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【物联网】ROM、RAM和FLASH的区别_flash和rom

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引言

在计算机领域,我们经常听到ROM、FLASH和RAM这些术语,它们是计算机中不同类型的存储器。虽然它们都用于存储数据,但它们之间有着明显的区别。本文将详细介绍ROM、FLASH和RAM的区别,并给出具体的例子和解释。
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ROM(只读存储器)

ROM是只读存储器,其中存储的数据只能被读取,而不能被写入或修改。ROM通常包含计算机系统的启动程序和其他重要的系统信息。它在计算机硬件中起到了固化的作用,保证了系统的稳定性和可靠性。ROM中所存数据稳定,一旦存储数据就再也无法将之改变或者删除,断电后所存数据也不会消失。其结构简单,因而常用于存储各种固化程序和数据。

在单片机中用来存储程序数据及常量数据或变量数据,凡是c文件及h文件中所有代码、全局变量、局部变量、‘const’限定符定义的常量数据、startup.asm文件中的代码(类似ARM中的bootloader或者X86中的BIOS,一些低端的单片机是没有这个的)通通都存储在ROM中。

ROM具有以下主要特点:

  1. 只读性:ROM中的数据在制造过程中被写入,一旦写入后就无法被修改或擦除。这使得ROM非常适合存储固定的程序代码、固件、操作系统等不需要修改的数据。

  2. 持久性:与RAM和FLASH闪存不同,ROM中的数据在断电或重新启动后仍然保持不变。这使得ROM非常适合存储需要长期保存的数据,如固定的程序代码和配置信息。

  3. 高可靠性:由于ROM中的数据无法被修改或擦除,所以它具有非常高的可靠性和稳定性。这使得ROM非常适合用于存储关键的系统代码和数据,以确保系统的正常运行。

  4. 低功耗:由于ROM不需要电力来维持存储的数据,所以它具有很低的功耗。这使得ROM非常适合用于低功耗设备和嵌入式系统,以延长电池寿命。

ROM广泛应用于各种设备和应用中,包括计算机、手机、电视、游戏机、嵌入式系统等。它被用于存储固定的程序代码、固件、操作系统、配置信息等。在计算机系统中,ROM通常与RAM和FLASH闪存等存储设备结合使用,以提供完整的存储解决方案。

例如,计算机的BIOS(基本输入输出系统)是存储在ROM中的。当我们打开计算机时,BIOS会首先运行,负责初始化硬件设备和加载操作系统。由于ROM的数据是只读的,所以BIOS在计算机启动过程中是不可修改的。

为了便于使用和大批量生产,进一步发展出了可编程只读存储器(PROM)可擦除可编程只读存储器(EPROM)。EPROM需要用紫外线长时间照射才能擦除,使用很不方便。1980s又出现了电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),它克服了EPROM的不足,但是集成度不高、价格较贵。于是又发展出了一种新型的存储单元结构同EPROM类似的快闪存储器(FLASH MEMORY)。FLASH集成度高、功耗低、体积小,又能在线快速擦除,因而获得了快速发展。

RAM(随机存储器)

RAM(Random Access Memory)即随机存取存储器,是计算机中用于临时存储数据和程序的一种存储设备。与Flash闪存不同,RAM是一种易失性存储器,即断电后存储的数据会丢失。

具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。

RAM具有以下主要特点:

  1. 快速访问:RAM具有非常快速的读取和写入速度,可以实现高性能的数据存取。这使得RAM非常适合用于存储正在运行的程序和临时数据,以提供快速的计算和响应。

  2. 随机访问:RAM可以随机访问存储的数据,即可以直接访问任何存储单元,而不需要按照顺序进行读取或写入。这使得RAM非常适合用于需要快速访问任意数据的应用,如计算机内存和缓存。

  3. 容量灵活:RAM的容量可以根据需要进行灵活扩展,从几兆字节到几十或上百吉字节不等。这使得RAM可以满足不同应用的存储需求,从个人计算机到服务器和大型数据中心。

  4. 临时存储:RAM主要用于临时存储数据和程序,当计算机断电或重新启动时,RAM中的数据将被清除。因此,RAM通常用于存储正在运行的操作系统、应用程序和临时数据,而不是长期存储。

  5. 高价格:相比于Flash闪存等非易失性存储器,RAM的价格较高。这是因为RAM需要更高的性能和更复杂的制造工艺,以实现快速访问和随机访问的能力。

RAM广泛应用于计算机系统中,包括个人计算机、服务器、移动设备等。它被用于存储正在运行的操作系统、应用程序和临时数据,以提供快速的计算和响应。在计算机系统中,RAM通常与其他存储设备(如硬盘驱动器)结合使用,以提供更大的存储容量和更快的数据访问速度。

FLASH(闪存)

FLASH闪存是一种非易失性存储器技术,用于存储数据并实现快速读写操作。它由一系列相互连接的存储单元组成,每个存储单元可以存储一个或多个位的数据。FLASH闪存存储的数据在断电后仍然保持,不需要电源维持,因此被称为非易失性存储器。

FLASH闪存的存储单元以块的形式组织在一起,并且可以按需读取或写入。它使用电荷的状态来存储数据,通常使用两个状态表示0和1。当需要读取数据时,FLASH闪存通过检测存储单元中电荷的状态来确定存储的数据。当需要写入数据时,FLASH闪存通过改变存储单元中电荷的状态来更新数据。

FLASH闪存具有以下主要特点:

  1. 非易失性:FLASH闪存存储的数据在断电后仍然保持,不需要电源维持。这使得FLASH闪存非常适合用于存储重要的数据和程序代码。

  2. 快速访问:FLASH闪存具有快速的读取和写入速度,可以实现高性能的数据存取。这使得它适用于需要快速存取数据的应用,如操作系统、应用程序和游戏。

  3. 高密度:FLASH闪存的存储单元可以非常紧密地组织在一起,从而实现高存储密度。这意味着在相同物理空间内,可以存储更多的数据。

  4. 低功耗:FLASH闪存在读取和写入数据时消耗的能量相对较低,适合用于便携设备和移动设备。这使得它成为手机、相机、便携式媒体播放器等设备的理想存储解决方案。

  5. 耐用性:FLASH闪存具有较高的耐用性,可以承受大量的擦写操作。每个存储单元的擦写次数有限,但通过使用擦除算法和均衡技术,可以延长FLASH闪存的寿命。

目前市面上的FLASH 主要来自Intel,AMD,Fujitsu和Toshiba,而生产NAND Flash的主要厂家有Samsung和Toshiba。根据不同的生产厂商和不同的应用,闪存卡大概有U盘、SmartMedia(SM卡)、Compact Flash(CF卡)、MultiMediaCard(MMC卡)、Secure Digital(SD卡)、Memory Stick(记忆棒)、MS卡、TF卡(Micro SD卡)、PCIe闪存卡、XD-Picture Card(XD卡)和微硬盘(MICRODRIVE)这些闪存卡虽然外观、规格不同,但是技术原理都是相同的。

总结

  • ROM是只读存储器,其中存储的数据只能被读取,而不能被写入或修改。它通常包含计算机系统的启动程序和其他重要的系统信息。
  • FLASH是一种可擦写非易失性存储器,它可以被重复写入和修改。它通常用于存储操作系统、应用程序和用户数据。
  • RAM是一种易失性存储器,其中存储的数据可以被读取、写入和修改,但在断电后数据会消失。它通常用于临时存储计算机程序和数据。
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