SRAM在新一代IoT和可穿戴嵌入式设计中的作用
到目前位置,典型SRAM应用接受这种权衡:电池供电应用使用低功耗SRAM(降低性能),有线工业高性能应用则使用快速SRAM。不过,对于物联网及其它众多高级应用来说,这种权衡不再适用。主要原因是对于大部分这些应用而言,不仅高性能很重要,同时还必须限制待机功耗,因为这些应用大多采用电池供电工作。非常幸运的是,SRAM正在缩小这两个系列之间的性能差距,正逐渐发展成具有这两种优势的单芯片产品。
微控制器很久以前就有了深度睡眠工作模式。这种工作模式有助于为大部分时间都处于待机状态下的应用省电。该控制器可在正常工作中全速运行,但事后则进入低功耗模式,以便节省电源。使所连接的SRAM也具有类似的工作模式很重要。具有深度睡眠工作模式[5]的异步快速SRAM是这类应用的理想选择。这种SRAM芯片有一个附加输入引脚,有助于用户在不同的工作模式(正常、待机和深度睡眠)间切换。因此可在不影响性能的情况下管理低功耗。
片上纠错功能
存储器工艺技术的提高可改进性能与功耗,因此更低的电压和更小的节点电容会让这些器件更容易出现软错误。如今,CMOS 工艺已经缩小了尺寸,地外辐射和芯片封装都会导致越来越多的故障。一般使用纠错码(ECC)软件或冗余(即多个SRAM存储相同的数据)方式应对软错误,特别是在可靠性一直都极为重要的系统中,例如医疗、汽车和军事系统。然而,这种方式非常昂贵,需要额外的电路板空间。
主要SRAM制造商现已开始直接在芯片上实施纠错特性[6]。要在现代芯片级半导体存储器上限制软错误影响,可使用两种架构增强方法:片上ECC和位交错。通过片上ECC,便可将用于实施错误检测和单个位错误校正的软件硬编码在SRAM中。有些制造商甚至还提供一个额外的错误引脚选项,用以指出单个位错误的检测与校正情况。
另一方便,位交错可用来限制多位错误的影响(即单个能量粒子翻转多个位)。位交错的工作方式是将相邻的位线安排至不同的字寄存器。这样可将多位错误转换为多个单个位错误,随后可通过片上ECC进行校正(进一步了解如何减少和校正软错误)。
SRAM与未来
SRAM技术将迎来激动人心的全新时代。技术趋势与发展都有利于该技术回暖,扭转多年来使用量下降的颓势。支持ECC功能的芯片现已投入量产。支持片上电源管理的快速SRAM也已上市。此外,串行SRAM也已投入量产,但大多数都支持低容量应用,因此目前在速度上还无法与并行方案相匹敌。不过,串行市场的现有厂商(Microchip和On-semi)恰好主要都是MCU制造商。传统SRAM公司尚未推出串行SRAM。随着更多公司进入该市场,我们将有望看到创新技术的快速出现。
关于产品生命周期的传统市场观点是:产品成熟期过后就是衰退,然后是消亡。从SRAM每年的负复合增长率以及大多数供应商退出该市场的事实来看,该产品应划为"衰退"期。然而不管是今天我们目睹的SRAM复兴,还是针对未来预测的,都需要我们重新审视普通产品生命周期的传统理念。
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