在異步SRAM中實現(xiàn)速度與功耗的完美平衡

　　以下因素進(jìn)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日益變得更加重要。因而，當(dāng)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(jī)功耗是無法接受的。

　　由于以上所有因素，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(jìn)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。

　　支持片上電源管理的SRAM的工作方式跟支持片上電源管理的MCU類似。除了工作模式和待機(jī)工作模式以外，還有深度睡眠工作模式。這種設(shè)置允許SRAM芯片在標(biāo)準(zhǔn)工作模式下全速存取數(shù)據(jù)，而在深度睡眠模式下不執(zhí)行任何功能，因此流耗極低(比普通快速SRAM的待機(jī)功耗低1000倍)。

　　下表針對快速SRAM、低功耗SRAM以及支持深度睡眠工作模式的快速SRAM進(jìn)行了各種參數(shù)比較：

　　這些數(shù)字清楚地展示了與使用標(biāo)準(zhǔn)快速SRAM相比，使用“帶深度睡眠模式”的SRAM的優(yōu)勢。在SRAM大部分時間都處于待機(jī)狀態(tài)的應(yīng)用中，該優(yōu)勢會更加明顯。

　　我們來假設(shè)一個場景：某器件工作了一千個小時，SRAM的工作時間只占其中的20%.如果該SRAM是一款工作電壓為3.3V的快速SRAM，那它的工作功耗就將為120瓦時(WH)，待機(jī)功耗為80 WH.總功耗將為200 WH.現(xiàn)在，如果我們使用具有深度睡眠模式的快速SRAM，工作功耗依然是120 WH，但待機(jī)功耗則銳減至0.06 WH.總功耗大約為121 WH.因此在該具體應(yīng)用中，深度睡眠選項可將功耗降低40%.然而在使用深度睡眠模式時(無論是MCU還是SRAM)，需要考慮的一個因數(shù)是進(jìn)入和退出深度睡眠模式所需的時間。如果這兩個工作周期的時間間隔比SRAM進(jìn)入和退出深度睡眠模式所用的時間還短，那該方法就不適合。

　　迄今為止，唯一推出支持片上電源管理的SRAM的公司是賽普拉斯半導(dǎo)體公司，該產(chǎn)品為PowerSnoozeTM.PowerSnooze SRAM采用54-TSOP和48-BGA等標(biāo)準(zhǔn)封裝，與普通快速SRAM一樣。為使用深度睡眠功能，該產(chǎn)品還提供了一個特殊引腳(DS)，可將低電平有效切換至進(jìn)入深度睡眠模式。標(biāo)準(zhǔn)快速SRAM上的同等引腳恰恰是無連接(NC)。因此只需極少的設(shè)計工作(只需連接一個額外的引腳)，便可將標(biāo)準(zhǔn)快速SRAM升級為PowerSnooze SRAM.