没有大量引脚的并行 RAM?

电器工程 集成电路 记忆 组件选择
2022-01-29 06:26:57

早在 1970 年代,德州仪器 (Texas Instruments) 的一系列产品现已停产,他们称之为 GRAM(和只读等效 GROM),它基本上是一种标准内存芯片,地址和数据全部复用到 8 个引脚上。您可以通过向芯片发送两个字节的地址来开始操作,然后每次发送读或写引脚时,它都会使用总线读取或写入一个字节,然后增加内部地址计数器。结果是内存芯片几乎与标准并行内存芯片一样快(至少对于顺序访问操作),但只需要 16 针封装,而不是当时需要的其他类似存储器的 28 针封装.

今天,对于类似的应用程序,您可能最常使用 SPI 访问的串行存储器——但问题是这样的存储器非常慢(大多数的最大吞吐量约为 20Mbit/s;有些运行速度是其两倍,但我还没有发现比这更快的速度),而这些 TI 部件的现代等价物可能比这快得多,轻松允许 100+Mbit/s 访问。

是否存在仍在生产中且行为与那些 TI 芯片类似的东西?我今天能找到的最接近的是定制部件,例如 VLSI VS23S010D,它结合了一个支持我正在寻找的接口类型的存储设备和一个显示驱动器,它使引脚数达到 48 个引脚。 . 理想情况下,我正在寻找 14 或 16 引脚封装中的东西(我认为 14 是现实的最小值 - 2x 功率、8x 数据、时钟、地址选择、读取字节、写入字节)。

2个回答

合适的标准解决方案可能是QSPI(也称为 QPI,或 SQI)。它在某种程度上是 SPI 接口的扩展,但使用四个(quad,因此缩写中的 Q)数据位 (IO0/IO1/IO2/IO3) 而不是每个方向的单个信号 (MISO/MOSI)。

因此芯片非常小(通常为 SO-8),接口非常高效:您需要为每个读取或写入命令发送地址,但随后您可以突发读取多个字节,每个时钟周期四位。闪存的最大时钟速度通常约为 104MHz。使用双数据速率信号(每个时钟沿四个位,上升和下降:因此每个时钟周期有八个位 - 通常,闪存芯片在此模式下最大频率为 80MHz)可以使其更快。

芯片数据表将提供有关每个信号的确切含义/用法的所有详细信息。为了说明,这是一个读取命令时序图(在单数据速率模式下,取自此数据表):

在此处输入图像描述

在这里,您看到您需要 14 个时钟周期来获取第一个字节(在 80MHz 时,这意味着 175ns 访问时间)。但如果您需要更多字节,只需每字节添加 2 个周期(25ns)。因此,突发读取将使其比典型的 70ns 甚至 45ns 闪存并行芯片快得多。

使用此界面,您可以轻松找到来自许多制造商的 NOR 闪存部件。请注意,它们的性能(最大速度、虚拟周期数)和特性(四 I/O 或仅双 I/O、DDR 支持)会有所不同,因此请查看数据表。

RAM 有点难找,但仍然可用,尤其是 Microchip(例如23LC512)、ON semi(例如N01S818HA)和 ISSI(例如IS62WVS2568GBLL-45)。不过,它们比闪存慢。但是我上面建议的 ISSI 仍然可以达到 45MHz(单数据速率),显然最小读取周期需要 11 个时钟来读取第一个字节。或者换一种说法:每字节 200ns + 45ns(180Mbit/s 吞吐量),这还不错,并且超过了您指示的 GRAM 速度。

此外,请注意,许多高端 MCU(来自 NXP、ST 等)在硬件中支持此接口。

我将其发布为另一个答案,因为它完全不同。

还有另一个不太常见的接口也很符合您的描述:HyperBus,由 Cypress 设计(它是专有的)。

这个使用速度更高(高达 166MHz)的 DDR 和 8 位总线。所以你可以达到 2666 Mbit/s(哇!),这让 QSPI 远远落后。它也是为更高密度的 DRAM 而不是 SRAM 而设计的,因此您可以找到 8M x 8 芯片(而另一篇文章中提到的 ISSI QSPI SRAM 为 256k x 8)。它仅使用 12 个信号(不包括电源电压)。

这是 ISSI 的 HyperRAM 产品:IS66WVH8M8ALL您还可以找到 HyperFlash 产品。

但我们在另一类产品上。它更昂贵,更不容易采购,芯片通常是 BGA,并且接口有点复杂(由于高速和 DDR)。此外,支持此功能的 MCU 较少。