如何實現(xiàn)異步SRAM中速度與功耗的平衡（二）

　　
決定設(shè)備功耗有兩個主要參數(shù)，分別是工作功耗和待機功耗。工作功耗是指設(shè)備在主動執(zhí)行其主要功能時消耗的電源。對于SRAM來說，就是在執(zhí)行讀寫功能時消耗的電源。待機功耗是指設(shè)備沒有工作，但依然處于通電狀態(tài)時所消耗的電源。對于絕大多數(shù)手持設(shè)備而言，SRAM大概只有有20%的時間在工作，在剩下的80%的時間里，SRAM以待機模式與電源相連。

　　
以前的時代大部分電子設(shè)備都連接至電源插座，待機功耗在成本和便捷性這兩方面方面都不成問題。但是對于當前電池供電設(shè)備而言，待機功耗的減少可增加鮮明的電源優(yōu)勢。如果電源是不能充電的電池，那電池消耗沒電的速度會更快。在可充電電池應(yīng)用中，最大的問題是：如果電池消耗過快則需要頻繁地充電，這就會造成很大的不便，這正好違背了移動設(shè)備的本意。

　　
降低功耗的需求最早來自微控制器，因而制造商必須盡快研究出各種替代方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)工作及待機這兩種狀態(tài)模式。從而推動了TI和NXP等公司研發(fā)并推出了具有特殊低功耗工作模式(稱為深度斷電模式或深度睡眠模式)的MCU。這些控制器可在正常工作中全速運行，而在不需要時則進入低功耗模式。這樣，系統(tǒng)就能夠在不影響高性能的情況下降低功耗。在該低功耗模式下，外設(shè)和存儲設(shè)備也可以省電。電源管理的重點現(xiàn)已轉(zhuǎn)移至與這些系統(tǒng)相連的存儲設(shè)備。

支持片上電源管理的SRAM

       
在電路板上，異步SRAM通常與MCU相連作為擴展存儲器，其可用做高速緩存或高速暫存存儲器。與DRAM和閃存等其它存儲性存儲器相比，SRAM具有密度局限性：目前可用的SRAM最大存儲密度是8MB，而DRAM則已進入GB時代。然而，MCU很難跟DRAM或閃存直接連接，因為這些存儲器正常情況下都有很長的寫入周期，不能與MCU同步。高速工作的MCU需要可以存儲重要數(shù)據(jù)的高速緩存，以及以一種能夠進行快速存取的方式進行的各種臨時運算。SRAM最適合用作MCU與存儲性存儲器之間的高速緩存。

　　
下圖不僅很好地說明了存儲器的不同階段，而且還指出了哪里需要SRAM：

　　

                                       

　以下因素進一步推動了對低功耗快速SRAM的需求：

　　1。在具有各種新工藝節(jié)點的現(xiàn)代MCU中，嵌入式高速緩存的作用越來越有限;

　　2。由于上述原因以及MCU現(xiàn)已變得越來越高級，因此外部高速緩存正逐漸變得更加重要。因此，當務(wù)之急是讓SRAM不再成為限制因素;

　　3。在電池供電應(yīng)用中，功耗是客戶購買時考慮的重要參數(shù)。因此，SRAM芯片的高待機功耗是無法接受的。

綜上所有因素，SRAM制造商多年來一直在嘗試取消快速產(chǎn)品與低功耗產(chǎn)品之間的利弊權(quán)衡。其中一個解決方案是混合器件——在存取時間和功耗上進行快速與低功耗的搭配。然而，這些混合SRAM無法滿足快速SRAM可滿足的性能要求。最好的解決方案是支持片上電源管理的快速SRAM，其既可確保高性能，又可實現(xiàn)低功耗。

本文關(guān)鍵詞：異步SRAM  MCU  低功耗    

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