第4章 嵌入式系统的存储器系统资料ppt课件.ppt

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1、第4章嵌入式系统的存储器系统教学目的1）了解常见嵌入式系统存储器；2）学习ROM和SRAM型存储器扩展方法；3）学习NORFLASH和NANDFLASH存储器接口方法；4）学习SDRAM存储器接口方法4.1存储器系统概述4.1.1存储器系统的层次结构4.1.2高速缓冲存储器在主存储器和CPU之间采用高速缓冲存储器（cache）用来提高存储器系统的性能。cache能够减少内存平均访问时间。指令预取时和数据读写时使用同一个cache------统一的cache。指令预取时和数据读写时使用不同的cache------独立的

2、cache。(S3C2410采用此种结构)4.1.3存储管理单元（MMU）MMU（MemoryManageUnit,存储管理单元）MMU主要完成以下工作：（1）虚拟存储空间到物理存储空间的映射。（2）存储器访问权限的控制。（3）设置虚拟存储空间的缓冲特性。嵌入式系统中常常采用页式存储管理。页式存储管理：把虚拟地址空间分成一个个固定大小的块，每一块称为一页，把物理内存的地址空间也分成同样大小的页。MMU实现的就是从虚拟地址到物理地址的转换。页表是存储在内存中的一个表，页表用来管理这些页。页表的每一行对应于虚拟存储空间的一

3、个页，该行包含了该虚拟内存页对应的物理内存页的地址、该页的方位权限和该页的缓冲特性等。从虚拟地址到物理地址的变换过程就是查询页表的过程。例如在ARM嵌入式系统中，使用系统控制协处理器CP15的寄存器C2来保存页表的基地址。嵌入式系统支持的内存块大小有以下几种：段（section）大小为1MB的内存块；大页（LargePages）大小为64KB的内存块；小页（SmallPages）大小为4KB的内存块；极小页（TinyPages）大小为1KB的内存块。极小页只能以1KB大小为单位不能再细分，而大页和小页有些情况下可以在进

4、一步的划分。MMU中的域指的是一些段、大页或者小页的集合。每个域的访问控制特性都是由芯片内部的寄存器中的相应控制位来控制的。例如在ARM嵌入式系统中，每个域的访问控制特性都是由CP15中的寄存器C3中的两位来控制的。MMU中的快速上下文切换技术（FastContextSwitchExtension，FCSE）通过修改系统中不同进程的虚拟地址，避免在进行进程间切换时造成的虚拟地址到物理地址的重映射，从而提高系统的性能。4.2.1存储器部件的分类1．按在系统中的地位分类主存储器（MainMemory简称主存或内存）辅助存储

5、器（AuxiliaryMemory，SecondaryMemory，简称辅存或外存）。4.2嵌入式系统存储设备分类内存内存是计算机主机的一个组成部分，一般都用快速存储器件来构成，内存的存取速度很快，但内存空间的大小受到地址总线位数的限制。内存通常用来容纳当前正在使用的或要经常使用的程序和数据CPU可以直接对内存进行访问。系统软件中如引导程序、监控程序或者操作系统中的基本输入／输出部分BIOS都是必须常驻内存。更多的系统软件和全部应用软件则在用到时由外存传送到内存。外存外存存放的是相对来说不经常使用的程序和数据容量大，速

6、度相对内存较慢常见的外存有软盘、硬盘、U盘、光盘等CPU要使用外存的这些信息时，必须通过专门的设备将信息先传送到内存中2．按存储介质分类磁存储器（MagneticMemory）半导体存储器(SemiconductorMemory)光存储器（OpticalMemory）激光光盘存储器（LaserOpticalDisk）。3．按信息存取方式分类RAM：随机存取存储器（RandomAccessMemory）运行期间可读、可写ROM：只读存储器（ReadOnlyMemory）运行期间只能读出信息，不能随时写入信息4.2.2存储

7、器的组织和结构容量是描述存储器的最基本参数，如1MB。存储器容量的表示不唯一，不同的数据宽度有不同容量。在存储器内部，数据是存放在二维阵列存储单元中。n位地址被分成行地址和列地址（n＝r十c）。r是行地址数，c是列地址数。行列选定一个特定存储单元。嵌入式系统的存储器与通用系统的存储器有所不同，通常由ROM、RAM、EPROM等组成。嵌入式存储器一般采用存储密度较大的存储器芯片，存储容量与应用的软件大小相匹配。4.2.3常见的嵌入式系统存储设备1．RAM（随机存储器）RAM可以被读和写，地址可以以任意次序被读。常见RAM

8、的种类有SRAM（StaticRAM，静态随机存储器）DRAM（DynamicRAM，动态随机存储器）DDRAM（DoubleDataRateSDRAM，双倍速率随机存储器）。SRAM比DRAM运行速度快SRAM比DRAM耗电多DRAM需要周期性刷新DDRAM是RAM的下一代产品，200MHz时钟频率时内存带宽可达3.2GB/s海