嵌入式存储器的设计
一种嵌入式RAM的BIST设计
括 直 流 特 性 测 试 、交 流 特 性 测 试 、 功 能 测 试 、可 靠 性 测 试 等 。而 对 存 储 器 硬 故 障 的 测 试 通 常 使 用 行 进 （ ｃｈ 算 法 ” 。这 种 算 法 是 根 Ｍａ ） ｒ
电路 （ ＣｕＴ） 的 需 要 。当 集 成 电 路 规
建 自 测 试 方 法 时 ， 芯 片 的 测 试 阶 在
段 ，必 须 考 虑 内 建 自 测 试 的 原 理 ；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模 越 来 越 大 以 及 封 装 越 来 越 密 集
时 ， 统 的 测 试 方 法 就 会 受 到 一 定 传
进 行 测 试 时 ， 芯 片 输 入 必 要 的 信 给 号 ， 过 芯 片 内 部 的 自 检 测 试 电 通
电 路 。在 制 造 芯 片 的 电 路 时 必 须 加 入 一 些 额 外 的 自 检 测 试 电 路 ， 增 这 加 了 芯 片 面 积 。这 种 测 试 方 法 简 单 可 行 ，但 增 加 了 电 路 的 复 杂 性 ，检 测 信 号 也 有 一 定 的 局 限 性 。运 用 内
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测 试 技 术 卷
Ｔｅｓ Ｔｅｃｈｎｅｌ ｔ ｏｇｙ
随 着 超 大 规 模 集 成 电 路 （ ＬｓＴ 的 出 现 和 片 上 系 统 （ Ｃ ｖ ） ｓ。 ） 技 术 的 发 展 ， 成 电 路 规 模 和 集 成 集 度 的 不 断 扩 大 ， 统 的 测 试 生 成 遇 传 到 了难 以克 服 的 时间 复杂 性 困难 。 由 于 测 试 工 作 的 复 杂 性 ， 试 费 用 测 往 往 比 设 计 费 用 还 要 高 。优 选 测 试 技 术 在 ｖ 的 测 试 中显 得 越 来 越 Ｌｓ Ｔ 重 要 。嵌 入 式 存 储 器 由 于 其 高 带
嵌入式SD卡存储器的设计
中 图 分 类 号 ：Ｔ ２ ６ Ｐ １
Ｔｈ ｅ ｉｎ ｏ ｍｂ ｄ ｅ Ｄ ａ ｄ ｍｅ ｒ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｅ ｅ ｄ ｄ Ｓ ｃ ｒ ｍｏ ｙ
ＧＥ Ｊａ ，ＤＯＮＧ Ｈａ ｎ ｉｎ ｏ Ｂｉ ，ＺＨＥ ＮＧ ｉＢｉｇ Ｈａ ｎ （ａｕｔ ｏ ｃ ａｉ ｌ＆ Ｅｅｔ ｎｃ Ｉｆ ｍａ ｏ ，Ｃ ｉａＵ ｉ ｒｉ ｆＧ ｏｃ ｎ ｅ，Ｗｕ ａ ３ ０ ４ ｈｎ ） Ｆ ｃ ｌ ｆＭｅｈ ｎｃ ｙ ａ ｌ ｒ ｉ ｎ ｒ ｔ ｎ ｈｎ ｎｖ ｓｙ ｏ ｅｓｉ ｃｓ ｃｏ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｈ ｎ ４ ０ ７ ，Ｃ ｉ ａ
ｓ ｆ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｉ ｅ ｒ ｇ ａ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｏ ｒ ｍ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ｏ ｕ ａａ ｍｅ ￣ ｓ ｓｅ ｏｔ ｒ ｅ ｉｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｍ ｒ ｉｃ ｓｅ ｗ ｎ ｈ ｒｖ ｒ ｐ ｏ ｒ ｍ ｎ ｐ ｌ ｔ ｒ ｇ ａ ｉ ｅ ｉｎ ｄ ｔ Ｆ ｎ ｄ ｔ ｍｏ ｃ ｏ ｙ ｔ ｍ ｂ ｓ ｄ ｏ ＡＴ１ ａｅ ｎ Ｆ ６．Ｔ ｅ ｍｅ ￣ ｈ ｓ ａ ｈ ｇ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｓ ｅ ｄ，ｔ ａ ｈｅ ｅ ｅ ｉｂ ｅ ｄ ｔ ｔｒ ｇ ，ｈ ｓ ｂ ａ ｐ ｉ ｄ ｉ ｈ ｅ ｄ ｏ ｅ — ｈ ｍｏ ａ ｉｈ ｒ ｓ ｓ ｉｎ ｐ ｅ ａ ｏ ｃ ｉｖ ｒｌ ｌ ａａ ｓｏ ａ ｅ ａ ａ ｅ ｐ ｌ ｎ ｔｅ ｆ ｌ ｆｇ ｏ ｅ ｉ ｌｇｃ ｌ ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｕ ｈ ａ Ｃ ＡＭＴ ａ ｄ ｏ ｓ ｃ ｏ ｉａ ｎ ｔ ｕ ｎ ，ｓ ｃ ｓ Ｓ ｎ ｄ ｍｅ ｔ ｍａ ｎ ｔ ｍｅ ｅ ，ｅ ｃ ｉ ｇ ｅｏ ｔｒ ｔ ．
嵌入式系统实验一 存储器实验
嵌入式系统实验一存储器实验嵌入式系统实验一-存储器实验2022春季嵌入式系统课程实验报告《嵌入式系统》课程实验报告学生姓名：班级：讲师：记分及评价：项目满分：5分一、实验名称记忆实验二、实验目的了解S3C2410X处理器的内部存储空间分配；掌握存储区域配置方法；掌握对存储区进行读写访问的方法。
三、实验内容熟练使用命令脚本文件对arm存储控制器进行正确配置。
使用c语言编程，实现对ram的读写访问。
四、实验原理s3c2410a的存储器控制器提供访问外部存储器所需要的存储器控制信号，具有以下特性：●支持小／大端（通过软件选择）。
●地址空间：每个bank有128mb（总共有8个bank，共1gb）。
●除bank0只能是16/32位宽之外，其他bank都具有可编程的访问位宽（8/16/32位）。
●总共有8个存储器bank（bank0～bank7）：一其中6个用于rom，sram等；一剩下2个用于rom，sram，sdram等。
●7个固定的存储器bank（bank0～bank6）起始地址。
●最后一个bank（bank7）的起始地址是可调整的。
●最后两个bank （bank6和bank7）的大小是可编程的。
● 所有内存库的访问周期都是可编程的。
● 可以通过插入外部等待来延长总线访问周期。
● 支持SDRAM的自刷新和断电模式。
《嵌入式系统》课程实验报告2021年春季五、实验结果超级终端上显示一下信息：六、练习编写程序对sram进行字节的读写访问。
#包括\voidmemory_test(void){因蒂；uint16tdata;intmemerror=0;uint16t*pt;2022春季嵌入式系统课程实验报告uart_printf(\0x00e00000,_ram_startaddress+0x00f00000);pt=（uint16t*）（_ram_startaddress+0x00e0000）；//记忆书写while((uint32t)pt<(_ram_startaddress+0x00f00000)){*pt=（uint16t）pt；pt++；}//memoryreaduart_uuuprintf（\memorytest（%xh-%xh）：rd\\n\uuu内存_uuuu起始地址+0x00e00000，uuu内存_uuu起始地址+0x00f00000）；pt=(uint16t*)(_ram_startaddress+0x00e00000);而（（uint32t）pt<（_ram_startaddress+0x00f00000））{data=*pt;如果（数据！=（uint16t）pt）{memerror=1;uart_uPrintf（\break；}pt++;}if（memerror==0）uart_printf(\}。
嵌入式硬件设计
嵌入式硬件设计嵌入式硬件设计是一种专门用于嵌入式系统的硬件开发方法。
通过硬件设计，可以实现各种嵌入式设备，如智能手机、平板电脑、路由器等的功能。
本文将介绍嵌入式硬件设计的基本概念、流程和技术。
一、嵌入式硬件设计的基本概念嵌入式硬件设计是指在嵌入式系统中设计硬件的过程。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常用于特定的应用领域，如汽车、医疗设备、工业控制等。
嵌入式系统与普通的计算机系统相比，具有体积小、功耗低、价格低廉等特点。
嵌入式硬件设计主要包括以下几个方面的内容：1.硬件架构设计：确定嵌入式系统的硬件架构，包括处理器选择、内存设置、输入输出接口的设计等。
2.电路设计：根据硬件架构设计，设计嵌入式系统所需的电路，包括电源电路、时钟电路、信号处理电路等。
3. PCB设计：根据电路设计，进行PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）的设计，将电路图布局到电路板上，并进行线路连接。
4.元器件选型：选择适合嵌入式系统的元器件，包括处理器、存储器、传感器等，以满足系统的性能要求。
5.系统调试与测试：对嵌入式系统进行调试和测试，确保系统的稳定性和功能完整性。
二、嵌入式硬件设计的流程嵌入式硬件设计的流程主要包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、系统集成等几个阶段。
下面将对每个阶段进行详细介绍。
1. 需求分析：首先，需要明确嵌入式系统的需求，包括功能需求和性能需求。
通过与客户沟通，了解系统的使用场景和用户的需求，进而确定系统的功能和性能指标。
2. 系统设计：在需求分析的基础上，进行系统设计。
系统设计包括软硬件的划分、硬件架构设计和接口定义。
通过系统设计，确定系统所需的硬件资源和软件功能。
3. 电路设计：根据系统设计，进行电路设计。
电路设计包括电路原理图设计和电路板布局设计。
在电路设计中，需要根据硬件资源和接口定义，选择合适的元器件，并设计电路图和布局。
4. PCB设计：根据电路设计，进行PCB设计。
嵌入式存储器架构、电路及应用
嵌入式存储器架构、电路及应用嵌入式存储器是指应用于嵌入式系统中的一种存储器，它通常被集成在芯片中，用于存储程序代码、数据和配置信息等。
嵌入式存储器架构、电路和应用技术的发展，对嵌入式系统的性能和功能提升起到了重要作用。
一、嵌入式存储器架构嵌入式存储器的架构有多种类型，常见的包括非易失性存储器（NVM）、闪存存储器、动态随机存储器（DRAM）和静态随机存储器（SRAM）等。
每种存储器架构都有其特点和适用场景。
1. 非易失性存储器（NVM）是一种能够长期保存数据的存储器。
它具有快速读取、耐用性强、低功耗等特点，适用于存储程序代码和配置信息等。
常见的NVM类型有闪存存储器和EEPROM。
2. 闪存存储器是一种非易失性存储器，广泛应用于嵌入式系统中。
它具有高密度、低功耗、可擦写性好等特点，适用于存储大量的数据和文件。
常见的闪存存储器包括NOR闪存和NAND闪存。
3. 动态随机存储器（DRAM）是一种易失性存储器，用于临时存储数据。
它具有高速读写、容量大等特点，适用于存储临时数据和运行时数据。
DRAM主要用于嵌入式系统的主存储器。
4. 静态随机存储器（SRAM）是一种易失性存储器，用于高速缓存和寄存器等。
它具有高速读写、低功耗、抗干扰性强等特点，适用于存储高速访问的数据。
SRAM常用于嵌入式系统的缓存和寄存器。
二、嵌入式存储器电路嵌入式存储器的电路设计对于存储器的性能和功耗有着重要影响。
常见的嵌入式存储器电路有预取缓存、写缓冲、地址解码器和数据通路等。
1. 预取缓存是一种用于提高存储器访问速度的技术。
它通过预先将数据从存储器中读取到缓存中，减少了存储器访问的延迟。
预取缓存可以根据程序的访问模式进行优化，提高嵌入式系统的性能。
2. 写缓冲是一种用于提高存储器写入速度的技术。
它将写入的数据暂时存储在缓存中，然后再定期将数据写入存储器。
写缓冲可以减少存储器写入的次数，提高存储器的写入性能。
3. 地址解码器是一种用于将存储器的地址信号转换为存储器的片选信号的电路。
说明嵌入式分级存储器系统的结构
说明嵌入式分级存储器系统的结构1.引言1.1 概述嵌入式分级存储器系统是一种用于提高计算机性能的重要技术。
随着计算机技术的发展和应用领域的拓展，对计算机存储器的要求越来越高。
嵌入式分级存储器系统通过将存储器分为多个层次，每个层次的存储介质和访问速度不同，从而在满足存储需求的同时提高了系统的性能。
嵌入式分级存储器系统的结构是由多个层次的存储介质组成的。
通常分为高速缓存、主存和辅助存储器三个层次。
高速缓存是距离处理器最近的一层，通过存储最常访问的数据和指令来提高系统性能。
主存是处理器直接访问的存储介质，存储正在运行的程序和数据。
而辅助存储器则是存储大量数据和程序的介质，包括硬盘、光盘等。
嵌入式分级存储器系统的设计原则是根据访问频率和访问速度的关系来确定存储介质的层次划分。
对于访问频率高、访问速度快的数据和指令，会优先存储在高速缓存中，以便快速访问。
访问频率较低的数据和指令则存储在主存或辅助存储器中。
这样的划分可以在一定程度上减少访问存储介质所需的时间，提高系统的响应速度。
嵌入式分级存储器系统的结构对于提高计算机的性能和效率非常重要。
通过合理地划分存储介质的层次，可以有效地减少存储器访问时间，提高系统的运行速度。
同时，嵌入式分级存储器系统也能够更好地满足计算机在不同应用场景下的存储需求，提供更好的用户体验和服务。
综上所述，嵌入式分级存储器系统作为一种提高计算机性能的重要技术，其结构是由多个层次的存储介质组成的。
通过合理划分存储介质的层次，可以提高系统的响应速度和效率，满足不同应用场景下的存储需求。
因此，研究和应用嵌入式分级存储器系统具有重要的意义和广阔的发展前景。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的整体框架和各个章节的主要内容，以帮助读者更好地理解和导航整篇文章。
以下是一个可能的参考内容：文章结构部分：本文将围绕嵌入式分级存储器系统展开详细的说明和分析。
为了让读者更好地理解文章的内容和组织，下面将简要介绍本文的结构。
嵌入式高速固态存储器的设计
置 。嵌 入式 存储 器要 求有 较 高的可 靠性 和掉 电数据
不 易丢 失等 特点 ， 高速、 高 精度 测量 系 统 中往 往 要求
较 高 的采样 速度 、 较 多 的采 样 位 数 以 满 足 高保 真 数
据 还 原 的 需 要 。作 为 一 种 安 全 、 快 速 的存 储 体 ， ＮＡＮＤ Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 存储 器具有体积 小、 容量大 、 成 本 低、 掉 电数据 不 丢 失 、 可 在线 重 复 编程 和 擦 除 、 抗 震
０ 引 言
嵌 入式 固态 存储 器是 一种 将被 测量 信号 存储 起
来， 用 于事后 分 析处 理 、 运行状态记 录、 诊 断等 的装
１ ＮＡＮＤ Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 存 储 器 的选 择
ＮＡＮＤ Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 是一 种 掉 电非 易 失 性 存 储 器 ，
它 的记忆 载体 是 半 导体 材 料 ， 比传 统 的存 储 设 备更 能承 受较 大 的温 度变化 、 较 强 的机械 振动 和 冲击 ， 是
Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ 芯 片 由多个 块组 成 ；
最佳 选 择 。并 且 ， 随着 半导 体技 术 的发展 ， 其 读写 速
度 和容 量仍 在不 断提 高 。ＮＡＮＤ Ｆ Ｌ ＡＳ Ｈ 的主要 特
点 如下 ＿ ２ ］ ：
（ １ ）以页 为单 位 进 行 读 和 写操 作 ， 以 块 为 单 位
进行 擦 除操 Ｕ Ａ Ｎ Ｚｈｅ ｎ＿ ｈｕ ｉ
（ Ｔｈ ｅ ７２ ３ Ｉ ｎｓ ｔ ｉ ｔ ｕｔ ｅ ｏ ｆ ＣＳＩ Ｃ， Ｙａ ｎ ｇｚ ｈ ｏｕ ２ ２５ ０ ０１， Ｃｈ ｉ ｎ ａ）
嵌入式存储器架构
嵌入式存储器架构引言嵌入式存储器是嵌入式系统中的一个关键组成部分，用于存储程序代码、数据以及操作系统，对系统的性能和功耗有着重要影响。
嵌入式存储器架构的设计和优化决定了嵌入式系统的整体性能和功耗效率。
本文将介绍嵌入式存储器的基本概念、常见的嵌入式存储器架构以及一些优化技术。
基本概念嵌入式存储器类型嵌入式存储器可以分为两种类型：ROM（只读存储器）和RAM（随机访问存储器）。
•ROM是一种只读存储器，数据可以被写入一次，之后只能读取。
常见的ROM包括FLASH和EPROM（可擦除可编程只读存储器）。
•RAM是一种随机访问存储器，数据可以被任意读写。
常见的RAM包括SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器）。
存储器层次结构嵌入式系统中的存储器通常按照访问速度和容量进行划分，有着多层次的结构。
典型的存储器层次结构如下：1.寄存器：在CPU内部，速度最快，但容量较小，一般用于临时存储数据和指令。
2.高速缓存（Cache）：位于CPU内部或CPU和主存之间，速度较快，容量适中，用于存储最常用的数据和指令。
3.主存储器：位于CPU外部，速度较慢，容量较大，用于存储程序代码和数据。
4.外部存储器：主要指存储器芯片外的存储设备，如硬盘、闪存、SD卡等，容量更大，但速度更慢。
嵌入式存储器架构ROM架构ROM是一种只读存储器，常见的ROM架构有：1.只读存储器（Read-Only Memory, ROM）：数据只能被写入一次，之后只能读取。
ROM常用于存储程序代码。
2.可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory, EPROM）：数据可以被擦除和编程，允许多次修改。
EPROM需要通过特殊的设备进行擦写和编程。
3.闪存（Flash Memory）：一种可擦写存储器，允许对特定扇区进行擦除和编程。
闪存被广泛应用于嵌入式系统中。
RAM架构RAM是一种随机访问存储器，常见的RAM架构有：1.静态随机访问存储器（Static Random-Access Memory, SRAM）：使用触发器实现存储单元，速度快，功耗较高，常用于高性能系统。
嵌入式高速固态存储器的组成原理与设计实现
／ ３ ５ ０ ｘ ６ ４ ＝１ ． ５ ＧＢ。
因此 ，可 以使用 现 场可 编程 门 阵列 （ 即 据读 取速度为 ８ ６ ４ ０ 字节 ／ ３ ５ ｘ ６ ４ ＝ １ ５ Ｇ Ｂ 。而在 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ）作 为主控 制器 ，通过 片上 系统设计 ，
假设平均最大坏块数为 ６ ４ ０ 块 ，每块的容 量为 １ ０ ２ ４ 字节 ，则无效容量为 ４ ２ Ｇ Ｂ 。存储器 系统
因素 的转变 ，在 当前市场环 境变幻莫测的背景
存 储 器 的 硬 件 部 分 可 以 由 ８片 ＮＡＮＤ
下 ，信息 的及 时性和准确性成为衡量企业市场 Ｆ ０ ０ ０ Ｇ Ｂ，若 以 １ ． ５ ＧＢ的速度对 Ｌ Ａ Ｓ Ｈ器件共 同构成 ，对其 存储容 量和速 度 设计容 量约为 ２ 竞争力的关键 因素 ， 科学技术成为第一生产力。 进行相应的扩展 ，组成 ６ 数据进行操作 ，则可以得 出 ，系统 的最大 可存 ４位 Ｄ ＤＲ接 口界面，
Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ进 行操作 时 ，其操作 一般 可 以分为 两
个部分 ，即片 内缓冲 区数据访问部分 ，以及页
面编程部分 。缓冲 区数据访 问需要的时间为 ：
８ ６ ４ ０字 节 ／ ４ ０ ０ ＭＴ ／ ｓ ＝ ２ １ ０ ６。在 对数 据进 行 读
取 操作 时，以 ３ ５为最 大处理 时间，采用乒乓 切 换的方 式进行外 部缓冲 ，则 ６ ４ 片 系统的数
１嵌入式 高速 固态存储 器概 述
对嵌入式高速 固态存储器进行了系统的设计和
嵌入式MPSoC的片上存储器设计优化技术综述
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
从 １ ［ １ Ｊ 可以 看出 ，嵌 人 式 片 Ｌ 仔 储 器 外 存储 器之 间速 度不 匹配的 问题 而设 计的 。 圭要 包 括 Ｓ Ｐ Ｍ， ｛ １ Ｃａ ｃ ｈ ｅ 两 种 结构 ；其 中 ， 图ｌ 给 出了嵌 入式 存储 系统 的层次 结构 。 Ｓ Ｐ Ｍ 由基本 的Ｓ ＲＡ Ｍ构成 ，Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ 是 内部 的 从图ｌ 中可 以看 出 ，沿 着 存 储 层次 自顶 高 速缓 存 ，它 们在 嵌 入式 系统 的 位 如 图２ 向下 ，存储 器的 单位成 本 降低 ，存取 时 间增 所 示 。 大 ，存 取能耗 增 大 ．访 问频 度 降低 ，容量 增 ＾ 人图２ 中 可以 看 Ｈ ｊ ，ｃ ａ ｃ ｈ ｅ 位 ｒ 处 理 器 戴 要 的 且 容 里 — ］ 一 内核和 上 大 。寄 存 器 处 在 最 顶 层 ，位 于 处 理 器 内 核 仔之 间，不 占用 独立的 地址 窄 问。 中 ，提 供最 快的 存储 访问速 度 。接 下来 一层 Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ 从 局部性 原 理考 虑 ，保 存最 近 一 段 时 仍 然 在芯 片 内部 ，主要 包 括Ｓ Ｐ Ｍ（ Ｓ ｃ ｒ ａ ｔ ｃ ｈ － 间内处 理器 访问 到的 主存 内容 ，这样 就可 以 Ｐ ａ ｄ Ｍｅ ｍｏ ｒ ｙ ） 和Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ 两 种 ，这 一层就是 本 减 少 外部低 速存 储器 的访 问 ，许 且也 能降 低 文 要重 点研 究的 片上 存储 器 。再往 单存 下就是 存 访 板 容 能 耗 。处理 器在 需要进 行数 据指 令读 取操 作 位 取 取 问 餐 时 ，总是 从 Ｃ 级 存储 器 ，可 以分 为主存 和掉 电非 易失存 储 ａ ｃ ｈ ｅ 中读 取 ，根 据地 址 检查 是 器 两 层 。采 用这 种 层 次 性 结 构 ， 可以 用 低 否命 中。如 果命 中 ， 直 接将数 据或 指 令传 速 、高能耗 存储 器的 平均 价位 得到 高速 、低 送 给 处理 器 ；否则就 先从 主存 储器 中把所 需 能 耗存 储 器的性 能 ，并能 满足 系统 对存 储 器 内容送 入 Ｃ ａ ｃ ｈ ｅ ，然后 再送 给处理 器 。
嵌入式存储器及系统结构
上面那个系统的外围器件比较多,电路也比较复杂. 对于很多的嵌入式系统,如小型手持设备而言,出于硬件成 本,PCB板面积等因素的考虑,往往去掉其它一些器件. 比如,在自带Nand Flash的情况下,可用NandFlash代替 EEPROM和NorFlash.如有些MCU自带USB控制器和 LCD Driver,RTC等,就可以省去这些外围电路.但需要 一个MCU/MPU能直接运行的Bootloader程序对存放在 NandFlash的程序进行引导.该BootLoader程序必须带有 NandFlash驱动. 对于另外一些MPU,由于自身并不带有RAM和ROM,就需 要扩展相应的电路. 对于某些MCU/MPU,其内置的ROM自带有Bootloader.
嵌入式存储器及系统结构嵌入式系统结构嵌入式系统体系结构嵌入式系统软件结构嵌入式系统的组成结构嵌入式系统的结构嵌入式系统的存储结构嵌入式系统结构图嵌入式系统数据结构嵌入式存储器
嵌入式存储器及系统结构
李 立华 2007.04.13
目录
1.嵌入式存储器简介 嵌入式存储器简介
1.1 常用存储器简介
1.嵌入式系统存储器 1.嵌入式系统存储器
对NandFlash而言,h读写流程图.
写数据
读数据
事实上,在写数据时,还要先对擦除NandFlash. 在送地址和数据时,NandFlash通过I/O总线依次送入地址和数据,而 且读写是以块为单位进行操作. 这样,如果要访问NandFlash内的数据,必段以块中的页为单位,根据 所指定的块和页将该页的数据读入内存,然后根据内存中的相对地址 对该数据进行访问. 该原理和PC机的硬盘工作机理很相似. 如果需要将NandFlash作程序存储器,需要注意以下事项: (1)由于NandFlash出错和出现坏块的机会比NorFlash大得多,而程序出 错后的问题往往是致命的.所以必须有错误冗余校验机制和纠错机制. (2)由于MCU/MPU不能直接对NandFlash程序和数据进行访问,所以必 须有一个BootLoader程序将NandFlash程序映射到RAM中才可以执行. 也就是说在该单片机系统中,必须有一个ROM存储引导程序.该引 导程序一般说来是很精巧的. 在该BootLoader,必须包含NandFlash读驱动程序. 需要注意的是,该处的BootLoader和我们PC机的Boot是有区别的,而 更像PC机的BIOS程序. (3)用NandFlash存储程序的系统一般都用于程序量比较大,且要求带有 NandFlash存储器的系统.
嵌入式静态随机存储器的低功耗设计
（） Ｉ 多级 子位线 技术 （ ｉｄｄＢ ｃｎｑｅ Ｄｖ ｅ Ｌｔ ｈｉｕ ） ｉ ｅ 位 线 电容主要 由存储 单元访 问管漏端 结 电容和 位 线金 属 电容组 成 。要 减 少位 线 电容 ， 需要 减 少 则 结 电容 和金 属 电 容 。Ａｈｓ 用 多级 位 线 技 术 ， ｓｉ ｈ采 将
⑥ ２ ０ Ｓ ｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０７ ｃ ． ｃ． ｎｎ ． Ｔ
嵌 入 式 静 态随 机 存 储 器 的低 功耗 设 计
姚其 爽 张昭勇 张 盛 兵
（西北工业 大学软件与微 电子学院 ， 安 ７ ０ ６ ； 西 １０ ５ 苏州芯同科技有 限公司 苏＇ ２０ ２ ； ， ｋ １０５ 西北工业大学计算机学 院 西安 ７ ０ ７ ） ｔ ｔ ， １０ ２
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第 ７卷
第８ 期
２０ ０ ７年 ４月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ． Ｎｏ Ａｐｎ ２ ０ １７ ．８ ０ ７
１７ —８ ９ ２ ０ ）８１８ －５ ６ １１ １ （ ０７ ０ —７ １ ０
Ｓ ｉｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｇｎ ｅ ｉｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
７卷
和子字 线 将 使 得 存 储 单 元 面 积 增 大 ， 大 了 整 体 增 ｅＲ Ｍ 的面积 开 销 。这 种方 法在 存 储 器容 量 较 大 ＳＡ
的时候 ， 比较 有利 。
（） ２ 子字线 技术 （ ｉｄｄＷＬｔｃｎｑｅ Ｄｖ ｅ ｈｉｕ ） ｉ ｅ 划 分存储 器 阵列和分 割字线 可 以减 少 每次访 问 时 的开关 电容 。Ｃｒｖｌ 推荐 了一种 类似 划分 技术 ａ ｅａ ａ ｌ （ ｉｄｄＷｏｄＬｎ ） 使 得 位线 电容 和 字线 电容 都 Ｄｖ ｅ ｒ ｉｅ ， ｉ
基于STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计
基于 STM32嵌入式多路数据采集存储系统的设计2.北京卫星导航中心,北京, 100094摘要针对多路信号采集，提出了一种嵌入式数据采集存储系统，该系统基于STM32微处理器和MDK KEIL软件开发平台设计。
详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。
最后，通过两路电压数据采集存储分析试验，验证本系统的正确性和可靠性。
关键词嵌入式；STM32；多路数据采集；MDK中图分类号：P715.2 文献标识码：A0引言随着现代科学技术的不断发展，人们对多路数据采集存储技术的要求越来越高。
传统的基于单片机或工控机PLC的数据采集技术，因采集精度低、设计复杂等缺点，很难满足人们的要求。
将嵌入式引入采集技术中能够解决上述存在的问题[1]。
STM32微处理器作为成熟的ARM嵌入式芯片，有着丰富的外围接口、较高的处理速度以及较低的价格，在嵌入式技术领域有着广泛的应用[2]。
本文阐述基于STM32的多路数据采集存储系统的设计方法，希望提出一套具有一定借鉴意义的通用的开发方案。
1系统组成本系统主要由微处理器、多路数据采集模块、存储模块、电源模块、下载模块、时钟模块以及复位模块组成。
微处理器是本系统核心，控制整个系统的工作流程，包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等；多路数据采集模块对外部输入的信号进行数据采集；存储模块对采集得到的数据进行实时存储；本系统电源输入为12V电压，通过电源模块转换后可为系统各个模块提供5V、3.3V的标准电压；下载模块为本系统提供软件程序下载接口；时钟模块采用8MHz的高速外部晶振和32.768的低速外部晶振，通过倍频分频的方式，为处理器各个部分提供相应时钟；复位模块采用按键复位设计，为整个系统提供硬件复位功能。
系统组成如图1所示。
图1 系统组成示意图Fig. 1 Schematic diagram of composition of system2系统硬件设计2.1微处理器作为本系统核心，微处理器控制着整个系统的工作，包括启动和暂停数据采集存储、读写存储器等。
嵌入式系统的存储技术
嵌入式系统的存储技术随着科技的发展，人们对设备的依赖越来越大，而嵌入式系统则成为了实现各种设备与物联网连接的基础。
嵌入式系统的特点在于其小巧精致、功耗低、价格便宜等，所以它非常适合应用到各种小型设备中，如智能手表、智能手机、智能电视等等。
而嵌入式系统的存储技术则成为了应用在嵌入式系统中的一个重要方面。
以下将介绍嵌入式系统的存储技术，包括嵌入式存储的分类、特点和优势。
一、嵌入式存储的分类嵌入式存储分为外部存储和内部存储两种。
外部存储即为外置存储器，是外接的存储设备，如USB、SD卡等等；内部存储则是指直接内嵌在设备上的存储器，如ROM、RAM、Flash存储器等等。
1. 内部存储内部存储通常指的是设备内部的ROM、RAM、Flash存储器。
其中ROM存储器是只读存储器，无法进行数据修改，只有在生产过程有数据烧录的需求；RAM存储器则可随意读写数据，但是它不能断电保存数据，所以一旦断电，数据就会丢失；Flash存储器不仅有可读可写的功能，还可以长时间持久地存储数据，已成为当前嵌入式系统最为广泛使用的内存技术。
2. 外部存储外部存储是通过接口连接到嵌入式设备的外部存储器，如SD 卡、USB驱动器等。
相对于内部存储来说，外部存储的优点在于容量较大、擅长存储大文件等等，但是极端温度下会对读写产生影响。
二、嵌入式存储的特点嵌入式系统的存储技术与普通系统有着不同的特点。
具体而言，嵌入式系统的存储技术具有以下几个特点：1. 低功耗、省电相对于普通系统的存储器而言，嵌入式系统的存储器功耗更低，使用寿命更长，这使得其非常适合应用于长时间工作的小型设备中。
2. 嵌入式存储器体积小、强度高由于嵌入式系统要求设备的占地面积尽量小，所以嵌入式存储的体积也需要极小，这就要求其件体尺寸和重量都能达到最小化。
对于嵌入式存储器而言，它需要具有较好的抗震耐用性，这是因为往往嵌入式设备的运动过程中会受到各种环境因素的影响。
3. 速度快、响应快嵌入式系统的操作响应速度非常快，这使得其非常适合用于处理实时操作、快速响应用户指令等等。
针对嵌入式系统的存储器管理单元设计
９ ２ ０ ．３ １ ６ ０７ ４ （ ）
Ｃ ｍ ｕ ｒＥ ｇ ｅ ｒ ｇ ａｄ Ａ ｐｉ ｔ ｎ 算 机 工 程 与 应用 ｏ ｐ ｔ ｎ ｉ ｅｉ ｎ ｐ ｌ ａｏｓ计 ｅ ｎ ｎ ｃｉ
◎产 品、 发 、 研 元设计
了处 理 鑫 连 续访 问 同一 虚 拟 页面时 的 地 址 转 换 效 率 。 快表 失 效 时 ， 计 了专 门的 硬 件 来 实 现 页 表 查 询 厦 快 表 填 充 。 理 速 度 明 显 设 处
优 于 软 件 。论 文设 计 的 ＭＭＵ能 够很 好 地 和 Ｌｎｘ配合 ， 成地 址映 射 厦 存 储 权 限 管 理 。 ｉｕ 完
ＡＳＣ ＆ Ｓ ｓｅ ｔｔ ｙ Ｌ ｂ ｒｔｒ Ｆ ｄ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ２ ２ ３， ｉａ Ｉ ｙ ｔｍｓ Ｓａｅ Ｋｅ ａ ｏａｏｙ。 ｕ ａ ｉｅ ｓ ｙ Ｓ ａ ｇ ａ ０１０ Ｃｈｎ ｔ Ｅ ｍａｌｈｚｕ￣ｕ ａ ．ｄ ．ｎ — ｉ：ｆｈ Ｃ ｄ ｎｅ ｕｃ
Ｌ ｎ ｘ ｐ ｒ ｃ ｙ ｉｕ ｅ ｅｔ ． ｆ ｌ
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｂ ｄ ｅ ｙｔｍ ； ｍｏ ｎ ｇｍｅ ｔｕ ｉ； ｉｕ Ｌ ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｅ ｄ ｄ ｓｓｅ ｍｅ ｒ ｍａ ａ ｅ ｎ ｎｔＬ ｎ ｘ Ｔ Ｂ ｙ
摘 要 ： 针对 Ｌｎ ｘ操作 系统， ｉ ｕ 实现 了面向 ３ 位 Ｒ Ｉ ２ ＳＣ嵌入 式处理 器的存储 器管理单元。通过在指令快表 中增加预比较电路 ， 提高
家 庭网 络 Ｓ Ｃ平 台中使用 的嵌 入式 系统 架 构如 图 １ Ｏ 所 示 ．包 括 自行 设 计 的 ３ ２位 Ｒ Ｉ 理 器 核 、 ＳＣ处 ＭＭＵ 、ａ ｈ Ｃ ｃ ｅ以及
片外 主存 。处 理器 给 出 的虚 拟 地 址 经 过 Ｍ ＭＵ 进 行 地 址 映 射后
嵌入式设备NAND Flash存储系统的设计与实现
比如Ｅ Ｔ 、 Ｘ ２ Ｆ Ｔ ２等文件系统， Ｘ ３ Ｅ Ｔ 、Ａ ３ 由于我 们在接下来 的块
设 备 层 中 实 现 了 闪存 翻 译 层 （Ｔ ）所 以文 件 系 统 可 以采 用 任 Ｆ Ｌ， 何 通 用 的 文 件 系 统 ， 不 需 要 采 用 特 殊 的针 对 Ｎ Ｎ ｌ ｈ 而 Ａ ＤＦａ 的 ｓ 文件 系 统 ， 比如 Ｊ Ｆ ２等 ，块 设 备 驱 动 层 ， 主 要 实 现 统 一 的 ＦＳ Ｌｎｘ 设 备 驱 动 ， 要 完 成 块 设 备 注册 、 义 块 设 备 操 作 、 ｉ 块 ｕ 主 定 请
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅｏ ｏ ａ ｅｓ ｓｅ ｉ ｍｂ ｄ ｅ ｅ ｉｅ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｏｄ ｖ ｌｐ ａ ｔｒ ｇ ｔｍ ｅ ｅ ｄ ｄｄ ｖ ｃ ， ｈ ｓ ｙ ｎ ＮＡＮＤ ｌ ｓ ａ ｄ ｌ ｓ ｄｌｒ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｏ ａ ｅｄ ｖ ｃ ｕ ｉ ｄ Ｆ ａ ｈｔ ｔ ｗｉ ｅｙｕ ｅ ｇ － ａ ａ ｉ ｓ ｒ ｇ ｅ ｉ ｅ ｓ ｔ ｄ ｅ ． ｈ ａ ａ ｙｔ ｉｓ Ａ ｅ ｉｎ ｏ ＮＡＮＤ ｌｓ ｏ ａ ｅｓ ｓｅ ｆ ｒ ｍｂ ｄ ｅ ｅ ｉ ｅ ｔ ｄ ｃ ｄ ｎ ｓ ｕ ｃ ｉｎ ｎ ｏ ｓｉ ｔ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ ｈ ａ ｔ ｕ ａ ｄ ｓ ｆ ｇ Ｆ ａ ｈｓ ｒ ｇ ｙ ｔｍ ｔ ｏ ｅ ｅ ｄ ｄｄ ｖ ｃ ｓ ｓ ｎ ｒ ｕ ｅ ，ａ ｄ ｉ ｎ ｔ ｓ ｄｃ ｎ ｔ ｅ ｅｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｒｉ ｌｒ ｉｉ ｏ ｔｆ ｏ ａ ｕ ｔ ａ ｐ ｃ ｄ ｓｇ ｘ ｌｉ ｅ ｉ ｒｒ ｈｃ ｌ ． Ｔ ｅ ｓ ｅ ｉｌ ｌ ｃ ｒｖ ｒ Ｆ Ｌ ｄ ｓｇ ｎ ｅｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｏ ｒ ｅ ｉ ａｉ ａｉ ｎ ａ ｅ ｌｉ ｅａ ｌ ｅ ｉ ｉ ｅ ｐ ａｎ ｄ ｈ ｅ ａｃ ｉａ ｌ ｎ ｓ ｙ ｈ ｐ ｃ ａ ｏ ｋ ｄ ｉ ｅ ， Ｔ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｔ ｐ ｉ ａ ｉ ｆ ｉ ｒｉ ｔ ｌ ｔ ｒ ｄ ｉ ｄ ｔ ｉ ｂ ｈ ｍｉ ｏ ｄ ｖ ｎ ｉ ｚ ｏ ａ ｎ ． Ａ ｔ ｏ ｆ ｅ ｌ ｉ ｇＮＡＮＤ ｌｓ ｔｒ ｇ ｙ ｔ ｍ ｅ ｉ ｅｄ ｉ ｅ ｓｉ ｐ ｏ ｉ ｅ ． Ｆ ｎ ｌ ， ｔ ｅ ｅ ｃ ｌ ｎ ｆｅ ｔ ｓｉ ｕ ｎ ｔ ｄ ｍｅ ｈ ｄｏ ｒ ａｉ ｎ ｚ Ｆ ａ ｈ ｓｏ ａ ｅｓ ｓｅ ｄ ｖ ｃ ｒｖ ｒ ｒ ｖ ｄ ｄ ｓ ｉ ａｌ ｙ ｈ ｘ ｅｌ ｔ ｅ ｅ ｃ ｌｍｉ ａ ｅ ． ｉ ｌ
嵌入式系统的存储器
目的：确定任何由处理器放置在数据总线上的值都被另一端的 存储设备正确接收。
方法：走1测试法。
5. 制定测试算法（continued）
⑵ 地址总线测试
目的：地址总线的问题会导致存储区域的重叠 方法：测试位置2n
⑶ 存储器件测试
目的：存储器件测试用于测试存储器件本身的完整性，要确认 器件中的每一位都没有故障。
⑵ 编程器
目前，广泛使用的编程器大多是多功能的编程器，可以对 PROM、EPROM、Flash、EEPROM、PLD器件等编程。
编程过程包括3个步骤：空检查、载入程序和验证。
6. 只读存储器的编程（continued）
⑶ 编程器的输入文件
a. intel 16进制格式 b. motorola格式 c. 二进制型
DRAM
SRAM NVRAM Flash EEPROM EPROM PROM 掩膜ROM
5 随机存储器RAM
随机存储器（RAM）的任意存储单元都可以以任意次 序进行读/写操作。
1. 静态RAM
⑴ 概述
SRAM通常有以下4种引脚：CE、R/W 、Adrs、Data
⑵ 静态RAM的操作
SRAM的操作有两种：读操作和写操作。
AB15 31 AB16 2
1
A0
D0
A1
D1
A2
D2
A3
D3
A4
D4
A5
D5
A6
D6
A7
D7
A8
A9
A10 VCC
A 11
A12
A13 GND
A14 A 1G5 N DC E 2
A16 CE1
OE
NC WE
嵌入式存储器自修复电路的设计与仿真
・
１ ４・
理 论 与 实 践
２ １ 第 ３ 第 １期 ００年 ０卷
嵌 入 式存 储 器 自修 复 电路 的设 计 与仿 真
王 丽
（ 京航 空航 天大 学 金城 学院 ，江苏 南 京 ２ １５ ） 南 １１６
摘 要 ： 介 绍 了 一种 存 储 器 自修 复 电路 的 仿 真 设 计 ，其 中 内 建 自测 试 模 块 中 的 地 址 生 成 器 采 用 Ｌ Ｓ 设 计 ， ＦＲ
片面积越 来越 小 ，而 嵌 入 式 存 储 器 的 密度 和 复 杂 度 越
来越高 ， 存储器更易发生物理故 障。所 以如何降低存
储器 自 测试电路硬件开销等问题仍然是 当今研究的热 点。由于系统对可靠性的要求更高 ，具有 自修复能力 的嵌入式存储器系统成为许多电子 电路功能模 块研究 的重点 内容 。
Ｏ 引言 ＩＲ ２ ０ 中报告 ，到 ２ １ Ｔ Ｓ０ １ ０４年嵌入式存储器在系统
芯片 （ｙ ｅ ． ． ｃｉ，Ｓ Ｃ ｓｓ ｍ ｏ ａ ｈ ｔ ｎ — ｐ Ｏ ）中所 占面积的比例将达
９ ４％ …
。
复杂 度 为 ２ Ｎ 的 Ｍ ｒｈＭＳ ３ ａｃ Ｌ测 试算 法 ，它 不但 能 检测
出固定 、开路等故障而且 能检 测出所有的 ２组合联接 故障 。为了进一步降低 自 试 电路的硬件 开销 ，本 Ｊ 测 文设计 了一种基于 Ｌ Ｓ Ｆ Ｒ的地址发生器 。与传统的设计 方法相比，它具有面积开销小 、复用性强和速度快等
优点 。
随着半 导 体工 艺发 展 到 了深 亚微 米 时代 ，芯
它 面 积 开 销 相 当小 ， 从 而 大 大 降 低 了整 个 测 试 电路 的 硬 件 开 销 。 而 内建 自修 复 模 块 采 用 基 于 一 维 冗 余 （ 余 行 冗
SOC中嵌入式存储器阴影逻辑的可测性设计
关 键词 ： 可测性设计； 扫描设计； 阴影逻辑； 故障覆盖率 ； 自动测试图形生成
中图分 类号 ： Ｎ４ Ｔ ７
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ ５ ９ ９ （ ０ ２ ０ — ３ ７ ０ １０ — ４０ ２１ ）３ ０１ — ５
集 成 电路 已经 发 展 到 了 系统 芯 片 Ｓ Ｃ（ｙｔｍ Ｏ Ｓｓ ｅ
Ｅ ＡＣＣ：５ ０ Ｅ ２７
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ － ４ ０ ２ １ ． ３ ０ ７ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ５ ９ ９ ． ０ ２ ０ ． １ ｓ
Ｓ Ｃ中嵌 入 式 存 储 器 阴 影 逻 辑 的 可 测 性 设 计 Ｏ
施文龙 ， 林 伟
（ 福州大学福建 省微 电子集成 电路重点 实验 室 ， 福州 ３０ ０ ） ５ ０ ２
构． 目前 应用最 广泛 的可以有效 提高芯 片可测性 的实
现方法是基于扫描结构 的可测性设 计。扫描设计具有
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高速缓冲存储器的设计
与存储层次相关的三个概念：包容性、一致性、局部性 包含性：是指所有的信息最初都是存储在最外层的存储器 中的，在程序执行过程中，被存储的数据和指令的一部分 在被需要的时转移到较高层次的存储器中，同时随着数据 未被使用的时间不断增长，它将转移到低层次存储器中。
一致性：较低层次存储器中的同一信息项的拷贝 必须保持一致，即如果处理器中对一个字进行了 修改，那么这个字的拷贝必须在所有低层次的存 储器中进行更新，立即更新（直写式）或者最后 更新（回写式）
嵌入式SRAM的设计 1T-SRAM宏单元 Mosys 公司提出的1T-SRAM 单元包括一个电 容和一个访问管，与平面D-RAM 单元非常相似， 只是用一个MOS结构代替了D-RAM的电容，其 单元示意图如图所示。
位线 字线
优点： 由于采用MOS结构做存储电容使得可以利 用标准的逻辑工艺来制造； 这种单元的面积只有传统SRAM 单元的1/3 到1/4 并且容易按比例缩小，
嵌入式非易失性存储器
随着消费水平的提高，为了有效存储不掉 电的代码和数据，嵌入式闪存的应用开始 蓬勃发展。幻灯片 7
嵌入式存储器发展史
嵌入式存储器发展史
嵌入式存储器和分立式存储器最重要的不同之处 在于嵌入式存储器往往受限于应用IC的本身工艺 特性条件，而分立式存储器主要围绕存储器器件 进行优化工艺。 九十年代中期Intel将片外高速缓冲器存储器集成 到片内的重大举动，除了导致一大批分立的片外 高速缓冲器存储器厂倒闭，还标志着嵌入式存储 器成为主流厂商的不二选择。幻灯片 4
高速缓冲存储器的设计 高速缓存的配置：高速缓存的规模、映射方式、 行容量、高速缓存是组合的还是分离的。 高速缓存的组合和分离指的是指数据和指令在高 速缓存中是集合在一起还是用不用的存储器分开。 系统可以有分离的高速缓存其中一个存放指令另 一个存放数据，这两个高速缓存可以采用不同的 结构来优化各自的功能。同时包含数据和指令的 高速缓存叫“统一高速缓存”。
嵌入式存储器的设计与应用
学号：111120008 姓名：胡雪花
L/O/G/O
目录
嵌入式存储器简介 嵌入式存储器的发展史 嵌入式存储器的技术指标 嵌入式存储器的优缺点 高速缓冲存储器的设计 嵌入式SRAM 嵌入式DRAM
嵌入式存储器简介
嵌入式存储器不同于片外存储器，它是集成在片 内与系统中各个逻辑、混合信号等IP共同组成单 一芯片的基本组成部分。嵌入式存储器包括嵌入 式静态存储器，动态存储器和各种非挥发性存储 器。 嵌入式存储器体分为两类，一类是挥发性存储 器，另一类是非挥发性存储器，挥发性存储器包 括SRAM、DRAM；非挥发性存储器包括OTP、 ROM、EEPROM和e-FLASH等。 非挥发性存储器主要用于存储器掉电不丢失的固定
高速缓冲存储器的设计 高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级 存储器， 由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比 较小但速度比主存高得多， 接近于CPU的速度。 Cache的功能是用来存放那些近期需要运行的指 令与数据。目的是提高CPU对存储器的访问速度。 一个典型的高速缓冲存储器系统是由一个标准的 存储器层次组成，包括片上高速缓存（L1）、片 外高速缓存（L2）以及快速页模式DRAM或 EDO DRAM.通常存储层次包括五级（Li）：寄 存器（L0）、高速缓存（L1）、主存（L2）、磁盘 存储器（L3）以及备份单元(如磁盘或光盘(L4))。
嵌入式SRAM的设计 工作原理： 1)4T SRAM单元的两个访问管位pMOS管，当 字线电压从1.8V降到0V时，单元将被选中 2）位线的预充电压必须保持在1.8V以上，以保 证稳定的数据保持时间。在读操作过程中，单元 将一对位线中的一根(BL)放电。然后读出放大器 将位线上的差分电压放大。在写操作过程中，写 驱动器将一对位线中的一根放电到0V(BL)。从而 使单元中存储的数据发生反转。
高速缓冲存储器的设计
一般用以下五个参数来描述这些层次的特性： 存取时间(s[i])：指CPU访问Li级存储器总共需要的时 间 存储器规模(s[i])：指Li级存储器包含的字节数目 每字节成本(c[i])：Li级存储器的成本通常由每字节的成 本来评估，或者用c[i]和s[i]的乘积来评估 传输宽带(b[i]):指在不同层次存储器之间传输数据的速 率 传输单位(x[i]):指的是传输数据的粒度(大小) 一般情况下，高层次的存储器器件比低层次存储器的 存取时间更短、规模更小、每字节成本更高、带宽更 高，并且传输数据单位也更小。
嵌入式存储器的优点 嵌入式存储器的优势： 1.更高的带宽 2.更低的系统功耗 3.更优化的粒度和存储结构 4.更高的可靠性和更紧凑的系统结构 5.更好的工艺缩放特性
嵌入式存储器的缺点
嵌入式存储器面临的挑战： 工艺：限制嵌入式存储器发展的最大障碍就是与 CMOS 逻辑工艺的兼容问题；逻辑工艺和存储器 工艺从本质上来说是不同的 ，且各有优缺点。 成品率：嵌入式存储器面临的成品率问题来源于 嵌入式存储器的设计规则比常规CMOS逻辑规则 更加大胆，容易带来制造缺陷和可靠性问题。 测试与修复：嵌入式存储器需要专门的测试
高速缓冲存储器的设计
映射方式： 地址映象规则： 主存储器中一块只能 映象到Cache的一个特定的块中。 (1) 主存与缓存分成相同大小的数据块。 (2) 主存容量应是缓存容量的整数倍， 将主存空间按缓存的容量分成区， 主存中每一区的块数与缓存的总块 数相等。 (3) 主存中某区的一块存入缓存时只 能存入缓存中块号相同的位置。
数据和程式
嵌入式存储器的发展史 早期由于系统集成度不高，系统的 速度、功耗性能要求低，分立式存 储器大行其道，且足以应付各种应 用的挑战
分立存储器
嵌入式易失性存储器 SRAM、DRAM
八十年代末至九十年代初： 1.芯片集成度大幅度提高及工艺发展 允许片内集成更多的存储器 2.存储器的速度发展远落后于MPU的速度幻 3.片内存储器节省系统空间、接口灵活简 单、总线宽、无板极延迟
嵌入式SRAM的设计 1T-SRAM的缺点及解决办法： 由于采用MOS电容能够存储的电荷比较少，且高 度非线性，需要专门的线性偏置电路来进行补偿 软误差率SER也较高。 由于存储电荷较少使得软错误率上升，该电路中 使用较短的字线来减少选中的存储器位单元的数 量，从而降低软错误率。
嵌入式SRAM的设计 4T-SRAM宏单元：无负载CMOS 4T SRAM单 元由两个pMOS访问管和两个nMOS驱动管组成。 这种结构不需要负载元件，并且是用浅槽隔离 MOS逻辑工艺制造的。其单元结构示意图如下图 所示。
高速缓冲存储器的设计 高速缓存的容量对命中率又很大的影响，通常， 高速缓存容量越大，未命中率就越低，但是如果 高速缓存容量远远超过了某个最佳值，反而会导 致性能下降。一般256K到512K字节的高速缓存 可以达到98%的命中率。 高速缓存每一行的大小，一般都是2的整数幂，如 16、32、64、128字节，它是高速缓存和主存 之间信息传递最基本单元。行容量是除了高速缓 存容量外第二影响高速缓存性能的因素。
高速缓冲存储器的设计 DSP存储器系统在CPU请求下取得正确数据的判 断流程如下图所示
嵌入式SRAM的设计 嵌入式SRAM是最早、最成熟的嵌入式存储器，并 且对于逻辑芯片中嵌入的存储起来说，SRAM是最 常用的一种，它广泛应用在通用CPU 的片内高速 缓存、网络处理器中的帧缓冲器等领域。嵌入式 SRAM 基于标准的CMOS 逻辑工艺，在制作时不 需要增加额外的工艺步骤，传统的eSRAM 都是六 管结构，单元尺寸较大，难以实现大规模的集成， 因此人们相继研制出了单管1 T 和四管4 T。
高速缓冲存储器的设计
下图示出了主、 缓冲地址格式、目录表的格式及地址变换 规则。主、缓存块号及块内地址两个字段完全相同。目录 表存放在高速小容量存储器中，其中包括二部分：数据块 在主存的区号和有效位。目录表的容量与缓存的块数相同。
高速缓冲存储器的设计
全相联：即主存中任意位置的信息被映射到高速缓存中的 任意位置。 地址映象规则：主存的任意一块可以映象到Cache中的任 意一块 ，(1) 主存与缓存分成相同大小的数据块。 (2) 主存 的某一数据块可以装入缓存的任意一块空间中。 全相联方 式的对应关系如下图所示。如果Cache的块数为Cb，主存 的块数为Mb，则映象关系共有Cb×Mb种。
嵌入式DRAM的设计 嵌入式DRAM只有一个晶体管加一个电容的结构， 面积有相当的优势，此外，嵌入式DRAM还有很 多优势： a) 功耗非常低 b) 提高了系统的性能 c) 存储粒度最小，成本最低 d) 噪声减小 e) 提高了ASIC的集成度 f) 降低了工程代价，缩短投入市场的时间
嵌入式DRAM的设计 编译的100MHz DRAM宏单元 它是由Mosaid Technologies公司开发研制的 配置： 存储密度最高可达到16Mb 数据总线宽度最大为256位 在0.35um的混合DRAM/逻辑工艺下，每Mb存储 量占用3.4um2的芯片面积
嵌入式SRAM的设计
嵌入式SRAM的设计 无负载四管CMOS SRAM单元的尺寸只有传统六 管单元的56%，能够提高存储容量和工作速度， 但是这种存储单元要求能够产生精确的时序信号， 保证在不同的温度条件下静态数据的保持特性， 并且要克服单元电流小位线耦合电容大等不利影 响。 解决办法： a) 使用终点双脉冲驱动器(EDD)进行精确的时序控 制 b) 使用字线电压补偿(WLL)电路来保证对温度变化 不敏感的数据保持特性 c) 使用全相邻螺旋位线(ATBL)来减小位线耦合电容