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PSRAM 伪静态随机存取内存

2017-06-01 16:58:46

Pseudo  SRAM简称为PSRAM,从在技术层面来说就是用用 DRAM 来伪装 SRAM, 所以才称之为 Pseudo(伪),那为什么要用伪装呢,这就跟近年来手持式应用设计的兴起有关了。
在旧式的嵌入式设计上,存储部分大部分是使用SRAM存储器,随着电子设备的发展,电子设备的内部存储容量需求大幅增大,这时就难以使用 SRAM 来实现大容量 的内存系统,而必须使用 DRAM,DRAM 每个位的记忆电路是以 1 个晶体管与 1 个电容所 构成,相对于 SRAM 每个位需要 4∼6 个晶体管才能构成,DRAM 拥有比 SRAM 高 4∼6 倍的 记忆密度。
 
虽然 DRAM 在记忆密度、电路成本、耗电上等方面比 SRAM优秀,但是 DRAM 也有不比不上 SRAM 的地方,当然从耗电上,SRAM  是以持续供电的方式来记忆数据是要比
DRAM  实行刷新(Refresh)方式来持留住记忆内容耗电,但是SRAM的记忆数据的存取速度是比DRAM的快的。
 
DRAM也因刷新电路、存取电路等设计,导致系统接口的线路比较多,没有SRAM
接口设计来的单纯、直觉,对电子工程师来说,除非真有 SRAM 无法满足 的大容量、低耗电等设计要求,否则都尽可能使用 SRAM,因为 SRAM 的电路设计比 DRAM 简洁、容易。
也正因如此,SRAM跟DRAM在特性设计上是完全相反的,所以在多年来的应用上也是不尽相同,SRAM 多用在少数容量的高速存取应用上,例如高速处理器的高速缓存、高速网络设备(如:路由 器、交换机)的内存等。而 DRAM 就用在大量记忆需求的应用上,如激光打印机、高清晰 数字电视等。
 
然而在手持式的应用设计上,却偏偏需要这两种的特性,既需要DRAM的低耗电(需要用到电池供电)也需要SRAM简洁电路设计特性(可以最大极限的减少印刷线路板的面积),而在使用接口上也就一两个芯片左右,只能择一而用而不能同时使用SRAM跟DRAM.
 
如果只能选择一种使用,最后权衡取舍的结果是使用DRAM,但需要将DRAM的存储接口进行简化,就是将刷新电路改为自行刷新(self-refresh),进而简化兼容接口,类似SRAM原有接口,就这样形成了PSRAM。
 
PSRAM 标准各家有各家的标准技术
 
PSRAM 的定义是修改 DRAM 原先的存取接口设计,使其接口可以兼容于原SRAM 的存取接 口,且在存取的时序等其它特性上也相似。由于没有统一的标准意识,各业者依然组成了联 盟阵营,订立出自己依循的 PSRAM 规范及标准。
 
举例来说,由美国赛普拉斯(Cypress)、日本 Renesas(瑞萨)、韩国JSC、台湾 Etron(钰创)、美国镁光(Micron)、南韩 Hynix(海力士)、台湾京典硅旺(Enable)、南韩 Silicon 7、德国 Infineon(英飞 凌)以及台湾华邦电子(Winbond)等所组成的 CellularRAM 联盟,共同制 订 CellularRAM 的标准,目前已有 1.0 版、1.5 版标准的规范。
 
CellularRAM 并非是唯一的 PSRAM 标准联盟,日本富士通(Fujitsu)、恩益禧(NEC)、日 本东芝(Toshiba)等 3 家日系半导体业者也合组了 CosmoRAM 联盟,CosmoRAM 的全称 为「Common Specifications for Mobile RAM」,新版标准为 Rev 4 版。
 
营销称呼混淆技术分别
 
PSRAM 除了有联盟阵营的标准不同差异之外,还有另外一个是对PSRAM的名称各异,也是困扰现有电子工程师的一个问题,例如 MoSys 公司的独家硅智财技术:1T-SRAM 就常被人以为是 PSRAM,但其实两 者有所不同,然确实 PSRAM 有时也被称为 1T SRAM。
或者南韩的 Silicon 7 公司将 PSRAM 称为 CCSRAM(pacCtoCmell SRAM     )来推行,或如南 韩三星将 PSRAM 称为 UtRAM 等等,此外 PSRAM 也容易与 Mobile-RAM、Mobile SRAM、 Mobile SDRAM 等相近 称呼相混淆 。另外 CellularRAM 阵 营的业者有 时也直接以 CellularRAM 来称呼 PSRAM。
 
留心 PSRAM 业务的转移、改变
 
附带一提的,由于 PSRAM 的技术与价格竞争激烈,有些业者已纷纷退出这块市场,例如日 本瑞萨(Renesas)就已经退出,并退出 CellularRAM 联盟,美国柏士半导体/赛普拉斯半导 体( Cypress )也将 PSRAM 部门转 售给台湾晶 豪科技( Elite Semiconductor Memory Technology;ESMT),同时也与 Renesas 一样退出 CellularRAM 联盟,但接手的 ESMT 并没 有新增成为该联盟的新会员。
 
另外德国忆恒/英飞凌(Infineon)将内存部门分立成奇梦达(Qimonda)后,也承接了原有 在 CellularRAM 联盟中的会员身份,此外南韩海力士(Hynix)似乎也停止 PSRAM 的后续 发展。此外日本东芝(Toshiba)委由台湾华邦电子(Winbond)代产 PSRAM,以及欧洲意 法半导体(STMicroelectronics;ST)也将 PSRAM 委交台湾茂德(ProMOS)代产,未来欧、 美、日、韩的 PSRAM 业务都可能转至台湾,一方面过去台湾专长于 SRAM,但 PSRAM 的 出现将挤压原有 SRAM 的市场,为了保有原有的市场必然要跨入 PSRAM。这些产业消长变 迁信息,也是电子采购与工程设计人员所必须注意的。
 
 
品牌:美国赛普拉斯(Cypress)
型号:CYK512K16SCCA
特性:
◆先进的低功耗 MoBL(More Battery Life)架构。
◆高速运作性:55nS、70nS(奈秒)。
◆宽裕的运作电压范畴:2.7∼3.3V。
◆运作中的耗用电流(典型值):2mA(工作频率为 1MHz 时)。
◆运作中的耗用电流(典型值):11mA(工作频率为最高频率时)。
◆待备(Stand-by)时低功耗。
◆芯片未被选择到时自动进入低功耗(Power-Down)状态。
◆适合手机之类的手持式应用。 德国奇梦达(Qimonda)-HYE18P128160AF-12.5
◆1.8V 的核心电压与 I/O 电压。
◆合乎 CellularRAM 1.0、1.5 规范的标准。
◆针对无线应用而设计。
◆可用「异步/分页模式」或「同步爆发」模式运作。
◆异步工作时的存取间隔为 70nS/85nS。
◆同步爆发(Sync burst)模式运作时可达 66MHz/80MHz/104MHz。
◆免刷新(Refresh)的运作。
◆直接在芯片上设置温度传感器。
 
 
 
品牌:美国美光(Micron)
型号:MT45W8MW16BGX
特性:
◆合乎 CellularRAM 1.5 规范的标准
◆支持异步、分页、以及爆发等模式的运作
◆随机存取时间:70nS
◆合乎欧洲 RoHS 规范与大陆 RoHS 规范
◆核心电压工作范畴:1.7V∼1.95V
◆I/O 电压工作范畴:1.7V∼3.3V
◆适合的应用:医疗、商业与产业、车用、安全、行动、扫描仪
◆适合的应用:导航定位、测试与量测、消费性手持式装置、电信
 
品牌:台湾钰创(Etron)
型号:EM567168BC
 特性;
◆记忆组织:2M x16。
◆快速的周期时间:55nS、70nS。
◆待备(Stand-by)状态下的用电:100uA。
◆深度低功耗(Deep Power-Down)下的用电:10uA(数据不可存取)。
◆数据存取宽度的控制:LB#(DQ0∼7)、UB#(DQ8∼15)。
◆相容于低功耗的 SRAM(Low Power SRAM)。
◆单一的供电电压:3.0V 正负 0.3V。
◆封装型态:48 个接脚,FBGA 封装,6x8mm 尺寸。
 
品牌:韩国JSC
型号:EM7164SU16
特性:
◆记忆组织:1M x16。
◆工作电压范畴:2.7V∼3.3V。
◆分立的 I/O 供电(VccQ)与核心供电(Vcc)。
◆三态输出(高、低、浮接)。
◆透过#UB 接脚、#LB 接脚可控制字节(Byte)的读写。
◆运用#ZZ 接脚可支持直接深度低功耗(Direct Power Down)控制。
◆自动化的 TCSR 可节省用电。
◆芯片封装方式:48 个接脚,FPBGA 封装,6.0x7.0 尺寸。
 
 
品牌:南韩海力士(Hynix)
型号;HY64UD16322M
特性:
◆记忆组织:2M x16。
◆CMOS 制程技术。
◆逻辑准位兼容于 TTL,并具备三态(Tri-State)输出。
◆深度低功耗(Deep Power-Down)模式。
◆标准的接脚组态配置:48 个接脚,FBGA 封装。
◆透过/LB、/UB 接脚可行使数据屏蔽(Data Mask)功效。
◆工作电压范畴:2.7V∼3.3V。
◆工作温度范畴:摄氏-25∼85 或-40∼85 度。 南韩 Silicon 7-SV6P3215UFB
◆标准的异步 SRAM 接口。
◆已历验证的 Silicon CompactCell SRAM 可用于高密度、低功耗与成本取向的应用。
◆记忆组织:2M x16。
◆工作电压范畴:2.7V∼3.3V。
◆封装方式:48 个接脚,FPGA 封装。
◆逻辑准位兼容于 TTL,并具备三态(Tri-State)输出。
◆适合的应用:手机、PDA、以及其它用电池运用的消费性产品。
◆运作上可选择正常(Normal)模式或双 CS(Dual CS)模式。
 
 
品牌:南韩三星半导体(Samsung)
型号:K1S56161CM
特性:
◆使用 CMOS 制程技术。
◆记忆组织:16M x16。
◆内部的 TCSR。
◆工作电压范畴:2.7V∼3.1V。
◆存取间隔速度:70nS。
◆工作温度范畴:摄氏-40∼85 度。
◆100%回溯兼容于 SRAM 接口。
◆支持分页(Page)模式。
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