圖1移動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)圖許多移動(dòng)設(shè)備采用圖1中的相似架構(gòu),如平板電腦或智能手表等。Wi-Fi/BT和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)通信。傳感器(如觸摸面板)專用于收集外部信息,并將信息轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用處理器。NOR/NAND負(fù)責(zé)存儲(chǔ)程序代碼/數(shù)據(jù),而DRAM則用于暫時(shí)性的處理。
目前,許多MCU供貨商正在開發(fā)效能更高、功耗更低的新一代MCU,以滿足市場(chǎng)需求。但從整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來看,與MCU搭配使用的DRAM也需要有新的選擇,以提供比現(xiàn)有SDRAM、低功耗SDRAM和CRAM/PSRAM更佳的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@些現(xiàn)有的DRAM標(biāo)準(zhǔn)定義過于陳舊,已無法跟上最新技術(shù)發(fā)展(詳情請(qǐng)參照表1)。
表1DRAM標(biāo)準(zhǔn)及其對(duì)應(yīng)邏輯處理節(jié)點(diǎn)支持HyperBusTM接口的HyperRAMTM是能滿足市場(chǎng)需求的最新技術(shù)解決方案。HyperBusTM技術(shù)由Cypress于2014年首次發(fā)布,并于2015年推出其首款HyperRAMTM產(chǎn)品。考慮到市場(chǎng)發(fā)展需要,華邦電子決定加入HyperRAMTM陣營(yíng),并推出32Mb/64Mb/128Mb容量的產(chǎn)品,進(jìn)一步擴(kuò)展其產(chǎn)品組合,以應(yīng)對(duì)多樣化的應(yīng)用需求,使生態(tài)系統(tǒng)更趨完整。
HyperRAMTM使用優(yōu)勢(shì)
HyperRAMTM僅具備13個(gè)信號(hào)IO腳位,可大大簡(jiǎn)化PCB的布局設(shè)計(jì)。這也意味著,在設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品時(shí),設(shè)計(jì)人員能將MCU的更多腳位用于其他目的,或減少M(fèi)CU使用腳位以提升成本效益。如圖2所示,與類似的DRAM(如低功耗DRAM、SDRAM和CRAM/PSRAM)相比,HyperRAMTM只需最少的腳位數(shù)便能實(shí)現(xiàn)近似的處理量(333MB/s)。
圖2IO腳位比較簡(jiǎn)化控制接口是HyperRAMTM的另一項(xiàng)技術(shù)特色,PSRAM只有9個(gè)控制接口,而LPSDRAM有18個(gè)??刂平涌谠缴?,DRAM控制器所需的復(fù)雜度就越低。詳細(xì)區(qū)別可參閱圖3。
HyperRAMTM系以PSRAM架構(gòu)為基礎(chǔ),是能夠自刷新(SelfRefresh)的RAM。而且,它可以自動(dòng)恢復(fù)為待機(jī)模式。因此,系統(tǒng)內(nèi)存更易于使用,固件和驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)也會(huì)更簡(jiǎn)單。
圖3LPSDR和HyperRAMTM的控制接口比較由于HyperRAMTM是近幾年才開發(fā)的,因此它可以采用最新型的半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)和封裝技術(shù),使其封裝尺寸比其他DRAM都要小。圖4為JEDEC、PSRAM和HyperRAMTM的封裝尺寸比較。
圖4封裝尺寸比較
HyperRAMTM滿足新興物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求
功耗對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備至關(guān)重要,因?yàn)樵O(shè)備大多由電池供電。降低功耗不僅可以節(jié)省用電,還可以減少設(shè)備充電和更換的成本。以華邦的64MbHyperRAMTM為例,其待機(jī)耗電量為90uW(1.8V下),而相同容量的SDRAM的耗電量則是2000uW(3.3V下)。
更重要的是,HyperRAMTM在混合休眠模式下的耗電量?jī)H45uW(1.8V下),與SDRAM在待機(jī)模式下的耗電量有明顯差異(表2)。另一方面,即使采用低功耗的SDRAM,其耗電量和外形尺寸仍較HyperRAMTM更大。
表2耗電量比較傳統(tǒng)的SDRAM和PSRAM發(fā)展日臻成熟,難以對(duì)新興的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。有鑒于汽車和工業(yè)應(yīng)用的長(zhǎng)期供應(yīng)需求,華邦HyperRAMTM的先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)可以滿足市場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)壽命產(chǎn)品生命周期的需求。
從整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品壽命來看,HyperRAMTM已成為新興物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的理想選擇。包括NXP、Renesas、ST和TI等領(lǐng)先的MCU公司已開始提供支持HyperBusTM接口的MCU,未來其新產(chǎn)品亦將繼續(xù)支持HyperBusTM接口。
同時(shí),HyperBusTM控制接口開發(fā)平臺(tái)已準(zhǔn)備就緒。Cadence和Synopsys也已開始提供HyperRAMTM存儲(chǔ)器驗(yàn)證IP,可加快IC廠商的設(shè)計(jì)周期。因此,與其他OctalRAM相比,HyperRAMTM具有最成熟的應(yīng)用環(huán)境。HyperRAMTM已被納入JEDEC標(biāo)準(zhǔn),并成為與JEDECxSPI兼容的技術(shù)。
目前,華邦HyperRAMTM產(chǎn)品系列的32Mb、64Mb和128Mb已進(jìn)入量產(chǎn),同時(shí)已開始提供24BGA(汽車級(jí))、49BGA、WLCSP和KGD的產(chǎn)品。24BGA的尺寸為6x8mm2,而49BGA的尺寸僅為4x4mm2,主要針對(duì)消費(fèi)型可穿戴式設(shè)備市場(chǎng)。