適用于高密度、低功耗應用的新型存儲器
為了滿足用戶對手機更多服務的需求,服務提供商不斷推陳出新,促使僅具通話功能的傳統(tǒng)手機向同時具有語音和數(shù)據(jù)功能的新型手機轉換。向數(shù)據(jù)通信功能的轉變將直接影響手機中的硬件結構。目前,2.5G 和3G手機已經(jīng)能夠提供更多的功能,諸如SMS(短信息服務)、MMS(多媒體信息服務)、圖象傳送、音頻/視頻流和因特網(wǎng)接入等。
隨著密度更高、能耗更低、吞吐量更大的存儲器的涌現(xiàn),應用在手機上的存儲器也隨之變化。對數(shù)據(jù)處理容量需求的增大,使得現(xiàn)有的基帶控制器和存儲器難以滿足要求。除此之外,電池的使用壽命是移動電話當中的一個更為重要的問題。
對更大存儲容量、更小機身、更長電池壽命的需求不斷增強,促使手機中使用的易失性存儲器從傳統(tǒng)的SRAM向高密度、低功耗SRAM提升,進而再向更高密度、更快速度、更低功耗的1T存儲器演進�，F(xiàn)今便攜式裝置中使用的SRAM將不能滿足下一代手機所需的大容量數(shù)據(jù)存儲。從傳統(tǒng)意義上說,1T存儲器被歸為DRAM一類,用作個人電腦的主內存。然而新型的低功耗結構(以及各種不同的低功耗模式)容許1T存儲器磁芯使用于對功耗要求更為敏感的實際應用中。因此,1T PSRAM正逐漸成為手機存儲器的理想選擇。
市場需求
手機通常需要兩種存儲器——易失性存儲器和非易失性存儲器(見圖1)。非易失性存儲器通常用于存儲手機操作的編碼,易失性存儲器則用于存儲手機操作中的數(shù)據(jù)。對這兩種存儲器的需求都在不斷變化,這種變化主要是由基帶部件需要更有效率的數(shù)據(jù)流而引起的。
手機通常把操作系統(tǒng)和應用軟件存儲于非易失性(閃存)存儲器中。操作手機時,編碼從閃存中提取出來并予以執(zhí)行。在執(zhí)行編碼時,SRAM存儲中間數(shù)據(jù)、寄存器棧等。由于手機數(shù)據(jù)化操作的發(fā)展趨勢日益增強,應用軟件的規(guī)模和復雜程度也不斷提升。這迫使手機不得不采用更大容量、更快速度的快閃內存以及更大容量的SRAM。對更大容量、更快速度存儲器的追求必然導致成本不斷增加。對此,一種解決辦法是使用廉價、慢速(與非)閃存和快速易失性存儲器。一種采用編碼映像技術的編碼在操作的開始階段從與非閃存中被加載到快速易失性存儲器,然后就由易失性存儲器予以執(zhí)行。
更高密度需求
為支持所有的數(shù)據(jù)性能,對存儲器的密度需求急劇上升。PSRAM被用作某個工作區(qū)域存儲器或程序存儲器,負責進行編碼。由于全部存儲器的需求將超過那些能夠被嵌入到處理器/ASIC部件中的存儲器,因而不可能把所有的存儲器都集成到基帶ASIC芯片中。
隨著對存儲器密度和吞吐量需求的提高,也要求微功率存儲器具有更低的功耗。這些存儲器的工作電壓已從3.3V降低到了1.8V,從而有效降低了運行功率。由于移動電話經(jīng)常處于待機狀態(tài),因此有效降低待機功耗極為重要。與6T SRAM待機模式不同的是,PSRAM必須刷新才能保存數(shù)據(jù),從而產(chǎn)生待機功耗。由于具有自我刷新設置,PSRAM能夠提供四種截然不同的方式來降低待機功耗：減小存儲器大小(RMS)、局部數(shù)組刷新(PAR)、自動溫控刷新以及深度休眠模式(/ZZ)。在RMS工作模式中,PSRAM就象一個縮小的SRAM在工作。譬如,64M的PSRAM能夠像16M或32M的存儲器一樣工作。用局部數(shù)組刷新模式,PSRAM將按照用戶的配置,僅僅刷新存儲器的某一部分。在深度休眠模式中,只要/ZZ保持低點,存儲器就能保持低功耗,但一旦/ZZ升高,PSRAM就回復到全址刷新模式。
DRAM的漏電在很大程度上取決于溫度。溫度越高,放電越快。刷新時,每塊電池都會按內部振蕩器電路設置的恒定速度進行充電。一些存儲器供應商會通過注冊表設定能適應極限溫度(通常
