智能購物應用中的存儲器

圖1顯示了一個典型POS終端設計的框圖，為了滿足智能POS終端的要求，存儲器應提供最高的可靠性和足夠的帶寬。不僅如此，為了滿足便攜要求，存儲器還必須具備低功耗、小尺寸的特點。

 

過去，存儲器的發展一直試圖結合快速的存取速度、低功耗和小尺寸特性。但是，隨著Octi-SPI、HyperBus™等新一代低引腳數接口的問世，現在出現了能夠媲美甚至超過快速存取式存儲器的帶寬，同時匹敵低功耗存儲器的功耗，并使用最低數量的微控制器引腳的存儲器。從微控制器傳承到SRAM等存儲器的另一項創新技術就是引入了深度睡眠模式。例如，賽普拉斯的PowerSnooze™ SRAM就是一種深度睡眠能效媲美Micropower SRAM的Fast SRAM。

 

 

圖1. 這是現代POS終端的框圖。所使用的存儲器包括閃存、SRAM、DRAM和SD/MMC插槽。

 

讓我們比較一下兩種常用SRAM－Fast和Micropower，以及具備深度睡眠模式的Fast SRAM的功耗和存取時間。

 

 

通過結合快速存取和深度睡眠特性，這些存儲器能夠媲美SRAM的速度和低功耗SRAM的能效。在SRAM在大多數時間處于待機狀態的應用中，這種結合的優勢更加顯著。

 

在使用SRAM記錄配置數據的一個典型POS終端中，SRAM的運行時間只占總工作時間的20%。如果這個SRAM是工作電壓為3.3V的Fast SRAM，它工作時將消耗120瓦時（WH）的電能，待機時將消耗80 WH的電能，總能耗為200 WH。如果是一個具備深度睡眠模式的Fast SRAM，工作時仍消耗120 WH的電能，但待機時能耗降至0.06 WH，因此總能耗約為121 WH。在這個具體的例子中，深度睡眠選項將能耗降低了40%。

 

對于一顆240mAH的板載紐扣電池而言，一個處于待機狀態的16Mb Fast SRAM將能讓電池續航超過12小時，而一個處于待機狀態的低功耗SRAM將能讓電池續航超過3年，但后者的局限是存儲速度較慢。此時，一個具備深度睡眠模式的Fast SRAM與低功耗SRAM相比優勢顯著，其帶寬是后者的4倍多（即10ns存取時間vs. 45ns存取時間），而且沒有功耗代價。盡管如此，無論是MCU或SRAM，使用深度睡眠模式時應考慮一個因素：進入和退出深度睡眠模式的時間。如果兩個工作周期之間的時間間隔與SRAM進入或退出深度睡眠模式所用時間相比太短，那么這種方法將會無用。例如，對于賽普拉斯出品的具備深度睡眠模式的Fast SRAM而言，這個時間間隔是300 µs（最大）。這可能是推廣具備深度睡眠模式的Fast SRAM的最大障礙。

 

存儲器領域的另一個有趣趨勢是：隨著閃存變得越來越快，對高速緩存的需求正在發生改變。很多需要RAM的微控制器工藝現在可以利用XIP（Execute In Place）在閃存上實現。這意味著RAM越來越多被用于擴展內存或電池系統備份。與此同時，已被運用于這兩種應用的SRAM正在增加容量選擇。換句話說，傳統上首選的DRAM正變得越來越不重要，因為就像容量更大、速度更快、功耗更低的閃存可以滿足大型存儲的需求那樣，容量更高、功耗更低、尺寸更小的SRAM也可以滿足小型存儲的需求。

本文關鍵詞：SRAM   Fast SRAM   DRAM
 
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