如何實現異步SRAM中速度與功耗的平衡（二）

　　
決定設備功耗有兩個主要參數，分別是工作功耗和待機功耗。工作功耗是指設備在主動執行其主要功能時消耗的電源。對于SRAM來說，就是在執行讀寫功能時消耗的電源。待機功耗是指設備沒有工作，但依然處于通電狀態時所消耗的電源。對于絕大多數手持設備而言，SRAM大概只有有20%的時間在工作，在剩下的80%的時間里，SRAM以待機模式與電源相連。

　　
以前的時代大部分電子設備都連接至電源插座，待機功耗在成本和便捷性這兩方面方面都不成問題。但是對于當前電池供電設備而言，待機功耗的減少可增加鮮明的電源優勢。如果電源是不能充電的電池，那電池消耗沒電的速度會更快。在可充電電池應用中，最大的問題是：如果電池消耗過快則需要頻繁地充電，這就會造成很大的不便，這正好違背了移動設備的本意。

　　
降低功耗的需求最早來自微控制器，因而制造商必須盡快研究出各種替代方案代替傳統工作及待機這兩種狀態模式。從而推動了TI和NXP等公司研發并推出了具有特殊低功耗工作模式(稱為深度斷電模式或深度睡眠模式)的MCU。這些控制器可在正常工作中全速運行，而在不需要時則進入低功耗模式。這樣，系統就能夠在不影響高性能的情況下降低功耗。在該低功耗模式下，外設和存儲設備也可以省電。電源管理的重點現已轉移至與這些系統相連的存儲設備。

支持片上電源管理的SRAM

       
在電路板上，異步SRAM通常與MCU相連作為擴展存儲器，其可用做高速緩存或高速暫存存儲器。與DRAM和閃存等其它存儲性存儲器相比，SRAM具有密度局限性：目前可用的SRAM最大存儲密度是8MB，而DRAM則已進入GB時代。然而，MCU很難跟DRAM或閃存直接連接，因為這些存儲器正常情況下都有很長的寫入周期，不能與MCU同步。高速工作的MCU需要可以存儲重要數據的高速緩存，以及以一種能夠進行快速存取的方式進行的各種臨時運算。SRAM最適合用作MCU與存儲性存儲器之間的高速緩存。

　　
下圖不僅很好地說明了存儲器的不同階段，而且還指出了哪里需要SRAM：

　　

                                       

　以下因素進一步推動了對低功耗快速SRAM的需求：

　　1。在具有各種新工藝節點的現代MCU中，嵌入式高速緩存的作用越來越有限;

　　2。由于上述原因以及MCU現已變得越來越高級，因此外部高速緩存正逐漸變得更加重要。因此，當務之急是讓SRAM不再成為限制因素;

　　3。在電池供電應用中，功耗是客戶購買時考慮的重要參數。因此，SRAM芯片的高待機功耗是無法接受的。

綜上所有因素，SRAM制造商多年來一直在嘗試取消快速產品與低功耗產品之間的利弊權衡。其中一個解決方案是混合器件——在存取時間和功耗上進行快速與低功耗的搭配。然而，這些混合SRAM無法滿足快速SRAM可滿足的性能要求。最好的解決方案是支持片上電源管理的快速SRAM，其既可確保高性能，又可實現低功耗。

本文關鍵詞：異步SRAM  MCU  低功耗    

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