问题1:什么是DRAM、SRAM、SDRAM?

  答:名词解释如下
  DRAM--------动态随即存取器,需要不断的刷新,才能保存数据,而且是行列地址复用的,许多都有页模式
  SRAM--------静态的随机存储器,加电情况下,不需要刷新,数据不会丢失,而且一般不是行列地址复用的
SDRAM-------同步的DRAM,即数据的读写需要时钟来同步
 
  问题2:为什么DRAM要刷新,SRAM则不需要?
  答:这是由RAM的设计类型决定的,DRAM用了一个T和一个RC电路,导致电容会漏电和缓慢放电,所以需要经常刷新来保存数据
  
       问题3:我们通常所说的内存用的是什么呢?这三个产品跟我们实际使用有什么关系?
       答:内存(即随机存贮器RAM)可分为静态随机存储器SRAM,和动态随机存储器DRAM两种。我们经常说的“内存”是指DRAM。而SRAM大家却接触的很少。
 
  问题4:为什么使用DRAM比较多、而使用SRAM却很少?
  答:1)因为制造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多,正因为如此,才使其发展受到了限制。因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。仅有少量的网络服务器以及路由器上能够使用SRAM。
2)存储单元结构不同导致了容量的不同:一个DRAM存储单元大约需要一个晶体管和一个电容(不包括行读出放大器等),而一个SRAM存储单元大约需要六个晶体管。DRAM和SDRAM由于实现工艺问题,容量较SRAM大,但是读写速度不如SRAM。
 
  问题5:用得最多的DRAM有什么特点呢?它的工艺是什么情况?(通常所说的内存就是DRAM)
  答:1)DRAM需要进行周期性的刷新操作,我们不应将SRAM与只读存储器(ROM)和Flash Memory相混淆,因为SRAM是一种易失性存储器,它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。“随机访问”是指存储器的内容可以以任何顺序访问,而不管前一次访问的是哪一个位置。
  2)DRAM和SDRAM由于实现工艺问题,容量较SRAM大。但是读写速度不如SRAM,但是现在,SDRAM的速度也已经很快了,时钟好像已经有150兆的了。那么就是读写周期小于10ns了。
  3)SDRAM虽然工作频率高,但是实际吞吐率要打折扣。以PC133为例,它的时钟周期是7.5ns,当CAS latency=2 时,它需要12个周期完成8个突发读操作,10个周期完成8个突发写操作。不过,如果以交替方式访问Bank,SDRAM可以在每个周期完成一个读写操作(当然除去刷新操作)。
4)其实现在的主流高速存储器是SSRAM(同步SRAM)和SDRAM(同步DRAM)。目前可以方便买到的SSRAM最大容量是8Mb/片,最大工作速度是166MHz;可以方便买到的SDRAM最大容量是128Mb/片,最大工作速度是133MHz。
 
  问题6:用得比较少但速度很快,通常用于服务器cache的SRAM有什么特点呢?
  答:1)SRAM是静态的,DRAM或SDRAM是动态的,静态的是用的双稳态触发器来保存信息,而动态的是用电子,要不时的刷新来保持。SRAM是Static Random Access Memory的缩写,中文含义为静态随机访问存储器,它是一种类型的半导体存储器。“静态”是指只要不掉电,存储在SRAM中的数据就不会丢失。
  2)SRAM其实是一种非常重要的存储器,它的用途广泛。SRAM的速度非常快,在快速读取和刷新时能够保持数据完整性。SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。所以SRAM的电路结构非常复杂。
3)从晶体管的类型分,SRAM可以分为双极性与CMOS两种。从功能上分,SRAM可以分为异步SRAM和同步SRAM(SSRAM)。异步SRAM的访问独立于时钟,数据输入和输出都由地址的变化控制。同步SRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。
 
  最后要说明的一点:
  SRAM不应该与SDRAM相混淆,SDRAM代表的是同步DRAM(Synchronous DRAM),这与SRAM是完全不同的。SRAM也不应该与PSRAM相混淆,PSRAM是一种伪装成SRAM的DRAM。

如何选择最适用的SRAM存储器

 SRAM(静态随机存取存储器)是一种只要在供电条件下便能够存储数据的存储器件,而且是大多数高性能系统的一个关键部分。SRAM具有众多的架构,各针对一种特定的应用。本文旨在对目前市面上现有的SRAM做全面评述,并简单说明就某些特定用途而言,哪类SRAM是其最佳选择。 SRAM从高层次上可以划分为两个大类:同步型和异步型。同步型SRAM采用一个输入时钟来启动至存储器的所有事务处理(读、写、取消选定等)。而异步型SRAM则并不具备时钟输入,且必须监视输入以获取来自控制器的命令。一旦识别出某条命令,这些器件将立即加以执行。
  同步SRAM分类
  与某一特定应用相适应的最佳SRAM的选择取决于多个因素,其中包括功率限制、带宽要求、密度以及读/写操作模式等。可满足不同系统要求的同步型和异步型SRAM多种多样,本文将逐一加以说明。
  各种同步型SRAM比较
  同步型SRAM于上个世纪80年代后期首度面市,最初是面向具有极高性能的工作站和服务器中的第二级(L2)高速缓冲存储器应用。在上个世纪90年代中期之后,它又在较为主流的应用(包括个人电脑中的第二级高速缓冲存储器)中寻觅到了自己的用武之地。从此以后,在包括高性能网络在内的众多应用的设计中,同步型SRAM大行其道(在这些应用中,它们通常被用于数据缓冲器、高速暂存器、队列管理功能和统计缓冲器)。
  同步型SRAM又可以采用多种不同的架构。下文将对某些“主流”的器件做简要说明。
  1:标准同步型SRAM
  标准同步型SRAM是被“主流应用”所接纳的第一种同步型SRAM。这些器件虽然主要面向PC L2高速缓冲存储器应用,但也渗透到了非PC应用领域中,比如网络、电信、数字信号处理(DSP)以及医疗和测试设备。其中,标准同步型SRAM具有两种基本格式:流水线型和直通型。两者之间的差异是:直通型SRAM仅在输入端上具有寄存器,当地址和控制输入被捕获且一个读存取操作被启动时,数据将被允许 “直接流”至输出端。当用户对初始延迟的重要性考虑超过对持续带宽的考究时,人们往往优先采用直通型架构。“流水线型”同步SRAM同时拥有一个输入寄存器和一个输出寄存器。流水线型SRAM所提供的工作频率和带宽通常高于直通型SRAM。因此,在需求较高宽带,而对初始延迟不是很敏感时,人们常常优先采用流水线型SRAM。
  2:NoBLTM(无总线延迟)型SRAM
  有些应用不允许“等待状态”。比如网络应用中“等待状态”有可能对性能产生严重的影响。为解决该问题,赛普拉斯公司推出了无总线延迟(NoBL)型SRAM。NoBL型SRAM与标准同步型SRAM很相似,但是拥有附加的片上逻辑电路,旨在完全消除标准同步型SRAM系列所需的“等待状态”。通过消除这些“等待状态”,此类SRAM能够实现100[%]的总线利用率(丝毫不受读/写模式的影响)。该功能极大地改善了存储器性能,尤其是当存在频繁的读/写操作变换时。
  NoBL型SRAM也存在两种版本:直通型和流水线型。直通型NoBL SRAM始终具有一个单周期偏移,而NoBL流水线型SRAM则保持了一个双周期偏移。
  3:四倍数据速率(QDRTM)型SRAM
  尽管推出了NoBL型架构并使性能较之标准同步型SRAM有所改善,但某些系统对性能有着更高的要求。于是,赛普拉斯、Renesas、IDT、NEC和三星等几家公司联合开发出了QDR型SRAM。QDR架构旨在满足那些要求低延迟且所需带宽明显高于NoBL型架构提供能力的“高带宽需求型”系统的需要。 QDR型SRAM与NoBL型SRAM最为显着的差异之一是前者的读端口和写端口是分开的。这些端口可独立工作,并支持并行的读和写事务处理。QDR型 SRAM能够以DDR传输速率(2倍)来支持两项同时出现的事务处理,四倍数据速率(QDR)的名称便是由此得来的。
  QDR型SRAM具有两种基本类型:即2字脉冲串和4字脉冲串。这两种类型之间的差异在于每项事务处理过程中所支持的脉冲串长度。
  4:QDR-II型SRAM
  QDR- II型SRAM与QDR型SRAM相似,但在性能方面进一步提升。与相同频率的QDR型器件相比,QDR-II型SRAM所产生的总数据有效窗口面积大了 35[%]左右。另外,QDR-II型SRAM产品还比QDR型器件多了一个半延迟周期。这增加的半个时钟周期可在对初始延迟影响极小的情况下提供高得多的频率和带宽。
  5:DDR型SRAM
  如果QDR型SRAM面向的是具有平衡读/写模式的应用,DDR型SRAM架构则主要针对那些需要进行数据流式传输(例如,后随多项写操作的多项读操作)、且所需带宽远远高于标准同步型器件或NoBL型器件的应用。DDR型SRAM具有出众的整体总线利用率以及高得多的总带宽,性能也因此得到了最大限度的提升。
  和QDR型SRAM一样,DDR型SRAM也有两种格式:即2字脉冲串和4字脉冲串。究竟选择哪一种取决于所需的数据颗粒度以及存储器的数据总线宽度。
  各种异步型SRAM比较
  第二大类SRAM为异步型SRAM。那些不具备时钟输入的SRAM便是异步型的。在这些器件中,读操作和写操作将在器件接收到指令之后立即被启动。
  采用异步型SRAM最大的优点之一是它们拥有长达几十年的使用历史并已为人们所充分了解。由于异步型SRAM已经面市很久了,因此许多标准处理器都包含了业已配备异步型SRAM接口的存储控制器,从而最大限度地减少了所需的设计工作量。异步型SRAM的典型存取时间为8ns(或更长)。因此,它们一般应用于时钟频率为100MHz(或更低)的系统中。异步型SRAM可被进一步划分为两种主要类别:即快速异步型SRAM和低功耗异步型 SRAM(MoBLTM)。
  1:快速异步型SRAM
  存取时间为35ns(或更短)的异步型SRAM可被归类为“快速”异步型SRAM。这些存储器通常应用于老式系统中,且功耗较高(1/2W或更高是司空见惯的)。其典型应用包括老式PC L2高速缓冲存储器、高速暂存器以及工业应用中的缓冲存储器。
  2:MoBLTM低功耗异步型SRAM
  有些应用(例如移动电话)对功耗的关注程度要超过对性能的关注程度。因此,制造商(比如赛普拉斯公司)推出了功耗极低的SRAM系列。赛普拉斯的 MoBL(意指“更长的电池使用寿命”)低功耗异步型SRAM产品库汇集了多款典型存取时间约为40ns(或更长)并专为实现低功耗而优化的器件。典型待机功耗可低至10μW(或更低),而运行功耗则可低至30mW(或更低)。这些器件的存储密度各异,从64Kb到16Mb一应俱全。
  伪SRAM(亦即PSRAM)
  如果需要16Mb以上的存储密度,则PSRAM(或称伪PSRAM)是一种可行的解决方案。所谓伪SRAM是指一种具有一个DRAM存储器内核和一个 “SRAM型”接口的存储器件。由于PSRAM使用了一个DRAM内核,因而也需要进行周期性的刷新,以便保存数据。但不同的是,标准DRAM的刷新控制是在器件外部进行的,而PSRAM则具有一个“隐式”刷新电路,这使得它们能够被容易地用作其他异步型SRAM的存储密度升级型器件。
  结论
  在选择SRAM时,您会面对众多的选择方案。在某些场合,选择是有限的。许多已经确立了自己稳固地位的处理器都包含了支持特殊SRAM架构的存储控制器。新型处理器的设计则更灵活。为了决定最佳的可选方案,至关重要的是确定存储器子系统(即兆比特每秒、初始延迟、运行功耗、待机功耗、成本等等)的优先级以及系统的工作特性(读/写操作模式、工作频率等等)。
  网络应用往往具有接近50/50的读/写模式,它适合于采用QDR系列的解决方案。其他应用(甚至是同一个系统内的功能电路)则往往具有不平衡的读/写模式,这就适合于采用公共I/O架构,包括标准同步型、NoBL型和DDR型。
  另有一些系统要求可能的最低功耗,以便延长电池的使用寿命,可选用的方案分别为MoBL型SRAM和PSRAM。

IPUS-PSRAM产品的FAQ目录

1、PSRAM是什么?
 
A:PSRAM全称Pseudo static random access memory,指的是伪静态随机存储器;它是采用DRAM的工艺和技术,实现类似于SRAM一样的RAM器件。SRAM采用6T架构,而DRAM采用1T1C架构,因此,同样dies size,PSRAM的容量可以做得更大,相对价格更低。
 
 
2、什么情形下会使用到PSRAM?为什么会使用PSRAM?
 
A:①PSRAM对于要求有一定缓存容量的众多便携式产品是一个理想的选择;尤其是数据密集、突发存取、涉及数据算法(如FFT、DFT等等)的应用
 
②PSRAM既具有SRAM电路接口简洁的优点,又具备DRAM容量大的特点,同时将刷新电路集成进芯片内部,兼具SRAM的简单易用、DRAM的较大容量的优点;得到广大工程师与客户的支持与认可,并广泛使用;
 
③传统PSRAM是平行接口的,需要消耗较多MCU/SoC的I/O管脚资源。IPUS推出了支持SPI/QSPI接口的串行PSRAM,为没有并行RAM扩展接口的MCU/SoC提供了内存扩展方式。
 
 
3、PSRAM有哪些容量型号?
 
A:PSRAM容量主要包括4Mb,8Mb,16Mb,32Mb,64Mb, 128Mb等等,容量没有SDRAM那样密度高,但是比SRAM的容量要高很多;
 
本所IPUS公司主要为广大客户提供:
 
①:16Mbit/3v/IPS1604L-SQ-SPN ②:16Mbit/1.8V/IPS1604L-SQ-SPN;
 
③:32Mbit/1.8v/IPS1604L-SQ-SPN;
 
④:64Mbit/3.3v/IPS6404L-SQ-SPN ⑤:64Mbit/1.8v/IPS6404L-SQ-SPN ;
 
有SOP8 和USON8两种封装形式
 
 
4、PSRAM适用于什么类型的应用?
 
A:主要应用类型如下:
 
①:早期PSRAM主要应用于手机,电子词典,掌上电脑,PDA,PMP.MP3/4,GPS接收器等消费电子产品;
 
②:现在80%的PSRAM用于2G移动通讯的base band的数据处理存储,以SiP的形式出现,2G BB的top 3都在使用PSRAM用于出货的BB (SiP);
 
③:除了2G BB SiP,PSRAM同样满足对于来自互联网语音流媒体数据的缓冲存储以及包括语音处理、流媒体应用、图像处理、数据加密、数据采集、通信数据处理等新的需求,如网络收音机、智能语音交互设备、智能语音交互机器人、wifi音箱等;主要采用IPUS的SPI/QSPI接口的串行PSRAM。
 
 
5、PSRAM如何配置芯片搭载使用?
 
A:支持PSRAM的主流芯片包括:ST、MTK的6250、展讯的SC6530、锐迪科的8851等都集成有PSRAM (SiP);锐迪科最新的WiFi MCU 5981,同样支持串行的PSRAM;原则上,只要支持SPI或Quad SPI,就可以利用IPUS的SQPI PSRAM实现RAM扩展
 
 
6、SQPI PSRAM是否有KGD供应?
 
A:是的,也有KGD/wafer供应以满足相关用户做SiP封装要求
 
 
7、PSRAM与DRAM/SRAM的优势是什么?
 
A1:与SRAM的比较
 
①:与SRAM(采用6T的技术)相比,PSRAM采用的是1T+1C的技术,PSRAM容量比SRAM小很多,体积更为轻巧;
 
②:PSRAM价格比SRAM便宜很多,售价更具有竞争力;
 
③:PSRAM的I/O接口协议与SRAM相同;
 
A2:与DRAM的比较
 
①:PSRAM采用的是自行刷新(Self-Refresh),不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据;而DRAM每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此PSRAM具有更高的性能;
 
②:PSRAM拥有比DRAM更简化的数据存取接口;
 
 
8、PSRAM适用于什么样的电压范围?
 
A:PSRAM拥有宽裕的运作电压范畴:1.8v~3.3v;
 
 
9、PSRAM适用的接口都有哪些?
 
A:PSRAM主要适用的接口包括SPI、Quad SPI等;
 
 
10、SQPI PSRAM有什么样的芯片封装方式?
 
A:IPUS SQPI PSRAM有SOP8和USON8两种封装形式。
 
 
11、SQPI PSRAM驱动编程是否很复杂?
 
A:这是一个标准SPI器件,其读写命令和SPI NOR基本一样, 会用SPI NOR,就会用SQPI PSRAM.


 

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