ROM,PROM,EPROM,EEPROM及FLASH存儲器的區別


在微機的發展初期,BIOS都存放在ROM(Read Only Memory,只讀存儲器)中。ROM內部的資料是在ROM的制造工序中,在工廠里用特殊的方法被燒錄進去的,其中的內容只能讀不能改,一旦燒錄進去,用 戶只能驗證寫入的資料是否正確,不能再作任何修改。如果發現資料有任何錯誤,則只有舍棄不用,重新訂做一份。ROM是在生產線上生產的,由於成本高,一般 只用在大批量應用的場合。 
由於ROM制造和升級的不便,后來人們發明了PROM(Programmable ROM,可編程ROM)。最初從工廠中制作完成的PROM內部並沒有資料,用戶可以用專用的編程器將自己的資料寫入,但是這種機會只有一次,一旦寫入后也 無法修改,若是出了錯誤,已寫入的芯片只能報廢。PROM的特性和ROM相同,但是其成本比ROM高,而且寫入資料的速度比ROM的量產速度要慢,一般只 適用於少量需求的場合或是ROM量產前的驗證。 
EPROM(Erasable Programmable ROM,可擦除可編程ROM)芯片可重復擦除和寫入,解決了PROM芯片只能寫入一次的弊端。EPROM芯片有一個很明顯的特征,在其正面的陶瓷封裝上,開有一個玻璃窗口,透過該窗口,可以看到其內部的集成電路,紫外線透過該孔照射內部芯片就可以擦除其內的數據,完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM內資料的寫入要用專用的編程器,並且往芯片中寫內容時必須要加一定的編程電壓(VPP=12—24V,隨不同的芯片型號而定)。EPROM的型號是以27開頭的,如27C020(8*256K)是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在寫入資料后,還要以不透光的貼紙或膠布把窗口封住,以免受到周圍的紫外線照射而使資料受損。 
鑒於EPROM操作的不便,后來出的主板上的BIOS ROM芯片大部分都采用EPROM(Electrically Erasable Programmable ROM,電可擦除可編程ROM)。EPROM的擦除不需要借助於其它設備,它是以電子信號來修改其內容的,而且是以Byte為最小修改單位,不必將資料全 部洗掉才能寫入,徹底擺脫了EPROM Eraser和編程器的束縛。EPROM在寫入數據時,仍要利用一定的編程電壓,此時,只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內容,所以,它 屬於雙電壓芯片。借助於EPROM芯片的雙電壓特性,可以使BIOS具有良好的防毒功能,在升級時,把跳線開關打至“ON”的位置,即給芯片加上相應的編 程電壓,就可以方便地升級;平時使用時,則把跳線開關打至“OFF”的位置,防止CIH類的病毒對BIOS芯片的非法修改。所以,至今仍有不少主板采用 EPROM作為BIOS芯片並作為自己主板的一大特色。

EPROM、EEPROM都是存儲器 

EEROM?還是EPROM? 

EPROM就是Erasable Programmable Read Only Memory, 
中文含意為“可擦除可編程只讀存儲器”。它是一種可重寫的存儲器芯片,並且其內容在掉電的時候也不會丟失。換句話說,它是非易失性的。它通過EPROM編 程器進行編程,EPROM編程器能夠提供比正常工作電壓更高的電壓對EPROM編程。一旦經過編程,EPROM只有在強紫外線的照射下才能夠進行擦除。為 了進行擦除,EPROM的陶瓷封裝上具有一個小的石英窗口,這個石英窗口一般情況下使用不透明的粘帶覆蓋,當擦除時將這個粘帶揭掉,然后放置在強紫外線下 大約20分鍾。主要IC有27XX系列和27CXX系列。 

EEPROM就是electrically erasable, programmable, read-only 
是一種電可擦除可編程只讀存儲器,並且其內容在掉電的時候也不會丟失。在平常情況下,EEPROM與EPROM一樣是只讀的,需要寫入時,在指定的引腳加 上一個高電壓即可寫入或擦除,而且其擦除的速度極快!通常EEPROM芯片又分為串行EEPROM和並行EEPROM兩種,串行EEPROM在讀寫時數據 的輸入/輸出是通過2線、3線、4線或SPI總線等接口方式進行的,而並行EEPROM的數據輸入/輸出則是通過並行總線進行的。 主要IC有28XX系列。

 

介紹關於閃速存儲器有關知識 近年來,發展很快的新型半導體存儲器是閃速存儲器(Flash Memory)。它的主要特點是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息。就其本質而言,Flash Memory屬於EEPROM(電擦除可編程只讀存儲器)類型。它既有ROM的特點,又有很高的存取速度,而且易於擦除和重寫, 功耗很小。目前其集成度已達4MB,同時價格也有所下降。 

由於Flash Memory的獨特優點,如在一些較新的主板上采用Flash ROM BIOS,會使得BIOS 升級非常方便。 Flash Memory可用作固態大容量存儲器。目前普遍使用的大容量存儲器仍為硬盤。硬盤雖有容量大和價格低的優點,但它是機電設備,有機械磨損,可靠性及耐用性相對較差,抗沖擊、抗振動能力弱,功耗大。因此,一直希望找到取代硬盤的手段。由於Flash Memory集成度不斷提高,價格降低,使其在便攜機上取代小容量硬盤已成為可能。 目前研制的Flash Memory都符合PCMCIA標准,可以十分方便地用於各種便攜式計算機中以取代磁盤。當前有兩種類型的PCMCIA卡,一種稱為Flash存儲器卡,此卡中只有Flash Memory芯片組成的存儲體,在使用時還需要專門的軟件進行管理。另一種稱為Flash驅動卡,此卡中除Flash芯片外還有由微處理器和其它邏輯電路組成的控制電路。它們與IDE標准兼容,可在DOS下象硬盤一樣直接操作。因此也常把它們稱為Flash固態盤。 Flash Memory不足之處仍然是容量還不夠大,價格還不夠便宜。因此主要用於要求可靠性高,重量輕,但容量不大的便攜式系統中。在586微機中已把BIOS系統駐留在Flash存儲器中。

TF卡(全稱TransFlash)是由世界著名存儲設備商 
SanDisk開發的一種全球最小閃存卡,尺寸15 x 11 x 1mm,約為SD卡的1/4,和一片指甲差不多大小。在當然按照SanDisk公司的一慣作風,只要和適配器結合使用,就可以使用在標准SD卡設備上。 

得益於其較小的身材,支持TF的設備(比如手機)可以體積上做的和常規差不多大小。而手機界的巨頭之一摩托羅拉是此種設備使用最為廣泛的企業,在諸如C975、E398、A840、V710、E1000、A1000、V1000等多款手機中都可以使用TF卡。

閃存的英文名稱是"Flash Memory",一般簡稱為"Flash",它也屬於內存器件的一種。不過閃存的物理特性與常見的內存有根本性的差異:目前各類DDR、SDRAM或者 RDRAM都屬於揮發性內存,只要停止電流供應內存中的數據便無法保持,因此每次電腦開機都需要把數據重新載入內存;閃存則是一種不揮發性(Non- Volatile)內存,在沒有電流供應的條件下也能夠長久地保持數據,其存儲特性相當於硬盤,這項特性正是閃存得以成為各類便攜型數字設備的存儲介質的 基礎。 
NAND閃存的存儲單元則采用串行結構,存儲單元的讀寫是以頁和塊為單位來進行(一頁包含若干字節,若干頁則組成儲存塊,NAND的存儲塊大小為8到 32KB),這種結構最大的優點在於容量可以做得很大,超過512MB容量的NAND產品相當普遍,NAND閃存的成本較低,有利於大規模普及。NAND 閃存的缺點在於讀速度較慢,它的I/O端口只有8個,比NOR要少多了。這區區8個I/O端口只能以信號輪流傳送的方式完成數據的傳送,速度要比NOR閃 存的並行傳輸模式慢得多。再加上NAND閃存的邏輯為電子盤模塊結構,內部不存在專門的存儲控制器,一旦出現數據壞塊將無法修正,可靠性較NOR閃存要 差。NAND閃存被廣泛用於移動存儲、數碼相機、MP3播放器、掌上電腦等新興數字設備中。三星、東芝、Renesas和SanDisk是主要的NAND 閃存制造商,其中三星電子憑借價格和技術雙重優勢獲得了絕對領先的市場份額,甚至在去年第三季度超過Intel公司成為全球最大的閃存制造商。由於受到數 碼設備強勁發展的帶動,NAND閃存一直呈現指數級的超高速增長,NAND可望在2006年超過NOR成為閃存技術的主導。 

數碼閃存卡:主流數碼存儲介質 
數碼相機、MP3播放器、掌上電腦、手機等數字設備是閃存最主要的市場。前面提到,手機領域以NOR型閃存為主、閃存芯片被直接做在內部的電路板上,但數 碼相機、MP3播放器、掌上電腦等設備要求存儲介質具備可更換性,這就必須制定出接口標准來實現連接,閃存卡技術應運而生。閃存卡是以閃存作為核心存儲部 件,此外它還具備接口控制電路和外在的封裝,從邏輯層面來說可以和閃盤歸為一類,只是閃存卡具有更濃的專用化色彩、而閃盤則使用通行的USB接口。由於歷 史原因,閃存卡技術未能形成業界統一的工業標准,許多廠商都開發出自己的閃存卡方案。目前比較常見的有CF卡、SD卡、SM卡、MMC卡和索尼的 Memory Stick記憶棒。 

CF卡(CompactFlash) 
CF卡是美國SanDisk 公司於1994引入的閃存卡,可以說是最早的大容量便攜式存儲設備。它的大小只有43mm×36mm×3.3mm,相當於筆記本電腦的PCMCIA卡體積的四分之一。CF卡內部擁有獨立的控制器芯片、具有完全的PCMCIA-ATA 功能,它與設備的連接方式同PCMCIA卡的連接方式類似,只是CF卡的針腳數多達五十針。這種連接方式穩定而可靠,並不會因為頻繁插拔而影響其穩定性。 
CF卡沒有任何活動的部件,不存在物理壞道之類的問題,而且擁有優秀的抗震性能, CF卡比軟盤、硬盤之類的設備要安全可靠。CF卡的功耗很低,它可以自適應3.3伏和5伏兩種電壓,耗電量大約相當於桌面硬盤的百分之五。這樣的特性是出 類拔萃的,CF卡出現之后便成為數碼相機的首選存儲設備。經過多年的發展,CF卡技術已經非常成熟,容量從最初的4MB飆升到如今的3GB,價格也越來越 平實,受到各數碼相機制造商的普遍喜愛,CF卡目前在數碼相機存儲卡領域的市場占有率排在第二位。 

MMC卡 (MultiMediaCard) 
MMC卡是SanDisk公司和德國西門子公司於1997年合作推出的新型存儲卡,它的尺寸只有32mm×24mm×1.4mm、大小同一枚郵票差不多; 其重量也多在2克以下,並且具有耐沖擊、可反復讀寫30萬次以上等特點。從本質上看,MMC與CF其實屬於同一技術體系,兩者結構都包括快閃存芯片和控制 器芯片,功能也完全一樣,只是MMC卡的尺寸超小,而連接器也必須做在狹小的卡里面,導致生產難度和制造成本都很高、價格較為昂貴。MMC主要應用與移動 電話和MP3播放器等體積小的設備,而由於體積限制,MMC卡的容量提升較為困難,目前MMC產品以128M容量為主,256MB、512MB主要供應給 數碼發燒友及特殊用戶使用。MMC4.0標准的極速1-2GB MMC存儲卡問世,新標准的MMC多媒體存儲卡讀取速度最高達到了150倍速(22.5MB/S),而寫入速度也達到了驚人的120倍速(18MB /S)。MMC4.0標准同樣和原有的MMC存儲卡及SD存儲卡插槽兼容,可廣泛使用在手機、數碼相機、掌上電腦、其他移動數字設備等。MMC4.0標准 由MMCA多媒體存儲卡協會在MMC3.2標准的基礎上推出的。 

SD卡(Secure Digital) 
SD卡的英文全稱是Secure Digital Card,意為安全數碼卡,它由日本松下公司、東芝公司和美國SanDisk公司共同研制。SD卡仍屬於MMC標准體系,SD比MMC卡多了一個進行數字版權保護的暗號認證功能(SDMI規格),故而得名。 
SD卡的尺寸為32mm×24mm×2.1mm,面積與MMC卡相同、只是略厚一些而已。但SD卡的容量比MMC卡高出甚多,SanDisk和松下公司都 已推出容量高達1GB的SD卡。不過當前的主流還是64M、128M和256M容量,512MB以上的產品還相當昂貴。讀寫速度快是SD卡的另一個優點, 它的最高讀寫速度已突破20MB/s、幾乎達到閃存讀寫速度的極限。此外,SD卡還保持對MMC卡的兼容,支持SD卡的插口大多數都可以支持MMC卡。更 重要的是,SD卡比MMC卡易於制造,在成本上有不少優勢,SD卡得到了廣泛應用,在MP3播放器、移動電話、數碼相機、掌上電腦及便攜式攝像機,目前 SD卡接口支持者除了東芝、松下和SanDisk外,還包括卡西歐、惠普、摩托羅拉、NEC、先鋒和Palm等公司。 

SM卡(SmartMedia)與xD卡 
SM卡被稱為"智能型媒體卡",尺寸為37mm×45mm×0.76mm, SM卡的功能較為單一,用戶必須使用配有讀寫及控制功能的專用設備才能對其操作,SM卡規范的升級變化比較大。


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