学习笔记：IC存储总结（ROM，RAM, EEPROM, Flash, SRAM, DRAM, DDL）
一，概述
半导体存储器是一种可以存储大量二值信息的半导体器件。在电子计算机及一些其他的数字系统的工作过程中，需要对大量的数据进行储存。由于数据处理的数据量和运算速度的要求，因此把存储量和存取速度作为衡量存储器的重要指标。
在电子设计中，特别是在电路带MCU，DSP或者FPGA，常常需要设计内存存储电路。
二，分类
1.存储器有两大类：
只读存储器（Read-Only Memory，ROM）:只读存储器不能快速随时修改或重新写入数据，适用于存储固定数据的场合；但电路简单，断电后数据不会丢失。
随机存储器（Random Access Memory，RAM）:正常工作状态下便可以随时快速的向存储器写入数据或者从中读取数据。也就是数据读写快。
| ROM | RAM |
|---|---|
| 断电后数据不会丢失 | 断电时会丢失存储的数据 |
| 内存小 | 内存大 |
| 读写速度比较慢 | 读写速度比较快 |
| 价格低 | 价格高 |
2.ROM的分类
掩模 ROM ( MROM )：这种ROM是由制造厂家利用一种掩膜技术写入程序的，掩膜ROM制成后，用户不能修改。
PROM (一次性编程)：一种电脑存储记忆晶片，它允许使用称为PROM编程器的硬件将数据写入设备中。在PROM被编程后，它就只能专用那些数据，并且不能被再编程，这种记忆体用作永久存放程式之用。
EPROM (多次性编程 )：编程完成后，通过封装顶部能看见硅片的透明窗口，很容易识别EPROM，这个窗口同时用来进行紫外线擦除。可以将EPROM的玻璃窗对准阳光直射一段时间就可以擦除。只能用强紫外线照射来擦除。
EEPROM (多次性编程 )：带电可擦可编程只读存储器。是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。 可以通过电子操作擦除和编程(高压)。
| 掩膜只读存储器（Mask ROM） | 可编程只读存储器（PROM） | 可擦除可编程只读存储器（EPROM） | 电可擦除可编程只读存储器（EEPROM） | |
|---|---|---|---|---|
| 读写 | 只能读 | 允许一次性编程 | 允许多次编程和擦除操作，强紫外线照射来擦除 | 允许多次编程和擦除操作，电子操作擦除和编程 |
| 应用 | 固定式电子设备 | 早期电子系统 | 古老的计算机和设备，开发和测试设备 | 嵌入式系统 |
Flash Memory (闪速型存储器)：一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储。
Flash 又可以分为NOR Flash和NAND Flash。
| NOR Flash | NAND Flash | |
|---|---|---|
| 架构 | 随机存取架构 | 顺序存取架构 |
| 容量范围 | 较小（KB 到数百 MB） | 较大（GB 到 TB 级别） |
| 访问速度 | 随机读取快，写入慢 | 顺序读取快，随机读取慢 |
| 适用场景 | 存储代码、小型嵌入式系统 | 数据存储、大容量文件系统 |
3.RAM的分类
DRAM（Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器）：最常见的RAM类型，需要定期刷新来保持数据不丢失。DRAM通常用于计算机的主存储器。
SRAM（Static Random Access Memory，静态随机存取存储器）：速度比DRAM快，但功耗和成本也更高。它通常用于需要高速缓存（如CPU的L1和L2缓存）或特定应用（如嵌入式系统）的场合。
DDR SDRAM（Double Data Rate，双倍数据速率）：是一种在时钟信号的上升沿和下降沿都传输数据的DRAM技术，可以显著提高数据传输速率。随着技术的发展，已经出现了DDR2、DDR3、DDR4和DDR5等版本。
| DRAM | SRAM | DDR SDRAM | |
|---|---|---|---|
| 优点 | 由于不需要刷新，数据存取速度比DRAM快得多 | 可以存储更多数据。生产简单，成本低 | 在同一时钟周期内传输两倍的数据，提高了内存带宽 |
| 缺点 | 单位面积内存储的比特数比DRAM少，成本高 | 刷新操作会占用一部分时间，降低整体速度 | 复杂的电路设计，成本和功耗也会相应增加。 |
| 应用 | 常用于高速缓存（L1、L2、L3 Cache）等需要高速度的存储区域，以及嵌入式系统中的缓冲存储 | DRAM广泛应用于计算机的主存（如台式机、笔记本、服务器）和其他需要大容量存储的设备中 | DDR内存广泛用于现代计算机、服务器、显卡等设备中。随着技术的进步，已经发展到DDR4、DDR5，带来更高的速度和能效 |