為什么單片機語音芯片既有flash又有EEPROM

單片機語音芯片運行時的數(shù)據(jù)存在于RAM (隨機存儲器)中，停電后無法保留RAM的數(shù)據(jù)時，如何在停電后不丟失數(shù)據(jù)呢？這需要使用EEPROM和FLASHROM等存儲器來實現(xiàn)。

EEPROM

EEPROM的全稱是“電可擦除可編程只讀存儲器”，即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。是相對于只外擦除的rom來講的。但是今天已經(jīng)存在多種EEPROM的變種，變成了一類存儲器的統(tǒng)稱。

這類rom的特性是它可以隨機存取和修改任何字節(jié)，并將0或1寫入每個位。這是最傳統(tǒng)的EEPROM，也是被稱為狹義EEPROM。斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。它可以儲存100年，擦除100瓦次。具備較高的可靠性，可是電源電路繁雜/成本費也高。因而現(xiàn)階段的EEPROM全是一百多千字節(jié)數(shù)到好幾百千字節(jié)數(shù)的，很少有超出512K的。

Flash

Flash歸屬于理論的EEPROM，由于它都是可擦除的ROM。可是以便差別于通常的按字節(jié)數(shù)為企業(yè)的擦寫的EEPROM，我們叫它Flash。

既然兩者差不多，為什么單片機中還要既有Flash又有EEPROM呢？

通常，單片機語音芯片里的Flash都用于存放運行代碼，在運行過程中不能改；EEPROM是用來保存用戶數(shù)據(jù)，運行過程中可以改變，比如一個時鐘的鬧鈴時間初始化設定為12：00，后來在運行中改為6：00，這是保存在EEPROM里，不怕掉電，就算重新上電也不需要重新調(diào)整到6：00。

但最大區(qū)別是其實是：FLASH按扇區(qū)操作，EEPROM則按字節(jié)操作，二者尋址方法不同，存儲單元的結構也不同，F(xiàn)LASH的電路結構較簡單，同樣容量占芯片面積較小，成本自然比EEPROM低，因而適合用作程序存儲器，EEPROM則更多的用作非易失的數(shù)據(jù)存儲器。當然用FLASH做數(shù)據(jù)存儲器也行，但操作比EEPROM麻煩的多，所以更“人性化”的MCU設計會集成FLASH和EEPROM兩種非易失性存儲器，而廉價型設計往往只有 FLASH，早期可電擦寫型MCU則都是EEPRM結構，現(xiàn)在已基本上停產(chǎn)了。

在芯片的內(nèi)電路中，F(xiàn)LASH和EEPROM不僅電路不同，地址空間也不同，操作方法和指令自然也不同，不論馮諾伊曼結構還是哈佛結構都是這樣。技術上，程序存儲器和非易失數(shù)據(jù)存儲器都可以只用FALSH結構或EEPROM結構，甚至可以用“變通”的技術手段在程序存儲區(qū)模擬“數(shù)據(jù)存儲區(qū)”，但就算如此，概念上二者依然不同，這是基本常識問題。

EEPROM：電可擦除可編程只讀存儲器，F(xiàn)lash的操作特性完全符合EEPROM的定義，屬EEPROM無疑，首款Flash推出時其數(shù)據(jù)手冊上也清楚的標明是EEPROM，現(xiàn)在的多數(shù)Flash手冊上也是這么標明的，二者的關系是“白馬”和“馬”。至于為什么業(yè)界要區(qū)分二者，主要的原因是 Flash EEPROM的操作方法和傳統(tǒng)EEPROM截然不同，次要的原因是為了語言的簡練，非正式文件和口語中Flash EEPROM就簡稱為Flash，這里要強調(diào)的是白馬的“白”屬性而非其“馬”屬性以區(qū)別Flash和傳統(tǒng)EEPROM。

Flash：Flash的特點是結構簡單，同樣工藝和同樣晶元面積下可以得到更高容量且大數(shù)據(jù)量下的操作速度更快，但缺點是操作過程麻煩，特別是在小數(shù)據(jù)量反復重寫時，所以在MCU中Flash結構適于不需頻繁改寫的程序存儲器。

在許多應用中，一些少量數(shù)據(jù)需要頻繁重寫，并且電源故障是非易失性的。傳統(tǒng)結構的EEPROM非常適合這里。因此，許多單片機語音芯片設計了閃存和傳統(tǒng)兩種EEPROM結構，以達到成本和功能的平衡，使用非常方便。隨著ISP和IAP的普及，特別是在程序存儲地址空間和數(shù)據(jù)存儲地址空間重疊的單片機系統(tǒng)中，越來越多的單片機語音芯片制造商現(xiàn)在使用IAP支持的程序存儲器來模擬對應于EEPROM的數(shù)據(jù)存儲器，以低成本實現(xiàn)非易失性數(shù)據(jù)存儲。為了在商業(yè)宣傳中實現(xiàn)與雙EEPROM工藝的“等效”，許多使用閃存編程存儲器(Flash program memory)來“模擬”(注意技術概念并非真正模擬)EEPROM數(shù)據(jù)存儲器的制造商都聲稱他們的產(chǎn)品配備了EEPROM，嚴格來說，這不是很嚴謹，但是商人有商人的目的和方法，通過用閃存“模擬”EEPROM可以獲得更大的商業(yè)利益。因此，事實上，是他們造成了技術概念的混亂。

審核編輯 ：李倩