am27系列存儲器
1. 內存條 怎麼看晶元識別大小 詳細�0�3
內存條 怎麼看晶元識別大小 我們在攢電腦的時候一般只是注意內存的容量和內存的性能指標,例如 DDR266 DDR333 之類的。但是你知道嗎,同樣的內存根據他的品牌,出廠時間以及批號不同,它具有著不同的性能和穩定性,本文將著重和您探討不同品牌內存之間的性能和穩定性的差異以及同品牌但批號不同的內存的性能差異。另外,本文還將重點涉及內存的制假和售假的方法。將向您徹底揭露正品內存和深圳「油條」的鑒別方法。(什麼是油條?這里不賣豆漿,下文中將相信向您講授油條的做法) 鑒於SDRAM 已經走到了生命的盡頭,即將完全脫出市場,RDRAM 應用不廣DDRII 內存還未量產。所以本文將只涉及市場主流的DDR 內存。 我們先來說一下內存的基本知識,歸納成一句話就是:什麼是內存? 內存就是隨機存貯器(Random Access Memory,簡稱為 RAM)。RAM 分成兩大類:靜態隨機存儲器,即Static RAM(SRAM)和動態隨機存儲器,Dynamic RAM (DRAM),我們經常說的「系統內存」就是指後者,DRAM。 SRAM 是一種重要的內存,它的用途廣泛,被應用在各個領域。SRAM 的速度非常快,在快速讀取和刷新時可以保持數據完整性,即保持數據不丟失。SRAM 內部採用的是雙穩態電路的形式來存儲數據,為了實現這種結構,SRAM 的電路結構非常復雜,往往要採用大量的晶體管來構造寄存器以保留數據。採用大量的晶體管就需要大量的硅,因此就增加了晶元的面積,無形中增加了製造成本。製造相同容量的SRAM 比DRAM 的成本貴許多,因此,SRAM 在PC 平台上就只能用於CPU 內部的一級緩存以及內置的二級緩存。而我們所說的「系統內存」使用的應該是DRAM。由於SRAM 的成本昂貴,其發展受到了嚴重的限制,目前僅有少量的網路伺服器以及路由器上使用了SRAM。 DRAM 的應用比SRAM 要廣泛多了。DRAM 的結構較SRAM 要簡單許多,它的內部僅僅由一個MOS 管和一個電容組成,因此,無論是集成度、生產成本以及體積, DRAM 都比SRAM 具有優勢。目前,隨著PC 機的不斷發展,我們對於系統內存的要求越來越大,隨著WindowXP 的推出,軟體對於內存的依賴更加明顯:在 WindowsXP 中,專業版至少需要180MB 內存以上,而在實際使用中,128MB 才能保證系統正常運行。因此,隨著PC 的發展,內存的容量將不斷擴大,速度也會不斷提升。 好了,下面我們在來說一下內存的速度問題。我們選擇內存的速度,決定於你選用CPU 的前端匯流排,例如你用的是P4A 那你不需要用DDR400 才能滿足3.2G 帶寬得需要因為P4A 的前端匯流排是400MHZ,普通得DDR266 能夠提供2。1GB 的帶寬,此種內存適用於ATHLONXP 低頻以及毒龍等中低端配置.已經不在主流市場之內。DDR333 能夠提供2.7GB 的內存帶寬適用於AMD166MHZ 外頻的巴頓處理器。而DDR400 內存以及DDR433 DDR450 內存將能夠提供3.2GB 以上的內存帶寬,主要應用在INTEL 高端的P4C P4E 上以及ATHLON64 上面。當然,上文所述的僅僅是能夠滿足硬體系統的最低要求,由於p4 的前端匯流排的提高,內存和CPU 之間瓶頸問題已經十分嚴重,新的內竄技術必將產生.例如我們後面簡要介紹到的雙通道DDR 和未來的DDR 內存.當然,如果您擁有一顆像毒龍1.6G, ATHLONXP1800+(b0 1.5V 低壓版),P41.8A ,AthlonXP2000+ ,P42.4C 巴頓 2500+這樣的具有極品超品潛力的 CPU 那麼我推薦您購買高一個性能檔次的內存,例如Athlon2000+配合DDR333 的內存,這樣基本所有的巴頓2000+都可以超到 2500+使用,市場上的假2500+就是用2000+超頻而來的。 在WINXP 系統的實際應用中,我們提出一個不規范的公式 內存容量〉內存速度〉內存類型 也就是說 就算是SD256M 內存也比128M 的 DDR400 系統速度快,在選購內存的時候,我們建議XP 系統應該配備384M 以上的內存,才能保證系統的快速運行。 下面我們在來說說內存的品牌差異 熟悉電腦的朋友們都知道,我們經常用到的內存品牌有:海盜船 Kingsotne Kingmax 宇詹 南方高科 三星 HY 雜牌中用的顆粒編號較多的是EACH 的以及 KingsMAN KingRAM 等等。海盜船內存主要用於伺服器,我們大家在購買電腦的時候,在資金比較寬裕的情況下,我們推薦Kingstone 的VALUERAM 盒裝內存,以及宇詹盒裝內存(建議購買英飛凌顆粒的)這兩種內存提供內存的終身質保,大家完全可以放心使用,如果資金不是很寬裕,建議購買HY 的內存,經實踐證明HY 的內存的兼容性在所有的內存中首屈一指。但是,HY 的內存假貨泛濫,關於其造假及售假方法將在下文中提到。如果你要購買HY 的內存,那我建議您一定要買富豪代理或者金霞代理的盒裝正品。如果貪圖便宜選擇散裝條子,那就要考考您的眼力了。基本上,我們不推薦您購買雜牌內存,雜牌內存在使用壽命和質保上都不能令人滿意,最後說一下Kingmax 內存我們之所以不推薦,就是因為Kingmax 內存與某些主板的兼容性不是很好但其自身的品質和性能絕對也是一流的。我們希望您在購買的時候一定要試試,看有沒有兼容性問題。 下面我們來說一下相同品牌內存的選購。讓我來為大家解讀一些品牌內存的顆粒編號含義: HY XX X XX XX XX X X X X X - XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ? 12 這個是市場上流行的現代內存的標號。對應位置上1:不用我說你也看出來了當然是代表HY 生產的顆粒嘍 2:內存晶元類型:5D :DDR SDRAMS 3:工藝與工作電壓V :CMOS,3.3V U : CMOS, 2.5V 4:晶元容量和刷新速率: 64 :64m, 4kref 66 :64m, 2kref 28 :128m,4kref 56 :256m,8kref 12 :512m,8kref 5: 晶元結構(數據寬度)4:X4(數據寬度4bit 下同) 8 :x8 16 :x16 32 :x32 6:BANK 數量: 1 :2BANKS 2 :4BANKS 7:I/O 界面: 1 :SSTL_3 2 :SSTL_2 8:晶元內核版本: 空白:第一代 A :第二代 B :第三代 C :第四代 9:能量等級: 空白 :普通 L :低能耗 10:封裝形式: T :TSOP Q :TQFP L :CSP(LF-CSP) F :FBGA 11:工作速度: 33 :300NHZ 4 :250MHZ 43 :233MHZ 45 :222MHZ 5 :200MHZ 55 :183MHZ K :DDR266A H :DDR266B L :DDR200 我們再來看一下Kingstone 內存的標號方法. kvr *** X ** * c* / *** 1 2 3 4 5 6 7 8 1.KVR 代表kingston value RAM 2.外頻速度3.一般為X 4.64 為沒有ECC;72 代表有ECC5.有S 字元表示筆記本專用內存,沒有S 字元表示普通的台式機或是伺服器內存6.3:CAS=3;2.5:CAS=2.5;2:CAS=27.分隔符號8.內存的容量 我們以金士頓ValueRAM DDR 內存編號為例:編號為ValueRAM KVR400X64C25/256 這條內存就是。金士頓ValueRAM 外頻400MHZ 不帶有ECC 校驗的CAS=2.5 的256M 內存 我想通過以上的方法,更能方便大家對於內存的理解和選購。接下來我在強調一些有關內存的常見問題: 1. 內存的單面與雙面,單Bank 與雙Bank 的區別? 單面內存與雙面內存的區別在於單面內存的內存晶元都在同一面上,而雙面內存的內存晶元分布在兩面。而單Bank 與雙Bank 的區別就不同了。Bank 從物理上理解為北橋晶元到內存的通道,通常每個通道為64bit。一塊主板的性能優劣主要取決於它的晶元組。不同的晶元組所支持的Bank 是不同的。如Intel 82845 系列晶元組支持4 個Bank,而SiS 的645 系列晶元組則能支持6 個Bank。如果主板只支持4 個Bank,而我們卻用6 個Bank 的話,那多餘的2 個Bank 就 白白地浪費了。雙面不一定是雙Bank,也有可能是單Bank,這一點要注意。 2. 內存的2-2-3 通常是什麼意思? 這些電腦硬體文章經常出現的參數就是在主板的BIOS 裡面關於內存參數的設置了。通常說的2-2-3 按順序說的是tRP(Time of Row Precharge),tRCD(Time of RAS to CAS Delay)和CL(CAS Latency)。tRP 為RAS 預充電時間,數值越小越好;tRCD 是RAS 到CAS 的延遲,數值越小越好;CL(CAS Latency)為CAS 的延遲時間,這是縱向地址脈沖的反應時間,也是在一定頻率下衡量支持不同規范的內存的重要標志之一。 3.內存的雙通道技術和單通道有什麼不同? 什麼是雙通道DDR 技術呢?需要說明的是,它並非我前面提到的D D R I I,而是一種可以讓2 條D D R 內存共同使用,數據並行傳輸的技術。雙通道DDR 技術的優勢在於,它可以讓內存帶寬在原來的基礎上增加一倍,這對於P 4 處理器的好處可謂不言而喻。400M H z 前端匯流排的P 4 A 處理器和主板傳輸數據的帶寬為3.2G B /s,而533 M Hz 前端匯流排的P4B 處理器更是達到了4.3G B/s,而 P4C 處理器更是達到了 800MHZ 前端匯流排從而需要 6. 4 G 的內存帶寬。但是目前除了I850E 支持的R ambus P C10 66 規范外,根本沒有內存可以滿足處理器的需要,我們最常用的DDR333 本身僅具有2.7G B/s 的帶寬。DDR400 也只能提供3.2G /s 的帶寬。也就是說,如果我們搭建雙通道DDR400 的內存,理論上提供2 倍DDR400 的帶寬。將從而根本的解決了CPU 和內存之間的瓶頸問題。 4.DDR-Ⅱ和現在的DDR 內存有什麼不同? DDR-II 內存是相對於現在主流的DDR-I 內存而言的,它們的工作時鍾預計將為 400MHz 或更高。主流內存市場將從現在的DDR-333 產品直接過渡到DDR-II。 DDR-II 內存將採用0.13 微米工藝, 容量為18MB/36MB/72MB,最大288MB,位元組架構為X8、X18、X36,讀取反應時間為2.5 個時鍾周期 (此段由於SOHU 禁詞限制,發不了) 最後,我將為大家講授內存的造假售假方法。(以下文字未經內存廠商證實,僅僅為筆者長時間的經驗積累,不承擔相應的法律責任,特此聲明) 現在的假貨內存主要集中在HY 普通條子和某些大廠內存(例如這段時間沸沸揚揚的Kingmax)上面。這裡面,大廠的內存條比較容易識別,一般來講,大廠盒裝的正品內存在他的內存顆粒或者PCB 上都會有廠商的鐳射防偽標簽,內存標簽清晰,字體規范,Kingmax 等品牌內存還帶有800 免費的防偽咨詢電話,現場打電話就可以辨別內存的真偽。因為大廠的內存價格相對透明,因此你在 購買內存的時候只要不貪圖便宜,就應該可以買到正品大廠內存。而現在最難鑒別的就是HY 的內存,據筆者調查,現在市場上50%以上的HY 散裝內存都是假貨,但是,假貨也分檔次。比較有「良心」的假貨就是我們通常所說的 REMARK(打磨)最常見的就是將HY 的內存顆粒表面用有機溶劑清洗,再標上更高內存性能的編號,例如將DDR266 的內存打磨成DDR333 的內存出售或者打磨成Kingstone, Kingmax 等大廠的內存出售,謀取利益。這樣的內存在容量上沒有問題,但是因為一般都是在超標准頻率下使用,必然導致系統的不穩定。這種內存一般很好辨別,只要用手搓內存顆粒表面,用指甲刮,就能輕易的將表面的字跡去除,從而辨別真假。但是,一些手段比較高明的造假者,做出來的內存表面進行了特殊處理,讓你不能夠輕易的抹除字跡。對於這種內存,就要考考您的眼力了。一般說來,正品的內存字跡都是激光「刻」印在內存顆粒上的,會在內存顆粒上留下痕跡,打磨內存的奸商必然覆蓋這些痕跡,看上去字體不是那麼的規范,字的大小也不是很一致。字體的邊角不夠圓滑。辨別類似的內存,就需要一些久經殺場的老鳥了。下面我將告訴大家一種最為狠毒的制假方法,那就是本文開頭提到的「油條」了。我先簡要講述一下此種內存的製作「工藝」。這種內存主要生長在我國南部省份,以深圳為甚。首先,不法奸商用極其低廉的價格(1000 元人民幣一噸)收購國外運來的洋垃圾,或者是在中國市場上幾乎可以不計成本的收購已經燒掉或者損壞的內存條,將這些內存放到一個大油鍋裡面煮,去掉焊錫,清除焊點和內存表面的字跡。然後用香蕉水(劇毒,有強烈刺激氣味)進行清洗。然後,挑出相同的晶元重新焊在 PCB 上,再標上內存編號進行銷售,這樣的內存千條采購價格以256M 為例只有 120 元左右。可以說相當具有「性價比」,從而成為不法奸商們手中的「極品」以牟取暴利。這種內存可以說是性能和穩定性皆無。但是,我們不得不佩服中國人的制假方法,他們把這種內存做的和HY 內存一模一樣,只是內存PCB 顏色看上去有些許的不均勻。但是,這種內存基本上還是很好辨別,大家在購買內存的時候,不要只看內存的表面字跡,應該注意一下內存顆粒右下角的內存編號一般都是數字例如56787 之類的,這種內存由於大批量處理,一般在一條內存上你會發現有2 種甚至更多種的內存顆粒只要抓住這點,基本上可以識別出這種假貨內存,另外,我們還可以聞一下內存,都會有一些餘味(香蕉水的味道) 最後,筆者奉勸您在購買內存的過程中,不要貪圖幾十元的小便宜,而為您的 系統帶來不穩定甚至導致整機的故障。希望通過本文,能夠對您在內存的選購方面有所幫助。希望大家都能夠買到穩定性能一流的內存 不同牌子的內存看法都不一樣的,我收集了一些常用品牌的內存讀法供參考: DDR SDRAM: HYNIX DDR SDRAM 顆粒編號: HY XX X XX XX X X X X X X X - XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 - 13 14 整個DDR SDRAM 顆粒的編號,一共是由14 組數字或字母組成,他們分別代表內存的一個重要參數,了解了他們,就等於了解了現代內存。 顆粒編號解釋如下: 1. HY 是HYNIX 的簡稱,代表著該顆粒是現代製造的產品。 2. 內存晶元類型:(5D=DDR SDRAM) 3. 處理工藝及供電:(V:VDD=3.3V & VDDQ=2.5V;U:VDD=2.5V & VDDQ=2.5V;W:VDD=2.5V & VDDQ=1.8V;S:VDD=1.8V & VDDQ=1.8V) 4. 晶元容量密度和刷新速度:(64:64M 4K 刷新;66:64M 2K 刷新;28: 128M 4K 刷新;56:256M 8K 刷新;57:256M 4K 刷新;12:512M 8K 刷新;1G:1G 8K 刷新) 5. 內存條晶元結構:(4=4 顆晶元;8=8 顆晶元;16=16 顆晶元;32=32 顆晶元) 6. 內存bank(儲蓄位):(1=2 bank;2=4 bank;3=8 bank) 7. 介面類型:(1=SSTL_3;2=SSTL_2;3=SSTL_18) 8. 內核代號:(空白=第1 代;A=第2 代;B=第3 代;C=第4 代) 9. 能源消耗:(空白=普通;L=低功耗型) 10. 封裝類型:(T=TSOP;Q=LOFP;F=FBGA;FC=FBGA(UTC:8x13mm)) 11. 封裝堆棧:(空白=普通;S=Hynix;K=M&T;J=其它;M=MCP(Hynix);MU= MCP(UTC)) 12. 封裝原料:(空白=普通;P=鉛;H=鹵素;R=鉛+鹵素) 13. 速度:(D43=DDR400 3-3-3;D4=DDR400 3-4-4;J=DDR333;M=DDR333 2-2-2;K=DDR266A;H=DDR266B;L=DDR200) 14. 工作溫度:(I=工業常溫(-40 - 85 度);E=擴展溫度(-25 - 85 度)) 由上面14 條註解,我們不難發現,其實最終我們只需要記住2、3、6、13 等幾處數字的實際含義,就能輕松實現對使用現代DDR SDRAM 內存顆粒的產品進行辨別。尤其是第 13 位數字,它將明確的告訴消費者,這款內存實際的最高工作狀態是多少。假如,消費者買到一款這里顯示為L 的產品(也就是說,它只支持DDR200) 註:有的編碼沒有那麼長,但幾個根本的數字還是有的 LGS 的內存可以說是目前市場上見到的最多,也是最廣泛的內存了,所以LGS 應該首先排第一位。 LGS 的內存編碼規則: GM 72 X XX XX X X X X X XXX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 定義: 1、GM 代表LGS 公司。 2、72 代表SDRAM。 3、V 代表3V 電壓。 4、內存單位容量和刷新單位:其中:16:16M,4K 刷新;17:16M,2K 刷新; 28:128M,4K 刷新;64: 64M,16K 刷新。65:64M,8K 刷新;66:64M,4K 刷新。 5、數據帶寬:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位。 6、晶元組成:1:1BAND,2:2BANK,4:4BANK,8:8BANK 7、I/O 界面:一般為1 8、產品系列:從A 至F。 9、功耗:空白則是普通,L 是低功 10、封裝模式:一般為T(TSOP) 11、速度:其中:8:8NS,7K:10NS(CL2),7J(10NS,CL2&3),10K (10NS[一說15NS],PC66), 12(12NS,83HZ),15(15NS,66HZ) 二、HY(現代HYUNDAI) 現代是韓國著名的內存生產廠,其產品在國內的佔用量也很大。 HY 的編碼規則: HY 5X X XXX XX X X X X- XX XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 定義: 1、HY 代表現代。 2、一般是57,代表SDRAM。 3、工藝:空白則是5V,V 是3V。 4、內存單位容量和刷新單位:16:16M4K 刷新;64:64M,8K 刷新;65:64M, 4K 刷新;128:128M, 8K 刷新;129:128M,4K 刷新。 5、數據帶寬:40:4 位,80:8 位,16:16 位,32:32 位。 6、晶元組成:1:2BANK,2:4BANK;3:8BANK; 7、I/O 界面:一般為0 8、產品線:從A-D 系列 9、功率:空白則為普通,L 為低功耗。 10、封裝:一般為TC(TSOP) 11、速度:7:7NS,8:8NS,10P:10NS(CL2&3),10S:10NS,(PC100, CL3),10:10NS,12: 12NS,15:15NS 三、SEC(三星SAMSUNG) 做為韓國著名的電器廠商,三星的重要性不必多說,在內存方面,三星的產量 雖然不及上兩者大,但是三星一直專注於高品質、高性能的產品。三星的標識不是很容易的就可以讀出來,而且三星的產品線較全,所以品種非常多,此處僅供普通SDRAM 參考。 SEC 編碼規則: KM4 XX S XX 0 X X XT-XX 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 1、KM 代表SEC 三星,此處編碼一般均為4。 2、數據帶寬:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位。 3、一般均為S 4、這個數乘以S 前邊的位數就是內存的容量。 5、一般均為0 6、晶元組成:2:2BANK,3:4BANK 7、I/O 界面:一般為0 8、版本號 9、封裝模式:一般為T:TSOP 10、功耗:F 低耗,G 普通 11、速度:7:7NS,8:8NS,H:10NS(CL2&3),L:10NS(CL3),10:10NS。 四、MT(MICRON 美凱龍) 美凱龍是美國著名的計算機生產商,同時也是一家計算機設備製造商,其內存的產品聞名全美國,被廣泛的機器所採用。美凱龍內存的品質優異,但價格較韓國的產品略高。 MT48 XX XX M XX AX TG-XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1、MT 代表美凱龍MICRON 2、48 代表SDRAM。 3、一般為LC:普通SDRAM 4、此數與M 後位數相乘即為容量。 5、一般為M 6、位寬:4:4 位,8:8 位,16:16 位,32:32 位 7、AX 代表write Recovery(twr),A2 則代表twr=2clk 8、TG 代表TSOP 封裝模式。 9、速度:7:7NS,75:7.5NS,8X:8NS(其中X 為從A到E:讀取的周期分別是:333,323,322, 222,222,所以D 和E 較好),10:10NS 10、如有L 則為低功耗,空白則為普通。 五、HITACHI(日立HITACHI) 日立是日本的著名的微電子生產廠,其內存雖然在市場上佔有量不大,但品質還是不錯的! HM 52 XX XX 5 X X TT- XX 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、HM 代表日立。 2、52 代表SDRAM,51 則為EDO 3、容量 4、位寬:40:4 位,80:8 位,16:16 位 5、一般為5 6、產品系列:A-F 7、功耗:L 為低耗,空白則為普通 8、TT 為TSOP 封裝模式 9、速度:75:7.5NS,80:8NS,A60:10NS(CL2&3),B60:10NS(CL3) 六、SIEMENS(西門子) 西門子是德國最大的產業公司,其產品包羅萬向,西門子的電子產品也是歐洲最大的品牌之一(另一是PHILIPS)。西門子的內存產品多為台灣的OEM 廠商製造的,產品品質還算不錯。 HYB39S XX XX 0 X T X -X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、HYB 代表西門子 2、39S 代表SDRAM 3、容量 4、位寬:40:4 位,80:8 位,16:16 位 5、一般為0 6、產品系列 7、一般為T 8、L 為低耗,空白為普通 9、速度: 6:6NS,7:7NS,7.5:7.5NS,8:8NS(CL2),8B:10NS(CL3),10: 10NS 七、FUJITSU(富士通FUJITSU) 富士通是日本專業的計算機及外部設備製造商,他的內存產品主要是供應OEM 商,市場上僅有少量零售產品。 MB81 X XX XX X2 X-XXX X FN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1、MB81 代表富士通的SDRAM 2、PC100 標準的多為F,普通的內存為1 3、容量 4、位寬:4:位,8:8 位,16:16 位,32:32 位 5、晶元組成:22:2BANK,42:4BANK 6、產品系列 7、速度:60:6NS,70:7NS,80:8NS,102:10NS(CL2&3),103:10NS (CL3),100:10NS,84: 12NS,67:15NS 八、TOSHIBA(東芝) 東芝是日本著名的電器製造商,其在高端領域也有產品,例如計算機產品及通訊衛星等等。TOSHIBA 的內存產品在市場上見到的不多。 TC59S XX XX X FT X-XX 1 2 3 4 5 6 7 8 1、TC 代表東芝 2、59S 代表普通SDRAM 3、容量:64:64MBIT,128:128MBIT 4、位寬:04:4 位,08:8 位,16:16 位,32:32 位 5、產品系列:A-B 6、FT 為TSOP 封裝模式 7、空白為普通,L 為低功耗 8、速度;75:7.5NS,80:8NS,10:10NS(CL3) 九、MITSUBISHI(三菱) 三菱是日本的一家汽車製造公司,因其多元化發展,所以在IT 業和家電業也有產品,三菱的微集成電路技術不同一般,所以其在內存領域也佔有一席之地,因為速度、品質優異,而成為INTEL 的PII/PIIICPU 的緩存供應商。普通 SDRAM 方面,因為較貴,所以市場上少見。 M2 V XX S X 0 X TP-XX X 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1、M2 代表三菱產品 2、I/O 界面。一般為V 3、容量 4、一般為S,說明是SDRAM 5、位寬:2:4 位,3:8 位,4:16 位 6、一般為0 7、產品系列 8、TP 代表TSOP 封裝 9、速度: 8A:8NS,7:10NS(CL2&3),8:10NS(CL3),10:10NS。 10、空白為普通,L 為低耗。
2. 關於單片機的種類問題
單片機的分類Ⅰ 按生產廠家分
美國的英特爾(Intel) 公司、摩托羅拉(Motorola)公司、國家辦導體(NS) 公司、Atmel公司、微晶元(Microchip) 公司、洛克威爾(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齊洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州儀器(TI)公司等等。日本的電氣(NS)公司、東芝(Toshiba)公司、富士通(Fujitsu)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日電(NEC)公司、夏普公司等等。荷蘭的飛利浦(Philips)公司。德國的西門子(Siemens)公司等等。
Ⅱ 按字長分(1)4-BIT 單片機
4 位單片機的控制功能較弱,CPU 一次只能處理4 位二進制數。這類單片機常用於計算器、各種形態的智能單元以及作為家用電器中的控制器。典型產品有NEC 公司的UPD 75××系列、NS 公司的COP400 系列、松下公司的MN1400 系列、ROCKWELL 公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88 系列、夏普公司的SM××系列、Toshiba 公司的TMP47×××系列等等。
① 華邦公司的W741系列的4位單片機帶液晶驅動,在線燒錄,保密性高,低操作電壓(1.2V~1.8V)。
② 東芝單片機的4位機在家電領域有很大市場。
(2)8-BIT 單片機
8 位單片機 8 位單片機的控制功能較強,品種最為齊全。和4 位單片機相比,它不僅具有較大的存儲容量和定址范圍,而且中斷源、並行I/O 介面和定時器/計數器個數都有了不同程度的增加,並集成有全雙工串列通信介面。在指令系統方面,普遍增設了乘除指令和比較指令。特別是8 位機中的高性能增強型單片機,除片內增加了A/D 和D/A 轉換器外,還集成有定時器捕捉/比較寄存器、監視定時器(Watchdog)、匯流排控制部件和晶體振盪電路等。這類單片機由於其片內資源豐富和功能強大,主要在工業控制、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統中應用。代表產品有Intel 公司的MCS-48 系列和MCS-51 系列 、Microchip 公司的PIC16C××系列和PIC17C××系列以及PIC1400 系列、Motorola 公司的M68HC05 系列和M68HC11 系列、Zilog 公司的Z8 系列、荷蘭Philips 公司的80C51 系列(同MCS-51 兼容)、Atmel公司的AT89 系列(同MCS-51 兼容)、NEC 公司的UPD78××系列等等。
1)51系列單片機
8031/8051/8751是Intel公司早期的產品。應用的早,影響很大,已成為世界上的工業標准。後來很多晶元廠商以各種方式與Intel公司合作,也推出了同類型的單片機,如同一種單片機的多個版本一樣,雖都在不斷的改變製造工藝,但內核卻一樣,也就是說這類單片機指令系統完全兼容,絕大多數管腳也兼容;在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為「51系列單片機」。
8031片內不帶程序存儲器ROM,使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373,外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改,必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除,之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麼保密性可言。
8051片內有4k ROM,無須外接外存儲器和373,更能體現「單片」的簡練。但是所編的程序無法寫入到其ROM中,只有將程序交晶元廠代為寫入,並是一次性的,不能改寫其內容。
8751與8051基本一樣,但8751片內有4k的EPROM,用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進行現場實驗與應用,EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射一定時間擦除後再寫入。
在眾多的51系列單片機中,要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S52更實用,因他不但和8051指令、管腳完全兼容,而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫,一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見,這種單片機對開發設備的要求很低,開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密,這又很好地保護了你的勞動成果。而且,AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低,市場供應也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種,除了完全兼容8051外,還多了ISP編程和看門狗功能。
ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種,這些晶元是在AT89C51的基礎上將一些功能精簡掉後形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口,內部的程序FLASH存儲器也小到2K,封裝形式也由51的P40腳改為20腳,相應的價格也低一些,特別適合在一些智能玩具,手持儀器等程序不大的電路環境下應用;AT89C1051在2051的基礎上,再次精簡掉了串口功能等,程序存儲器再次減小到1k,當然價格也更低。
51 單片機目前已有多種型號,市場上目前供貨比較足的晶元還要算ATMEL 的51、52 晶元, HYUNDAI 的GMS97 系列,WINBOND 的78e52,78e58,77e58 等。
GMS97 系列是一次性燒寫,一般只有大量生產的人才買。at89c51,52 因可以很容易地解密,一般人們只用它來做實驗,或者用在一些即使解了密也無關緊要的場合。89c2051 只有20 腿,體積小巧,在一些簡單應用和體積有限的場合得到廣泛應用。
2)PIC系列單片機
由美國Microchip公司推出的PIC單片機系列產品,首先採用了RISC結構的嵌入式微控制器,其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅動能力和低價位OTP技術等都體現出單片機產業的新趨勢。
現在PIC系列單片機在世界單片機市場的份額排名中已逐年升位,尤其在8位單片機市場,據稱已從1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC單片機從覆蓋市場出發,已有三種(又稱三層次)系列多種型號的產品問世,所以在全球都可以看到PIC單片機從電腦的外設、家電控制、電訊通信、智能儀器、汽車電子到金融電子各個領域的廣泛應用。現今的PIC單片機已經是世界上最有影響力的嵌入式微控制器之一。
① PIC 8位單片機的分類
PIC 8位單片機產品共有三個系列,即基本級、中級和高級。
a基本級系列該級產品的特點是低價位,如PIC16C5X,適用於各種對成本要求嚴格的家電產品選用。又如PIC12C5XX是世界第一個8腳的低價位單片機,因其體積很小,完全可以應用在以前不能使用單片機的家電產品的空間。
b中級系列該級產品是PIC最豐富的品種系列。它是在基本級產品上進行了改進,並保持了很高的兼容性。外部結構也是多種的,從8引腳到68引腳的各種封裝,如PIC12C6XX。該級產品其性能很高,如內部帶有A/D變換器、E2PROM數據存儲器、比較器輸出、PWM輸出、I2C和SPI等介面。PIC中級系列產品適用於各種高、中和低檔的電子產品的設計中。
c高級系列該系列產品如PIC17CXX,其特點是速度快,所以適用於高速數字運算的應用場合中,加之它具備一個指令周期內(160ns)可以完成8×8(位)二進制乘法運算能力,所以可取代某些DSP產品。再有PIC17CXX具有豐富的I/O控制功能,並可外接擴展EPROM和RAM,使它成為目前8位單片機中性能最高的機種之一。所以很適用於高、中檔的電子設備中使用。
上述的三層次(級)的PIC 8位單片機還具有很高的代碼兼容性,用戶很容易將代碼從某型號轉換到另一個型號中。PIC 8位單片機具有指令少、執行速度快等優點,其主要原因是PIC系列單片機在結構上與其它單片機不同。該系列單片機引入了原用於小型計算機的雙匯流排和兩級指令流水結構。這種結構與一般採用CISC(復雜指令集計算機)的單片機在結構上是有不同的。
雙匯流排結構
具有CISC結構的單片機均在同一存儲空間取指令和數據,片內只有一種匯流排。這種匯流排既要傳送指令又要傳送數據(如圖1-a所示)。因此,它不可能同時對程序存儲器和數據存儲器進行訪問。因與CPU直接相連的匯流排只有一種,要求數據和指令同時通過,顯然「亂套」,這正如一個「瓶頸」,瓶內的數據和指令要一起倒出來,往往就被瓶頸卡住了。所以具有這種結構的單片機,只能先取出指令,再執行指令(在此過程中往往要取數),然後,待這條指令執行完畢,再取出另一條指令,繼續執行下一條。這種結構通常稱為馮•諾依曼結構,又稱普林斯頓結構。
在這里PIC系列單片機採用了一種雙匯流排結構,即所謂哈佛結構。這種結構有兩種匯流排,即程序匯流排和數據匯流排。這兩種匯流排可以採用不同的字長,如PIC系列單片機是八位機,所以其數據匯流排當然是八位。但低檔、中檔和高檔的PIC系列機分別有12位、14位和16位的指令匯流排。這樣,取指令時則經指令匯流排,取數據時則經數據匯流排,互不沖突。
② 兩級指令流水線結構
由於PIC系列單片機採用了指令空間和數據空間分開的哈佛結構,用了兩種位數不同的匯流排。因此,取指令和取數據有可能同時交疊進行,所以在PIC系列微控制器中取指令和執行指令就採用指令流水線結構。當第一條指令被取出後,隨即進入執行階段,這時可能會從某寄存器取數而送至另一寄存器,或從一埠向寄存器傳送數等,但數據不會流經程序匯流排,而只是在數據匯流排中流動,因此,在這段時間內,程序匯流排有空,可以同時取出第二條指令。當第一條指令執行完畢,就可執行第二條指令,同時取出第3條指令,……如此等等。這樣,除了第一條指令的取出,其餘各條指令的執行和下一條指令的取出是同時進行的,使得在每個時鍾周期可以獲得最高效率。
在大多數微控制器中,取指令和指令執行都是順序進行的,但在PIC單片機指令流水線結構中,取指令和執行指令在時間上是相互重疊的,所以PIC系列單片機才可能實現單周期指令。
只有涉及到改變程序計數器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要兩個周期。
此外,PIC的結構特點還體現在寄存器組上,如寄存器I/O口、定時器和程序寄存器等都是採用了RAM結構形式,而且都只需要一個周期就可以完成訪問和操作。而其它單片機常需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。上述各項,就是PIC系列單片機能做到指令總數少,且大都為單周期指令的重要原因。
3)AVR系列單片機
AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應用於計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。
①AVR單片機的優勢及特點
a AVR單片機易於入手、便於升級、費用低廉。 單片機初學者只需一條ISP下載線,把編輯、調試通過的軟體程序直接在線寫入AVR單片機,即可以開發AVR單片機系列中的各種封裝的器件。AVR單片機因此在業界號稱「一線打天下」。 AVR程序寫入是直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作,這樣便於產品升級。AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機上編譯好的程序寫到單片機的程序存儲器中),不需購買模擬器、編程器、擦抹器和晶元適配器等,即可進行所有AVR單片機的開發應用,這可節省很多開發費用。程序存儲器擦寫可達10000次以上,不會產生報廢品。
b高速、低耗、保密。首先,AVR單片機是高速嵌入式單片機: AVR單片機具有預取指令功能,即在執行一條指令時,預先把下一條指令取進來,使得指令可以在一個時鍾周期內執行。多累加器型,數據處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器,相當於有32條立交橋,可以快速通行。中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址,可快速響應中斷。AVR單片機耗能低。對於典型功耗情況,WDT關閉時為100nA,更適用於電池供電的應用設備。有的器件最低1.8 V即可工作。AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術,保密位單元深藏於晶元內部,無法用電子顯微鏡看到。
c I/O口功能強,具有A/D轉換等電路。AVR單片機的I/O口是真正的I/O口,能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業級產品,具有大電流(灌電流)10mA~40mA,可直接驅動可控硅SSR或繼電器,節省了外圍驅動器件。AVR單片機內帶模擬比較器,I/O口可用作A/D轉換,可組成廉價的A/D轉換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。部分AVR單片機可組成零外設元件單片機系統,使該類單片機無外加元器件即可工作,簡單方便,成本又低。AVR單片機可重設啟動復位,以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂(飛),提高了產品的抗干擾能力。
d 有功能強大的定時器/計數器及通訊介面。定時/計數器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用於控制輸出,某些型號的AVR單片機有3~4個PWM,是作電機無級調速的理想器件。AVR單片機有串列非同步通訊UART介面,不佔用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性,故可以工作在一般標准整數頻率下,而波特率可達576K。
②AVR 8-Bit MCU的最大特點
與其它8-Bit MCU相比,AVR 8-Bit MCU最大的特點是:
• 哈佛結構,具備1MIPS / MHz的高速運行處理能力;
• 超功能精簡指令集(RISC),具有32個通用工作寄存器,克服了如8051 MCU採用單一ACC進行處理造成的瓶頸現象;
• 快速的存取寄存器組、單周期指令系統,大大優化了目標代碼的大小、執行效率,部分型號FLASH非常大,特別適用於使用高級語言進行開發;
• 作輸出時與PIC的HI/LOW相同,可輸出40mA(單一輸出),作輸入時可設置為三態高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入,具備10mA-20mA灌電流的能力;
• 片內集成多種頻率的RC振盪器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能,外圍電路更加簡單,系統更加穩定可靠;
• 大部分AVR片上資源豐富:帶E2PROM,PWM,RTC,SPI,UART,TWI,ISP,AD,Analog Comparator,WDT等;
• 大部分AVR除了有ISP功能外,還有IAP功能,方便升級或銷毀應用程序。
(3)16-BIT 單片機
16 位單片機是在1983 年以後發展起來的。這類單片機的特點是:CPU是16 位的,運算速度普遍高於8 位機,有的單片機的定址能力高達1MB,片內含有A/D 和D/A轉換電路,支持高級語言。這類單片機主要用於過程式控制制、智能儀表、家用電器以及作為計算機外部設備的控制器等。典型產品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、NS 公司的783××系列、TI公司的MSP430系列等等。
其中,以MSP430系列最為突出。它採用了精簡指令集( RISC )結構,具有豐富的定址方式( 7 種源操作數定址、 4 種目的操作數定址)、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令;大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算;還有高效的查表處理指令;有較高的處理速度,在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。
在運算速度方面, MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅動下,實現 125ns 的指令周期。 16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬體乘法器(能實現乘加)相配合,能實現數字信號處理的某些演算法(如 FFT 等)。
MSP430 系列單片機的中斷源較多,並且可以任意嵌套,使用時靈活方便。當系統處於省電的備用狀態時,用中斷請求將它喚醒只用 6us 。
超低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗,是因為其在降低晶元的電源電壓及靈活而可控的運行時鍾方面都有其獨到之處。
首先, MSP430 系列單片機的電源電壓採用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鍾條件下運行時, 晶元的電流會在 200~400uA 左右,時鍾關斷模式的最低功耗只有 0.1uA 。
其次,獨特的時鍾系統設計。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統時鍾系統:基本時鍾系統和鎖頻環( FLL 和 FLL+ )時鍾系統或 DCO 數字振盪器時鍾系統。有的使用一個晶體振盪器( 32768Hz ) , 有的使用兩個晶體振盪器)。由系統時鍾系統產生 CPU 和各功能所需的時鍾。並且這些時鍾可以在指令的控制下,打開和關閉,從而實現對總體功耗的控制。
由於系統運行時打開的功能模塊不同,即採用不同的工作模式,晶元的功耗有著顯著的不同。在系統中共有一種活動模式( AM )和五種低功耗模式( LPM0~LPM4 )。在等待方式下,耗電為 0.7uA ,在節電方式下,最低可達 0.1uA 。
系統工作穩定 上電復位後,首先由 DCOCLK 啟動 CPU ,以保證程序從正確的位置開始執行,保證晶體振盪器有足夠的起振及穩定時間。然後軟體可設置適當的寄存器的控制位來確定最後的系統時鍾頻率。如果晶體振盪器在用做 CPU 時鍾 MCLK 時發生故障, DCO 會自動啟動,以保證系統正常工作;如果程序跑飛,可用看門狗將其復位。
豐富的片上外圍模塊 MSP430 系列單片機的各成員都集成了較豐富的片內外設。它們分別是看門狗( WDT )、模擬比較器 A 、定時器 A ( Timer_A )、定時器 B ( Timer_B )、串口 0 、 1 ( USART0 、 1 )、硬體乘法器、液晶驅動器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 匯流排直接數據存取( DMA )、埠 O ( P0 )、埠 1~6 ( P1~P6 )、基本定時器( Basic Timer )等的一些外圍模塊的不同組合。其中,看門狗可以使程序失控時迅速復位;模擬比較器進行模擬電壓的比較,配合定時器,可設計出 A/D 轉換器; 16 位定時器( Timer_A 和 Timer_B )具有捕獲 / 比較功能,大量的捕獲 / 比較寄存器,可用於事件計數、時序發生、 PWM 等;有的器件更具有可實現非同步、同步及多址訪問串列通信介面可方便的實現多機通信等應用;具有較多的 I/O 埠,最多達 6*8 條 I/O 口線; P0 、 P1 、 P2 埠能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入; 12/14 位硬體 A/D 轉換器有較高的轉換速率,最高可達 200kbps ,能夠滿足大多數數據採集應用;能直接驅動液晶多達 160 段;實現兩路的 12 位 D/A 轉換;硬體 I 2 C 串列匯流排介面實現存儲器串列擴展;以及為了增加數據傳輸速度,而採用直接數據傳輸( DMA )模塊。 MSP430 系列單片機的這些片內外設為系統的單片解決方案提供了極大的方便。
方便高效的開發環境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件,這些器件的開發手段不同。對於 OPT 型和 ROM 型的器件是使用模擬器開發成功之後在燒寫或掩膜晶元;對於 FLASH 型則有十分方便的開發調試環境,因為器件片內有 JTAG 調試介面,還有可電擦寫的 FLASH 存儲器,因此採用先下載程序到 FLASH 內,再在器件內通過軟體控製程序的運行,由 JTAG 介面讀取片內信息供設計者調試使用的方法進行開發。這種方式只需要一台 PC 機和一個 JTAG 調試器,而不需要模擬器和編程器。開發語言有匯編語言和 C 語言。
MSP430 單片機目前主要以 FLASH 型為主。
(4)32-BIT 單片機
32 位單片機的字長為32 位,是單片機的頂級產品,具有極高的運算速度。近年來,隨著家用電子系統的新發展,32 位單片機的市場前景看好。
繼16 位單片機出現後不久,幾大公司先後推出了代表當前最高性能和技術水平的32 位單片微機系列。32 位單片機具有極高的集成度,內部採用新穎的RISC(精簡指令系統計算機)結構,CPU 可與其他微控制器兼容,主頻頻率可達33MHz 以上,指令系統進一步優化,運算速度可動態改變,設有高級語言編譯器,具有性能強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統、同步/非同步通信控制系統。代表產品有Intel 公司的MCS-80960 系列、Motorola 公司的M68300 系列、Hitachi 公司的Super H(簡稱SH)系列等等。
這類單片機主要應用於汽車、航空航天、高級機器人、軍事裝備等方面。它代表著單片機發展中的高、新技術水平。
ARM在32位MCU中的主流地位是毫無疑問的。ARM公司於1991年成立於英國劍橋,主要出售晶元設計技術的授權。目前,採用ARM技術智能財產(IP)核心的處理器,即我們通常所說的ARM處理器,已遍及工業控制、消費類電子產品、通信系統、網路系統、無線系統等各類產品市場,基於ARM技術的處理器應用約占據了32位RISC微處理器75%以上的市場,ARM技術不止逐步滲入到我們生活的各個方面,我們甚至可以說,ARM於人類的生活環境中,已經是不可或缺的一環。
目前市面上常見的ARM處理器架構,可分為ARM7、ARM9以及ARM11,新推出的Cortex系列尚在進行開發驗證,市面上還未有相關產品推出。ARM也是嵌入式處理器中首先推出多核心架構的廠商。
ARM首個多核心架構為ARM11 MPCore,架構於原先的ARM11處理器核心之上。ARM11核心是發布於2002年10月份,為了進一步提升效能,其管線長度擴展到8階,處理單元則增加為預取、解碼、發送、轉換/MAC1、執行/MAC2、內存存取/MAC3和寫入等八個單元,體繫上屬於ARM V6指令集架構。ARM11採用當時最先進的0.13μm製造製程,運行頻率最高可達500到700MHz。如果採用90nm製程,ARM11核心的工作頻率能夠輕松達到1GHz以上—對於嵌入式處理器來說,這顯然是個相當驚人的程度,不過顯然1GHz在ARM11體系中不算是個均衡的設定,因此幾乎沒有廠商推出達到1GHz的ARM11架構處理器。
ARM11的邏輯核心也經過大量的改進,其中最重要的當屬「靜/動態組合轉換的預測功能」。ARM11的執行單元包含一個64位、4種狀態的地址轉換緩沖,它主要用來儲存最近使用過的轉換地址。當採用動態轉換預測機制而無法在定址緩沖內找到正確的地址時,靜態轉換預測功能就會立刻接替它的位置。在實際測試中,單純採用動態預測的准確率為88%,單純採用靜態預測機制的准確率只有77%,而ARM11的靜/動態預測組合機制可實現92%的高准確率。針對高時脈速度帶來功耗增加的問題,ARM11採用一項名為「IEM(Intelligent Energy Manager)」的智能電源管理技術,該技術可根據任務負荷情況動態調節處理器的電壓,進而有效降低自身的功耗。這一系列改進讓ARM11的功耗效能比得以繼續提高,平均每MHz只需消耗0.6mW(有快取時為0.8mW)的電力,處理器的最高效能可達到660 Dhrystone MIPS,遠超過上一代產品。
Ⅲ 按製造工藝分
① HMOS 工藝 高密度短溝道MOS 工藝,具有高速度、高密度的特點。
② CHMOS(或HCMOS)工藝 互補的金屬氧化物的HMOS 工藝,是CMOS 和HMOS 的結合,具有高密度、高速度、低功耗的特點。Intel 公司產品型號中若帶有字母「C」 ,Motorola 公司產品型號中若帶有字母「HC」或「L」 ,通常為CHMOS 工藝。