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技術(shù)支持

PSRAM 偽靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存

2017-06-01 16:58:46

Pseudo  SRAM簡(jiǎn)稱為PSRAM,從在技術(shù)層面來(lái)說(shuō)就是用用 DRAM 來(lái)偽裝 SRAM, 所以才稱之為 Pseudo(偽),那為什么要用偽裝呢,這就跟近年來(lái)手持式應(yīng)用設(shè)計(jì)的興起有關(guān)了。
在舊式的嵌入式設(shè)計(jì)上,存儲(chǔ)部分大部分是使用SRAM存儲(chǔ)器,隨著電子設(shè)備的發(fā)展,電子設(shè)備的內(nèi)部存儲(chǔ)容量需求大幅增大,這時(shí)就難以使用 SRAM 來(lái)實(shí)現(xiàn)大容量 的內(nèi)存系統(tǒng),而必須使用 DRAM,DRAM 每個(gè)位的記憶電路是以 1 個(gè)晶體管與 1 個(gè)電容所 構(gòu)成,相對(duì)于 SRAM 每個(gè)位需要 4∼6 個(gè)晶體管才能構(gòu)成,DRAM 擁有比 SRAM 高 4∼6 倍的 記憶密度。
 
雖然 DRAM 在記憶密度、電路成本、耗電上等方面比 SRAM優(yōu)秀,但是 DRAM 也有不比不上 SRAM 的地方,當(dāng)然從耗電上,SRAM  是以持續(xù)供電的方式來(lái)記憶數(shù)據(jù)是要比
DRAM  實(shí)行刷新(Refresh)方式來(lái)持留住記憶內(nèi)容耗電,但是SRAM的記憶數(shù)據(jù)的存取速度是比DRAM的快的。
 
DRAM也因刷新電路、存取電路等設(shè)計(jì),導(dǎo)致系統(tǒng)接口的線路比較多,沒(méi)有SRAM
接口設(shè)計(jì)來(lái)的單純、直覺(jué),對(duì)電子工程師來(lái)說(shuō),除非真有 SRAM 無(wú)法滿足 的大容量、低耗電等設(shè)計(jì)要求,否則都盡可能使用 SRAM,因?yàn)?SRAM 的電路設(shè)計(jì)比 DRAM 簡(jiǎn)潔、容易。
也正因如此,SRAM跟DRAM在特性設(shè)計(jì)上是完全相反的,所以在多年來(lái)的應(yīng)用上也是不盡相同,SRAM 多用在少數(shù)容量的高速存取應(yīng)用上,例如高速處理器的高速緩存、高速網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如:路由 器、交換機(jī))的內(nèi)存等。而 DRAM 就用在大量記憶需求的應(yīng)用上,如激光打印機(jī)、高清晰 數(shù)字電視等。
 
然而在手持式的應(yīng)用設(shè)計(jì)上,卻偏偏需要這兩種的特性,既需要DRAM的低耗電(需要用到電池供電)也需要SRAM簡(jiǎn)潔電路設(shè)計(jì)特性(可以最大極限的減少印刷線路板的面積),而在使用接口上也就一兩個(gè)芯片左右,只能擇一而用而不能同時(shí)使用SRAM跟DRAM.
 
如果只能選擇一種使用,最后權(quán)衡取舍的結(jié)果是使用DRAM,但需要將DRAM的存儲(chǔ)接口進(jìn)行簡(jiǎn)化,就是將刷新電路改為自行刷新(self-refresh),進(jìn)而簡(jiǎn)化兼容接口,類似SRAM原有接口,就這樣形成了PSRAM。
 
PSRAM 標(biāo)準(zhǔn)各家有各家的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
 
PSRAM 的定義是修改 DRAM 原先的存取接口設(shè)計(jì),使其接口可以兼容于原SRAM 的存取接 口,且在存取的時(shí)序等其它特性上也相似。由于沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí),各業(yè)者依然組成了聯(lián) 盟陣營(yíng),訂立出自己依循的 PSRAM 規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。
 
舉例來(lái)說(shuō),由美國(guó)賽普拉斯(Cypress)、日本 Renesas(瑞薩)、韓國(guó)JSC、臺(tái)灣 Etron(鈺創(chuàng))、美國(guó)鎂光(Micron)、南韓 Hynix(海力士)、臺(tái)灣京典硅旺(Enable)、南韓 Silicon 7、德國(guó) Infineon(英飛 凌)以及臺(tái)灣華邦電子(Winbond)等所組成的 CellularRAM 聯(lián)盟,共同制 訂 CellularRAM 的標(biāo)準(zhǔn),目前已有 1.0 版、1.5 版標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。
 
CellularRAM 并非是唯一的 PSRAM 標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟,日本富士通(Fujitsu)、恩益禧(NEC)、日 本東芝(Toshiba)等 3 家日系半導(dǎo)體業(yè)者也合組了 CosmoRAM 聯(lián)盟,CosmoRAM 的全稱 為「Common Specifications for Mobile RAM」,新版標(biāo)準(zhǔn)為 Rev 4 版。
 
營(yíng)銷稱呼混淆技術(shù)分別
 
PSRAM 除了有聯(lián)盟陣營(yíng)的標(biāo)準(zhǔn)不同差異之外,還有另外一個(gè)是對(duì)PSRAM的名稱各異,也是困擾現(xiàn)有電子工程師的一個(gè)問(wèn)題,例如 MoSys 公司的獨(dú)家硅智財(cái)技術(shù):1T-SRAM 就常被人以為是 PSRAM,但其實(shí)兩 者有所不同,然確實(shí) PSRAM 有時(shí)也被稱為 1T SRAM。
或者南韓的 Silicon 7 公司將 PSRAM 稱為 CCSRAM(pacCtoCmell SRAM     )來(lái)推行,或如南 韓三星將 PSRAM 稱為 UtRAM 等等,此外 PSRAM 也容易與 Mobile-RAM、Mobile SRAM、 Mobile SDRAM 等相近 稱呼相混淆 。另外 CellularRAM 陣 營(yíng)的業(yè)者有 時(shí)也直接以 CellularRAM 來(lái)稱呼 PSRAM。
 
留心 PSRAM 業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)移、改變
 
附帶一提的,由于 PSRAM 的技術(shù)與價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,有些業(yè)者已紛紛退出這塊市場(chǎng),例如日 本瑞薩(Renesas)就已經(jīng)退出,并退出 CellularRAM 聯(lián)盟,美國(guó)柏士半導(dǎo)體/賽普拉斯半導(dǎo) 體( Cypress )也將 PSRAM 部門(mén)轉(zhuǎn) 售給臺(tái)灣晶 豪科技( Elite Semiconductor Memory Technology;ESMT),同時(shí)也與 Renesas 一樣退出 CellularRAM 聯(lián)盟,但接手的 ESMT 并沒(méi) 有新增成為該聯(lián)盟的新會(huì)員。
 
另外德國(guó)憶恒/英飛凌(Infineon)將內(nèi)存部門(mén)分立成奇夢(mèng)達(dá)(Qimonda)后,也承接了原有 在 CellularRAM 聯(lián)盟中的會(huì)員身份,此外南韓海力士(Hynix)似乎也停止 PSRAM 的后續(xù) 發(fā)展。此外日本東芝(Toshiba)委由臺(tái)灣華邦電子(Winbond)代產(chǎn) PSRAM,以及歐洲意 法半導(dǎo)體(STMicroelectronics;ST)也將 PSRAM 委交臺(tái)灣茂德(ProMOS)代產(chǎn),未來(lái)歐、 美、日、韓的 PSRAM 業(yè)務(wù)都可能轉(zhuǎn)至臺(tái)灣,一方面過(guò)去臺(tái)灣專長(zhǎng)于 SRAM,但 PSRAM 的 出現(xiàn)將擠壓原有 SRAM 的市場(chǎng),為了保有原有的市場(chǎng)必然要跨入 PSRAM。這些產(chǎn)業(yè)消長(zhǎng)變 遷信息,也是電子采購(gòu)與工程設(shè)計(jì)人員所必須注意的。
 
 
品牌:美國(guó)賽普拉斯(Cypress)
型號(hào):CYK512K16SCCA
特性:
◆先進(jìn)的低功耗 MoBL(More Battery Life)架構(gòu)。
◆高速運(yùn)作性:55nS、70nS(奈秒)。
◆寬裕的運(yùn)作電壓范疇:2.7∼3.3V。
◆運(yùn)作中的耗用電流(典型值):2mA(工作頻率為 1MHz 時(shí))。
◆運(yùn)作中的耗用電流(典型值):11mA(工作頻率為最高頻率時(shí))。
◆待備(Stand-by)時(shí)低功耗。
◆芯片未被選擇到時(shí)自動(dòng)進(jìn)入低功耗(Power-Down)狀態(tài)。
◆適合手機(jī)之類的手持式應(yīng)用。 德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)(Qimonda)-HYE18P128160AF-12.5
◆1.8V 的核心電壓與 I/O 電壓。
◆合乎 CellularRAM 1.0、1.5 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)。
◆針對(duì)無(wú)線應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
◆可用「異步/分頁(yè)模式」或「同步爆發(fā)」模式運(yùn)作。
◆異步工作時(shí)的存取間隔為 70nS/85nS。
◆同步爆發(fā)(Sync burst)模式運(yùn)作時(shí)可達(dá) 66MHz/80MHz/104MHz。
◆免刷新(Refresh)的運(yùn)作。
◆直接在芯片上設(shè)置溫度傳感器。
 
 
 
品牌:美國(guó)美光(Micron)
型號(hào):MT45W8MW16BGX
特性:
◆合乎 CellularRAM 1.5 規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)
◆支持異步、分頁(yè)、以及爆發(fā)等模式的運(yùn)作
◆隨機(jī)存取時(shí)間:70nS
◆合乎歐洲 RoHS 規(guī)范與大陸 RoHS 規(guī)范
◆核心電壓工作范疇:1.7V∼1.95V
◆I/O 電壓工作范疇:1.7V∼3.3V
◆適合的應(yīng)用:醫(yī)療、商業(yè)與產(chǎn)業(yè)、車用、安全、行動(dòng)、掃描儀
◆適合的應(yīng)用:導(dǎo)航定位、測(cè)試與量測(cè)、消費(fèi)性手持式裝置、電信
 
品牌:臺(tái)灣鈺創(chuàng)(Etron)
型號(hào):EM567168BC
 特性;
◆記憶組織:2M x16。
◆快速的周期時(shí)間:55nS、70nS。
◆待備(Stand-by)狀態(tài)下的用電:100uA。
◆深度低功耗(Deep Power-Down)下的用電:10uA(數(shù)據(jù)不可存?。?br /> ◆數(shù)據(jù)存取寬度的控制:LB#(DQ0∼7)、UB#(DQ8∼15)。
◆相容于低功耗的 SRAM(Low Power SRAM)。
◆單一的供電電壓:3.0V 正負(fù) 0.3V。
◆封裝型態(tài):48 個(gè)接腳,F(xiàn)BGA 封裝,6x8mm 尺寸。
 
品牌:韓國(guó)JSC
型號(hào):EM7164SU16
特性:
◆記憶組織:1M x16。
◆工作電壓范疇:2.7V∼3.3V。
◆分立的 I/O 供電(VccQ)與核心供電(Vcc)。
◆三態(tài)輸出(高、低、浮接)。
◆透過(guò)#UB 接腳、#LB 接腳可控制字節(jié)(Byte)的讀寫(xiě)。
◆運(yùn)用#ZZ 接腳可支持直接深度低功耗(Direct Power Down)控制。
◆自動(dòng)化的 TCSR 可節(jié)省用電。
◆芯片封裝方式:48 個(gè)接腳,F(xiàn)PBGA 封裝,6.0x7.0 尺寸。
 
 
品牌:南韓海力士(Hynix)
型號(hào);HY64UD16322M
特性:
◆記憶組織:2M x16。
◆CMOS 制程技術(shù)。
◆邏輯準(zhǔn)位兼容于 TTL,并具備三態(tài)(Tri-State)輸出。
◆深度低功耗(Deep Power-Down)模式。
◆標(biāo)準(zhǔn)的接腳組態(tài)配置:48 個(gè)接腳,F(xiàn)BGA 封裝。
◆透過(guò)/LB、/UB 接腳可行使數(shù)據(jù)屏蔽(Data Mask)功效。
◆工作電壓范疇:2.7V∼3.3V。
◆工作溫度范疇:攝氏-25∼85 或-40∼85 度。 南韓 Silicon 7-SV6P3215UFB
◆標(biāo)準(zhǔn)的異步 SRAM 接口。
◆已歷驗(yàn)證的 Silicon CompactCell SRAM 可用于高密度、低功耗與成本取向的應(yīng)用。
◆記憶組織:2M x16。
◆工作電壓范疇:2.7V∼3.3V。
◆封裝方式:48 個(gè)接腳,F(xiàn)PGA 封裝。
◆邏輯準(zhǔn)位兼容于 TTL,并具備三態(tài)(Tri-State)輸出。
◆適合的應(yīng)用:手機(jī)、PDA、以及其它用電池運(yùn)用的消費(fèi)性產(chǎn)品。
◆運(yùn)作上可選擇正常(Normal)模式或雙 CS(Dual CS)模式。
 
 
品牌:南韓三星半導(dǎo)體(Samsung)
型號(hào):K1S56161CM
特性:
◆使用 CMOS 制程技術(shù)。
◆記憶組織:16M x16。
◆內(nèi)部的 TCSR。
◆工作電壓范疇:2.7V∼3.1V。
◆存取間隔速度:70nS。
◆工作溫度范疇:攝氏-40∼85 度。
◆100%回溯兼容于 SRAM 接口。
◆支持分頁(yè)(Page)模式。
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