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單片機ram低什麼意思

生活 更新时间:2025-02-12 18:15:51

你肯定好奇:手機内存(RAM)動辄8G、12G,為啥單片機RAM連1M都不到?

經典的AT89C51單片機,其内部隻有128字節RAM(内存),同樣經典的MSP430F149也隻有2K的RAM空間。


即使現在用的比較多的STM32F1系列,其最大的RAM也不到100K


很多小夥伴就有這樣的疑問:現在固态硬盤都以 T 為單位了,手機電腦内存都是8G、甚至32G了,為什麼單片機RAM連1M都不到?


今天就來講講關于RAM以及單片機内存少的幾點内容。

(備注:本文說的單片機,指MCU,微控制器)


關于RAM

RAM:Random Access Memory,随機存取存儲器,也是大家所說的内存

單片機ram低什麼意思(為啥單片機RAM那麼少)1

RAM是一種易失性存儲器,也就是說斷電就會丢失存儲數據。


RAM有一些常見特點:

  • 随機存取

  • 易失性

  • 對靜電敏感

  • 訪問速度塊

  • ······


随着需求的提高,技術的進步,RAM又發展了像SRAM、DRAM、SDRAM等多種類型的RAM存儲器。

單片機ram低什麼意思(為啥單片機RAM那麼少)2

相對于Flash、硬盤等非易失性存儲器而言,RAM具有更快的讀寫速度,因此RAM廣泛用于各種單片機、嵌入式、計算機系統中。


但RAM也存在一些“不足”,導緻在很多場合,RAM的容量都相對比較小。


RAM容量小的幾點原因

RAM相對Flash、硬盤而言,要做到足夠大容量,其成本相對Flash要多的多。


1.RAM工藝更複雜

RAM要求速度更快,電流又不能太大,為了能盡量滿足和平衡更高要求,就需要使用更特殊和更先進的半導體電容技術。

單片機ram低什麼意思(為啥單片機RAM那麼少)3

2.更大的矽面積

因為RAM的工藝更複雜,其占用矽面積相對更大。


大家應該都知道芯片的制造過程,目前芯片主要使用矽這種材料制作芯片(當前,現在也發明了更先進的材料),占用矽面積更大,意味着單個芯片成本更貴,相信這個原理大家都懂。

單片機ram低什麼意思(為啥單片機RAM那麼少)4

通過認識wafer、die、cell它們的關系你就能大概理解芯片其實是“批量”生成的。


3.功耗原因

單片機通常要求功耗不能太多,特别是低功耗的單片機,在待機模式下,要求nA級别的電路。


為了滿足低功耗,單片機中RAM,通常是靜态RAM(SRAM)。


這裡要擴展一下與SRAM對應的DRAM(動态RAM),顧名思義,動态RAM就是需要定時給電容補充漏掉的電荷,也就是需要定時刷新,DRAM需要驅動電路,功耗相對SRAM自然更大。


4.單片機大容量RAM需求不大

大家都知道,使用單片機開發的項目,通常都是裸機,或者RTOS,一般不會用到大型軟件,特别是早期的時候(早期少數對RAM有需求的項目,一般通過外擴RAM的方式)。


所以,早期很多項目對單片機RAM容量要求不高,甚至有很大一部分RAM都沒有用到。


當然,随着UI、AI、物聯網的快速發展,現在對單片機RAM的需求也在不斷增加,很多新出的單片機RAM容量也在不斷增加,比如256K,甚至512K了。


5.其他

除了以上說的幾點,還有像壽命、穩定性、兼容性等也是間接影響RAM大小的因素。


最後,歡迎大家補充更多的原因。


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