储器 ◆虚拟存储器的基本概念虚拟存储器的工作原理虚地址、实地址 ◆页式虚拟存储器页式虚拟存储器地址结构页式虚拟存储器的地址映像页式虚拟存储器的地址变换过程 ◆段式虚拟存储器段式虚拟存储器地址结构段式虚拟存储器的地址映像段式虚拟存储器的地址映像过程 ◆段页式虚拟存储器段页式虚拟存储器的地址结构段页式虚拟存储器的地址映像段页式虚拟存储器的地址映像过程

单片机大容量数据存储器的扩展

目录一、 1.1摘要 (2) 1.2关键词 (2) 1.3基本原理 (2) 二、设计方案 (2) 三、硬件设计 (2) 2.1系统的硬件设计及功能 (2) 2.2各元件的功能及作用 (3) 2.3简单大容量数据存储器系统扩展 (8) 三、系统软件设计 (10) 四、结束语 (12) 参考文献 (13)

一、 1.1摘要在单片机构成的实际测控系统中，仅靠单片机内部资源是不行的，单片机的最小系统也常常不能满足要求，因此，在单片机应用系统硬件设计中首先要解决系统扩展问题。51单片机有很强的外部扩功能,传统的用IO口线直接控制大容量数据存储器的片选信号的扩展系统存在运行C51编译的程序时容易死机的缺点。文中介绍了一种改进的基于CPLD的51系列单片机大容量数据存储器的扩展方法，包括硬件组成和软件处理方法。 1.2关键词 CPLD 数据存储器 EPM7128 1.3基本原理 MCS-51 单片机系统扩展时，一般使用P0 口作为地址低8位（与数据口分时复用），而P2口作为地址高8位，它共有16根地址总线，最大寻址空间为64KB。但在实际应用中，有一些特殊场合，例如，基于单片机的图像采集传输系统，程控交换机话单的存储等，需要有大于64KB 的数据存储器。二、设计方案在以往的扩展大容量数据存储器的设计中，一般是用单片机的IO口直接控制大容量数据存储器的片选信号来实现，但是这种设计在运行以C51编写的程序（以LARGE 方式编译）时往往会出现系统程序跑飞的问题，尤其是在程序访问大容量数据存储器（如FLASH）的同时系统产生异常（如中断），由于此时由IO 口控制的片选使FLASH 被选中而SRAM 无法被选中，堆栈处理和函数参数的传递无法实现从而导致程序跑飞的现象。文章介绍一种基于CPLD 的大容量数据存储器的扩展系统，避免了上述问题的产生，提高了扩展大容量数据存储器系统的可靠性。该系统MCU 采用89C52，译码逻辑的实现使用了一片EPM7128 CPLD 芯片，系统扩展了一片128K 的SRAM，一片4M 字节的NOR FLASH，以上芯片均为5V 供电。三、硬件设计 2.1 系统的硬件构成及功能 W241024A 是128K × 8 位的静态RAM，共需17 根地址线，其A0~A7 接经CPLD 锁存输出的

大容量数据存储解决方案

大容量数据存储解决方案大容量数据存储现状人类已经步入一个数字化的信息时代，IT在社会生活的各个领域中正处于前所未有的关键地位。IT 部门的各种业务数据的数据量近年来呈几何级增加，这些数据必须存储很长的时间并且确保其可访问性。大量的业务数据保存在非常昂贵的第一层磁盘存储上不是一个明智的选择。虽然存储虚拟化技术有助于通过整合数据存储部分解决这一难题，但是，仔细分析他们的存储使用情况和性能需求，并实施分层的存储体系结构中，组织可以针对存储基础架构与业务需求寻求最佳解决方案。新技术满足不断增长的存储需求 IT 管理人员的最大挑战之一，是大量数据高效、安全地长期保存，快速和简单管理维护。当下IT管理人员需要关注的主要问题是需要存储的数据的爆炸式增长。根据"The Digital Universe"预测，"从现在到 2020 年，世界范围内创建和拷贝的数字信息的总量会难以置信的快速增长，各种媒体形式例如声音、电视、电台、电影、文档将不断从模拟存储转换到数字保存，数字宇宙将增长几乎快到 120 万 PB的容量或 1.2 ZB。这种爆炸式的增长意味着到 2020 年，我们的数据总量将比2009年增长44倍。短信、电子邮件、文档、图片、视频、社交网络，等等采用云存储服务和嵌入式的系统进行保存，他们将增长近67倍。虽然人在家里，但工作中还是在移动设备上进行，企业估计有70％的全数字化的信息内容存储在IT部门。因此，IT管理团队肩负着存储系统的基础设施建设以及数据安全保护的重任。然而，文件的增长速度在很大程度上增加了存储管理员本已沉重和复杂的工作量。据IDC预测，到2020年，全球IT专业存储管理人员的数量增长速度仅为1.4。人才资源紧缺的存储管理员要管理更多的数据，IT部门必须提高运营效率。提升存储效率明显的技术至今已经有云计算、虚拟化技术，它利用虚拟化整合工作负载，提高资源利用率，最大限度地减少昂贵的空闲时间。IT部门还可以动态地分配硬件资源时需要它们的地方，无需过度配置，以满足高峰负荷的需求，综合系统提高IT效率，减少了管理存储系统的维护时间。

5 内存储器

第四课内存储器第一节内存的类型内存是一组，或多组具有数据输入/输出和数据存储功能的集成电路。存根据其存储信息的特点，主要有两种基本类型：第一种类型是只读存储器ROM（Read Only Memory），只读存储器强调其只读性，这种内存里面存放一次性写入的程序和数据，只能读出，不能写入；第二种类型是随机存取存储器RAM（Random Access Memory），它允许程序通过指令随机地读写其中的数据。 1. 只读存储器ROM 存储在ROM中的数据理论上是永久的，既使在关机后，保存在ROM中的数据也不会丢失。因此，ROM中常用于存储微型机的重要信息，如主板上的BIOS等。常见类型如下： (1) ROM 这是标准ROM，用于存储不随外界的因素变化而永久性保存的数据。在ROM中，信息是被永久性融刻在ROM单元中的，这使得ROM在完成融刻工作之后，不可能将其中的信息改变。 (2) PROM（Programmable Rom）

即可编程ROM，它的工作情况与CD-R相似，允许一次性地写入其中的数据，一旦信息被写入PROM后，数据也将被永久性地融刻其中了，其他方面与上面介绍的ROM就没有什么两样了。 (3) EPROM（Erasable Programmable Rom）即可擦写、可编程ROM，它可以通过特殊的装置（通常是紫外线）反复擦除，并重写其中的信息。 (4) EEPROM（Electrically Erasable Programmable Rom）即电可擦写、可编程ROM，可以使用电信号来对其进行擦写。因此便于对其中的信息升级，常用于存放系统的程序和数据。 (5) Flash Memory Flash Memory 即闪存存储器，又称闪存，是目前取代传统的EPROM和EEPROM的主要非挥发性存储器，目前主板上的BIOS 都是使用Flash Memory。它的存取时间仅为30ns，并具有体积小，高密度，低成本和控震性能好的优点，是目前为数不多的同时具有大容量、高速度、非易失性、可在线擦写特性的存储器。Flash Memory 除用于系统的BIOS外，在移动存储器和HUB、路由器等网络设备中也得到了广泛的应用。 2. 随机存取存储器RAM

大容量存储数据的应用研究

1 绪论 1.1课题的背景与研究意义随着科学技术的发展，通讯、导弹、航空航天等领域所需要存储的数据在飞速的增长，越来越多的场合需要用到大容量存储数据的解决方案，然而传统的基于硬盘、SD/MMC卡的存储方案，虽然能实现大容量存储数据的功能，但无论是系统成本、体积、功耗、易用性和可靠性等方面都不尽如人意，因此怎样有效的存储大量数据，并且能够保证其高速存取，就成为一个必须要解决的大问题[1]。存储是数据之家。信息技术的三个最基本概念是处理、传输、存储，任何信息基础的设施与设备都是经过这三者的组合而成的。对于一个大容量的存储数据系统，人们关注的问题是其纠错能力，传输速度和操作安装的简易性。而其中的关键技术是数据通讯技术。与此同时，对于一个系统，我们还需要考虑扩大存储容量、提高读写速度、减小体积和质量、降低功耗的问题[2]。因此本课题就是要设计出一套能以较低的成本与功耗，而实现高速的、大容量的、高可靠性的数据存储解决方案。基于本文的具体应用，是在一个数据采集系统中对采集的数据、图像、声音、大容量影音录像的存储；以及对编程的代码、编码、译码、链接、软件类库的存储。 1.2 国内外研究现状 1.2.1国内研究现状目前我们常用的存储技术有三种：半导体存储(RAM、ROM、Flash)技术的特点是存储速度快，容量小；而磁存储(硬盘、软盘、磁带)技术的特点是容量大，速度慢；光存储(CD、DVD、MO、PC、BD、全息)综合了两者的优点，有高存储密度、高信息输入速率、快速随机存取信息及存储寿命长等特点[3]，但还达不到我们所需要的存储容量和速度。我们需要的是一种更加理想的存储技术，采用“固态RAM”，使得容量堪比硬盘，速度堪比内存，并且掉电后不丢失信息。下面将简单的介绍一下近些年国内发展出来的一些存储器：中国科学院空间科学与应用研究中心是国内最早在卫星上采用固态存储器的单位之一[4]，并且在实践5号中率先采用了以SDRAM为介质的固态大容量存储器，使得存储