没有大量引脚的并行RAM?


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早在1970年代,德州仪器(TI)就有一种现已停产的产品,它们称为GRAM(并且仅读取等效的GROM),该产品基本上是一种标准的存储芯片,其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,然后每次向读或写引脚施加脉冲时,它将使用总线来读或写一个字节,然后递增内部地址计数器。结果是存储芯片的速度几乎与标准并行存储芯片一样快(至少对于顺序访问操作而言),但是只需要16针封装,而不是28针封装,就可以满足当今所需的其他类似存储器的需求。 。

如今,对于类似的应用程序,您可能最经常使用SPI访问的串行存储器-但问题是这种存储器的速度非常慢(大多数存储器的最大吞吐量约为20Mbit / s;某些存储器的运行速度是后者的两倍,但我没有找到比这更快的速度了),而这些TI零件的现代等效速度可能比这快得多,可以轻松实现100 + Mbit / s的访问速度。

是否有任何仍在生产中并且性能与TI芯片相似的产品?我今天能找到的最接近的是定制部件,例如VLSI VS23S010D,它结合了支持我正在寻找的那种接口的存储设备和显示驱动器,该驱动器使引脚数达到48个。我理想地是在14或16引脚封装中寻找东西(我认为14是实际的最小值-2x功耗,8x数据,时钟,地址选择,读取字节,写入字节)。


MC68HC11微控制器具有令人讨厌的多路复用地址+数据总线,类似于您所描述的,这样的存储器对于它而言真是太棒了。
管道

但68HC11仅将A0..7混合;A8..15仍然是单独的引脚。
amI

Answers:


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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,但是使用四个(四位数,因此首字母缩写为Q)数据位(IO0 / IO1 / IO2 / IO3),而不是每个方向(MISO / MOSI)使用单个信号。

因此,芯片非常小(通常为SO-8),并且接口非常高效:您需要为每个读或写命令发送地址,但是随后您可以突发读取多个字节,每个时钟周期读取4位。闪存的最大时钟速度通常约为104MHz。使用双倍数据速率信令(每个时钟沿有四个位,上升和下降:因此每个时钟周期有八个位-通常,在这种模式下,闪存芯片的最大输出频率为80MHz)可以使其更快。

芯片数据手册将提供有关每个信号的确切含义/用法的所有详细信息。为了说明这一点,这是一个读取命令时序图(在单数据速率模式下,摘自此数据表):

在此处输入图片说明

在这里,您看到需要14个时钟周期才能获得第一个字节(在80MHz时,这意味着175ns的访问时间)。但是,如果您需要更多字节,则只需为每个字节添加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。

使用此接口,您可以轻松找到许多制造商的NOR闪存零件。请注意,它们的性能(最大速度,虚拟周期数)和功能(四方I / O或仅双I / O,DDR支持)会有所不同,因此请查看数据表。

RAM很难找到,但仍然可以使用,尤其是可以从Microchip(例如23LC512),ON semi(例如N01S818HA)和ISSI(例如IS62WVS2568GBLL-45)找到。它们比闪存慢。但是我在上面建议的ISSI仍然可以达到45MHz(单数据速率),显然最小读取周期的第一个字节需要11个时钟。或换种说法:每字节200ns + 45ns(180Mbit / s吞吐量),这还不错,并且超出了您指示的GRAM速度。

另外,请注意,许多高端MCU(来自NXP,ST等)都在硬件中支持此接口。


是的,这看起来确实正是我所追求的。谢谢。:)
Jules

另一个非常相似的接口是4位SD总线。
德米特里·格里戈里耶夫

@DmitryGrigoryev是的。但是,我认为您找不到符合此要求的RAM芯片。可能只有NAND闪存芯片(eMMC)。
昏暗的

@dim-我的理解(基于ST的QSPI接口)是它们是可读写的(不仅仅是只读)– RAM vs Flash也无关紧要
ThreePhaseEel

@ThreePhaseEel您是正确的:在ST芯片上,可以将QSPI接口设置为以下两种模式之一:间接模式(通过显式设置一些寄存器来触发命令到芯片),以及内存映射模式(闪存接口自动转换)内存访问读取命令)。在内存映射模式下,参考手册明确指出仅允许读取。但是,在间接模式下,您可以发送所需的任何命令(读/写/其他命令),如上所述。我将进行相应的编辑。
暗淡

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我将其发布为另一个答案,因为它完全不同。

还有另一个但不太常见的界面也很符合您的描述:HyperBus,由赛普拉斯(专有)设计。

这一款使用DDR的速度更高(高达166MHz),并使用8位总线。因此,您可以达到2666 Mbit / s(哇!),这使QSPI远远落后。它还设计用于更高密度的DRAM,而不是SRAM,因此您可以找到8M x 8芯片(另一篇文章中提到的ISSI QSPI SRAM则为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。

但是我们在另一类产品上。它更昂贵,更不易获得,芯片通常是BGA,并且接口要复杂一些(由于高速和DDR)。而且,支持此功能的MCU更少。


来自多家供应商的QSPI闪存有8位版本,在性能方面与“ HyperBus”非常相似。
蒂米·布洛林
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