【ARM学习笔记】六、计算机架构及Flash Memory介绍

一、计算机架构

在前文《四、微控制单元器MCU、ARM及SDRAM简介》曾简单介绍过计算机起源以及从巨型计算机到MCU的发展历程。

关于计算机架构，实际上类似于一个计算机网络中的局域网，设备与设备之间，包括MCU都是通过总线相连，每个设备相当于一台独立的计算机。

MCU作为控制中枢，控制整个“网络”的协同工作，而CPU在工作时需要临时存取数据，引入了RAM——SDRAM，同时由于RAM的相对于CPU来说，速度太慢，于是MCU中还集成了高速缓存Cache供CPU使用。

同时，CPU是根据程序代码来运行的，所以还引入了ROM来存储程序代码，这样我们只要将人工编译的代码存入ROM即可让CPU去处理执行。

附上通用计算机架构图，此图并不是ARM架构，而是通用计算机：

二、Flash Memory简介

早期的计算机很大，需要占用很大一间房间，这之中，存储器占据了很大的体积，随着技术进步，超大规模集成电路使得CPU集成到一个MCU芯片上，同时存储器也慢慢缩小，出现了ROM，进一步发展除了PROM、EPROM、EEPROM，以及后来Flash Memory，也就是Nor Flash和Nand Flash。

Flash Memory中文名称是“闪存”，FlashMemory的内部构架和实现技术可以分为AND、NAND、NOR和DiNOR等几种，但目前以Nand Flash和Nor Flash为主流。

Nor Flash由美国Intel公司1988年首先推出的，它使用类似于内存的接口，所以CPU能够像读写内存一样读写Nor Flash，并且断电也能保存数据，但是Nor Flash相对于SRAM及SDRAM而言，它的缺点就是非常慢，所以无法替代内存。

Nand Flash由 小日本 的东芝公司1989年推出的，它使用I/O接口，CPU无法像读写内存一样读写Nand Flash，S3C2440A中内建了一个Nand Flash控制器，来让CPU间接访问读写Nand Flash。



不得不说，由于Nor Flash遭遇到技术瓶颈，其性能，容量无法持续提升，直至目前其容量也只是停留在MB级别，相对于Nand Flash而言，其优点也只有可靠性（Nand Flash可能产生位反转和坏块）和易用性（因为Nor Flash可由CPU直接访问，Nand Flash需要Nand Flash控制器做“桥梁”）。

Nand Flash技术一直在改良中，其技术规格从SLC，发展到了MLC及最新的TLC，单片容量已经达到32GB。

到如今Nand Flash已经广泛应用到了各个领域，如手机，数码相机，路由器，平板电脑，固态硬盘，优盘，各种SD卡等等。

另外，单独的Nand不能直接使用，实际上需要搭配不同的Nand Flash控制器，有些Nand Flash控制器能通过USB接口连接计算机。

例如：固态硬盘SSD，采用多个Nand Flash并行处理来增大容量和速度。



例如：iPhone 5S采用一块16GB的Nand Flash用来存储操作系统和用户数据



例如：金士顿DT-101 II优盘



例如：SD卡

三、S3C2440A与Nand Flash

S3C2440A中内建了一个Nand Flash控制器，只要我们设计好相应的指令代码即可，以下是JZ2440v2的电路板：



<完结>