2021-08-12

SoC基础知识之Memory

计划介绍一些SoC上的基础知识,这里先介绍一下SoC上通常会碰到的一些Memory,后面Boot的介绍可能需要相关知识。

文章是个人知识结合一些参考文档内容,如果有错误,请及时指正。

存储器的类型很多,分类方法也很多,下面是按掉电后,数据丢失/不易丢失的特性,做的分类。
在这里插入图片描述
这里着重介绍RAM/ROM/FLASH ,目前公司芯片主要涉及这三类存储器。对应特性描述如下:

一、RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)

随机存取存储器(Random Access Memory,缩写:RAM),是与CPU直接交换数据的内部存储器。它可以随时读写(刷新时除外),而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储介质。

RAM工作时可以随时从任何一个指定的地址写入(存入)或读出(取出)信息。它与ROM的最大区别是数据的易失性,即一旦断电所存储的数据将随之丢失。RAM在计算机和数字系统中用来暂时存储程序、数据和中间结果。

根据组成元件的不同,RAM内存又可以分多种,这里介绍其中几类:

01.DRAM(Dynamic RAM,动态随机存取存储器):

这是最普通的RAM,一个电子管与一个电容器组成一个位存储单元,DRAM将每个内存位作为一个电荷保存在位存储单元中,用电容的充放电来做储存动作,但因电容本身有漏电问题,因此必须每几微秒就要刷新一次,否则数据会丢失。存取时间和放电时间一致,约为2~4ms。所以DDR controller的工作之一就是定期去刷新DRAM,这样DRAM里的数据才不会出错。因为成本比较便宜,通常都用作计算机内的主存储器。

02.SRAM(Static RAM,静态随机存取存储器)

静态,指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。每6颗电子管组成一个位存储单元,因为没有电容器,因此无须不断充电即可正常运作。因此,相较于DRAM,SRAM的速度更快,在快速读取和刷新时能够保持数据完整性。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。所以SRAM的电路结构非常复杂。制造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。正因为如此,才使其发展受到了限制。因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。

3.SDRAM(Synchronous DRAM,同步动态随机存取存储器)

这是一种与CPU实现外频Clock同步的内存模式,一般都采用168Pin的内存模组,工作电压为3.3V。 所谓clock同步是指内存能够与CPU同步存取资料,这样可以取消等待周期,减少数据传输的延迟,因此可提升计算机的性能和效率。

4.DDR SDRAM(Double Data Rate二倍速率同步动态随机存取存储器)

作为SDRAM的换代产品,它具有两大特点:其一,速度比SDRAM有一倍的提高;其二,采用了DLL(Delay Locked Loop:延时锁定回路)提供一个数据滤波信号。这是目前内存市场上的主流模式。

二、ROM(READ Only Memory,只读存储器)
只读存储器(Read-Only Memory,ROM)以非破坏性读出方式工作,通常情况下只能读出,无法写入信息。ROM不像RAM能快速方便地改写存储内容,所存数据稳定 ,断电后所存数据也不会改变,并且结构较简单,使用方便,因而常用于存储各种固定程序和数据。它的读取速度比RAM慢。

根据组成元件的不同,ROM内存又分为以下五种:

1.MASK ROM(掩模型只读存储器)

一种只能读取资料的内存,在制造过程中,将资料以一特制光罩(mask)烧录于线路中,其资料内容在写入后就不能更改。Rom里烧录的数据即是我们通常所说的romcode,因此这是Boot过程验证的重点之一。Romcode出错等同于RTL出错,并且这种错误往往是致命的,如果芯片无法正常启动,可能会导致整个芯片报废。

2.PROM(Programmable ROM,可编程只读存储器)

这是一种可以用刻录机将资料写入的ROM内存,但只能写入一次,所以也被称为“一次可编程只读存储器”(One Time Progarmming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。

3.EPROM(Erasable Programmable,可擦可编程只读存储器)

这是一种具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程的ROM内存,写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到阳光直射。

4.EEPROM(Electrically Erasable Programmable,电可擦可编程只读存储器)

功能与使用方式与EPROM一样,不同之处是清除数据的方式,它是以约20V的电压来进行清除的。另外它还可以用电信号进行数据写入。这类ROM内存多应用于即插即用(PnP)接口中。价格高,写入时间长。

三、闪存(FLASH)

FLASH是一种非易失性存储器,即断电数据也不会丢失,可读可写。 
目前Flash主要有两种:NOR Flash和NADN Flash。两者区别可以参考文章 https://blog.youkuaiyun.com/qq_38880380/article/details/78884522
NOR Flash的逻辑接口主要有CFI 和SPI,其中CFI接口的NOR flash读取和我们常见的RAM/ROM的读取是一样的,可以按byte访问,用户可以直接运行装载在NOR FLASH里面的代码,但引脚数量多。SPI接口的NOR flash读/写需要做额外的地址逻辑映射,用户无法直接运行代码,且速度受限于SPI协议,但使用的引脚数量少。使用NOR flash可以减少RAM/ROM的容量从而节约了成本,但读取速度较RAM/ROM慢。容量通常不会太大,成本上较RAM/ROM低,但较NAND flash高。
NAND Flash没有采取内存的随机读取技术,为了生产降低成本,采用了串行结构,使用复杂的I/O口来串行地存取数据。它的读写是以一次读写一个Page(512byte及以上)的形式来进行的,用户不能直接运行NAND Flash上的代码。读写速度上NOR的读速度比NAND稍快一些,NAND的写入速度、擦除速度比NOR快很多。NAND Flash由于其低成本的优势,适用于大容量高数据密度的存储。
SSD固态硬盘就是基于闪存的存储,目前有取代 PC/服务器 上的机械硬盘的趋势。移动端的闪存则常常使用eMMC/UFS等Flash 的控制标准。

总结:

在这里插入图片描述

<think>好的,我现在需要处理用户提供的SQL插入语句,目标是改进它们,包括显式列名、批量插入和事务控制。首先,我要仔细分析用户给出的原始代码。 用户提供了多个INSERT INTO语句,都是向t_user02表中插入数据。原始语句没有指定列名,直接使用VALUES,这样可能存在风险,特别是当表结构发生变化时,列顺序或数量变动会导致插入错误。所以,显式列出列名是必要的,这能提高代码的可维护性和安全性。 接下来,批量插入。当前的每个INSERT语句都是单独的,可以合并成一个多行插入,减少数据库的请求次数,提高效率。需要注意的是,不同的数据库对批量插入的支持可能不同,比如MySQL支持多行VALUES,而某些数据库可能需要使用其他语法,但用户给出的例子看起来像是标准的SQL,所以暂时假设目标数据库支持多行插入。 然后是事务控制。将所有插入操作放在一个事务中,可以确保数据的一致性,要么全部成功,要么全部回滚。这对于保持数据的完整性非常重要,特别是在处理多个相关插入时。 现在,我需要检查原始INSERT语句的结构。所有插入的值都是五元组,对应的列应该是五个。假设表t_user02的列名依次是date、id、department_id、name、status(或者其他有意义的名称,但用户没有提供,可能需要根据数据猜测)。例如,第一个插入的值是'2021-06-03'(日期),9(数值),1(数值),'jack'(名字),3(数值)。可能需要确认列的实际名称,但用户没有给出表结构,所以可能需要用占位符或者根据常见命名习惯来命名列,比如insert_date、user_id、dept_id、user_name、user_status等。 这里可能需要提醒用户,正确的列名需要根据实际表结构来定,但为了示例,可以假设列名。比如: - 第一个字段是日期,可能对应insert_date或create_date。 - 第二个是数值,可能是user_id。 - 第三个是部门ID,比如dept_id。 - 第四个是用户名,user_name。 - 第五个可能是状态或等级,比如status或level。 接下来,将每个INSERT语句转换为带有显式列名的形式,然后合并成批量插入。同时,用事务控制包裹整个插入过程。 另外,需要注意SQL的语法是否正确,比如列名是否需要引号(通常不需要,除非是保留字),值中的字符串需要用单引号,数值不需要。用户提供的原始语句中,数值没有引号是正确的,所以保持原样。 现在,处理原始代码: 原始每个INSERT都是: insert into t_user02 values ('2021-06-03',9,1,'jack',3); ... 需要改为: INSERT INTO t_user02 (insert_date, user_id, dept_id, user_name, status) VALUES ('2021-06-03', 9, 1, 'jack', 3), ('2021-06-10',10,2,'rose',2), ...; 然后,用BEGIN TRANSACTION;和COMMIT;包裹起来,或者根据数据库的语法,比如MySQL可能用START TRANSACTION;,或者直接BEGIN;。 另外,检查是否有分号的问题。在批量插入中,多个VALUES之间用逗号分隔,最后一个用分号结束。事务控制语句的语法也需要正确。 最后,给出修改后的代码,并解释每个改进点,确保用户理解这些改动的好处,比如显式列名避免列顺序依赖,批量插入提高性能,事务保证原子性。</think>以下是针对提供的SQL插入语句的改进方案,主要从显式列名、批量插入、事务控制三方面优化: --- ### **一、改进后的SQL代码** ```sql BEGIN TRANSACTION; INSERT INTO t_user02 ( create_date, -- 日期字段(假设列名) user_id, -- 用户ID(假设列名) dept_id, -- 部门ID(假设列名) user_name, -- 用户名(假设列名) status -- 状态字段(假设列名) ) VALUES ('2021-06-03', 9, 1, 'jack', 3), ('2021-06-10', 10, 2, 'rose', 2), ('2021-07-03', 11, 1, 'jim', 2), ('2021-07-05', 12, 1, 'grace', 2), ('2021-07-12', 13, 2, 'tom', 2), ('2021-08-15', 14, 3, 'bush', 3), ('2021-08-12', 15, 3, 'helen', 3); COMMIT; ``` --- ### **二、改进点详解** #### 1. **显式指定列名** - **原问题**:原始语句未指定列名(`INSERT INTO ... VALUES`),依赖表中列的隐式顺序,易因表结构变更导致插入错误。 - **改进**:显式列出列名(`INSERT INTO (col1, col2, ...) VALUES ...`),确保数据插入位置明确,与表结构解耦。 - **注意事项**:需根据实际表结构调整列名(如`create_date`可能为`register_date`)。 #### 2. **批量插入优化** - **原问题**:多次单行插入效率低,频繁连接/断开数据库增加开销。 - **改进**:合并为一条`VALUES`语句,多行数据用逗号分隔,减少网络传输和SQL解析开销。 - **性能提升**:批量插入比单条插入快5-10倍(因数据库类型而异)。 #### 3. **事务控制** - **原问题**:无事务控制,部分失败时数据不一致。 - **改进**:用`BEGIN TRANSACTION`和`COMMIT`包裹插入操作,保证原子性: ```sql BEGIN TRANSACTION; -- 开启事务 -- 执行插入操作 COMMIT; -- 全部成功则提交 ``` - **异常处理**:可添加`ROLLBACK`逻辑(需在应用程序或存储过程中实现)。 --- ### **三、扩展建议** 1. **参数化查询**:防止SQL注入,提升安全性(尤其在应用层代码中)。 2. **错误日志**:捕获插入异常并记录日志,便于排查问题。 3. **索引优化**:若表数据量大,插入前可暂时禁用索引,完成后再重建。 --- ### **附:不同数据库的语法差异** | 特性 | MySQL | PostgreSQL | SQL Server | |--------------|----------------------------|----------------------------|--------------------------| | 事务语法 | `START TRANSACTION;` | `BEGIN;` | `BEGIN TRANSACTION;` | | 批量插入 | 支持多行`VALUES` | 支持多行`VALUES` | 支持多行`VALUES` | | 提交方式 | `COMMIT;` | `COMMIT;` | `COMMIT TRANSACTION;` | 根据实际数据库类型调整语法细节。
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