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为什么单片机RAM那么少?

高工
2023-02-08 12:06:59     打赏

你肯定好奇:手机内存(RAM)动辄8G、12G,可是为什么单片机RAM连1M都不到?


要知道,经典的AT89C51单片机,其内部只有128字节RAM(内存)。同样经典的MSP430F149,也只有2K的RAM空间。即使现在用得比较多的STM32F1系列,其最大的RAM也不到100K。


于是,很多小伙伴就有这样的疑问:现在固态硬盘都以T为单位了,手机电脑内存都是8G甚至32G了,可是为什么单片机RAM连1M都不到?


今天,我们就来讲一讲关于RAM以及单片机内存少的问题(注:本文说的单片机,指MCU微控制器)。


关于RAM

RAM(Random Access Memory),随机存取存储器,也是大家所说的内存
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RAM是一种易失性存储器,也就是说,断电就会丢失存储数据。
RAM有一些常见特点:

  • 随机存取
  • 易失性
  • 对静电敏感
  • 访问速度块
  • ······


随着需求的提高、技术的进步,RAM又发展了像SRAM、DRAM、SDRAM等多种类型的RAM存储器。
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相对于Flash、硬盘等非易失性存储器而言,RAM具有更快的读写速度。因此,RAM广泛用于各种单片机、嵌入式、计算机系统中。
但是,RAM也存在一些“不足,导致在很多场合,RAM的容量都相对比较小。

RAM容量小的原因

RAM相对Flash、硬盘而言,要做到足够大容量,其成本相对Flash要多的多。


1、RAM工艺更复杂


RAM要求速度更快,电流又不能太大,为了能尽量满足和平衡更高要求,就需要使用更特殊和更先进的半导体电容技术。


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2、更大的硅面积


因为RAM的工艺更复杂,其占用硅面积相对更大。


相信大家都知道芯片的制造过程,目前芯片主要使用硅这种材料制作芯片(当前,现在也发明了更先进的材料),占用硅面积更大,意味着单个芯片成本更贵,相信这个原理大家都懂。


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通过认识wafer、die、cell它们的关系,你就大概理解芯片其实是“批量”生成的。


3、功耗原因


单片机通常要求功耗不能太多,特别是低功耗的单片机,在待机模式下,要求nA级别的电路。


为了满足低功耗,单片机中RAM,通常是静态RAM(SRAM)。


这里要扩展一下与SRAM对应的DRAM(动态RAM),顾名思义,动态RAM就是需要定时给电容补充漏掉的电荷,也就是需要定时刷新,DRAM需要驱动电路,功耗相对SRAM自然更大。


4、单片机大容量RAM需求不大


大家都知道,使用单片机开发的项目,通常都是裸机,或者RTOS,一般不会用到大型软件,特别是早期的时候(早期少数对RAM有需求的项目,一般通过外扩RAM的方式)


所以,早期很多项目对单片机RAM容量要求不高,甚至有很大一部分RAM都没有用到。


当然,随着UI、AI、物联网的快速发展,现在对单片机RAM的需求也在不断增加,很多新出的单片机RAM容量也在不断增加,比如256K,甚至512K了。


5、其它


除了以上说的几点,还有像寿命、稳定性、兼容性等,也是间接影响RAM大小的因素。


最后,欢迎大家补充更多的原因。





关键词: 单片机     RAM    

专家
2023-02-08 12:27:24     打赏
2楼

看看。


高工
2023-02-08 13:32:56     打赏
3楼

感谢分享


高工
2023-02-08 14:54:55     打赏
4楼

感谢分享


高工
2023-02-08 14:58:40     打赏
5楼

感谢分享


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