存儲(chǔ)器的種類 - MCU解密全攻略 為何所有MCU都能被破解

　　一個(gè)微控制器依照位于存儲(chǔ)器內(nèi)的程序進(jìn)行操作。有多種不同的存儲(chǔ)器類型，大部份曾被用于微控制器。多數(shù)的現(xiàn)代微控制器是以互補(bǔ)型金屬氧化半導(dǎo)體技術(shù)制造。 芯片上的存儲(chǔ)器可能是CMOS型的(SRAM 和一些 EEPROM)或MOS型的。 后者有比較好的性能和小的尺寸。

　　早期的微控制器使用掩模ROM和紫外線擦除的編程儲(chǔ)存器來儲(chǔ)存程序，使用SRAM來儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。在大批量且低成本需求的場合，掩模ROM仍然被大量使用。通常這些微控制器的封裝上沒有具體型號(hào)的印字，僅有廠商的商標(biāo)。內(nèi)部工廠預(yù)編程的ROM里有軟件版本號(hào)。

　　圖1-15 使用掩模ROM的MCU，通常封裝上只有工廠的內(nèi)部編碼。

　　掩模ROM有極好的性能，但它不能被再編程，也就是說不能升級(jí)程序。帶UV EPROM的MCU通常有兩種方式：一種是帶石英窗的陶瓷封裝，可重新擦除后再編程。另一種是大量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)塑料封裝，也稱為OTP(One-Time Programmable只能編程一次)UV EPROM 不方便的地方是：編程的時(shí)候需要高壓;一次只能寫入一個(gè)字或一個(gè)字節(jié)，導(dǎo)致整個(gè)芯片的編程需要很長時(shí)間。即使是可擦除的版本也只能被編程百來次，進(jìn)行擦除操作時(shí)，需要在非常強(qiáng)的紫外線下放置20-30分鐘。

　　SRAM也在一些需要快速讀寫或頻繁升級(jí)的微控制器中作程序存儲(chǔ)器。如賽普拉斯的USB 2.0微控制器C7Y68013。SRAM也被達(dá)拉斯半導(dǎo)體的加密型微控制器所用，因?yàn)樵诜榔平鈭龊闲枰痰牟脸龝r(shí)間。

　　更先進(jìn)的EEPROM比UV EPROM有一些進(jìn)步：可在數(shù)百或數(shù)千個(gè)周期內(nèi)再次編程;通常用芯片上的充電泵電路產(chǎn)生高壓;很快可以編程完畢。對(duì)EEPROM的更進(jìn)一步的發(fā)展是閃存(flash EEPROM)，它在現(xiàn)代的微控制器和智能卡中是主流的存儲(chǔ)器。它提供了更快的編程時(shí)間，且可以按塊來擦除，節(jié)省了很多時(shí)間;并且可以被擦寫數(shù)萬次。大部分的現(xiàn)代微控制器將閃存作為程序存儲(chǔ)器，這就可以現(xiàn)場升級(jí)代碼而無須昂貴的燒錄器。

　　有種方法是把SRAM和EPROM整合在一起，那就可以達(dá)到快速的讀寫時(shí)間，且非易失。但它太貴，只在小部分的智能卡和ASIC中有應(yīng)用。

　　每種存儲(chǔ)器都有優(yōu)勢(shì)和不足，硬件設(shè)計(jì)師根據(jù)需求來取舍。普通的微控制器在同一晶粒上有不同的存儲(chǔ)器，如SRAM和EPROM用在OTP PIC微控制器中。SRAM，掩模ROM和EEPROM用在飛思卡爾MC68H05微控制器中。

　　CPLD中，主要用EPROM，EEPROM和閃存。FPGA大多是基于SRAM的，也有公司提供反熔絲和閃存的非易失FPGA。反熔絲是一種特殊的OTP存儲(chǔ)器，用于將芯片內(nèi)金屬線之間的互聯(lián)進(jìn)行編程。這些互聯(lián)很小，約100納米寬，很難確定它們的狀態(tài)。基于反熔絲的技術(shù)，提供了很高的安全性。