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几款大容量、高速非易失性SRAM的比较


类别:技术文章
来源:未知
作者:未知
关键字:SRAM
加入日期:2013-3-23

几款大容量、高速非易失性SRAM的比较

在嵌入式系统中,用的最多的非易失性(Non-Volatile)存储器是EEPROM和FLASH,主要用于保存程序或数据,但这两种存储器有一个共同的缺点是写入速度慢,且写入算法比较复杂,无法满足实时处理系统中高速写入的要求,例如,在一个实时红外图像处理系统中,每个像素的校正参数有时需要实时修改,掉电后不能丢失,就必须使用高速、大容量的非易失性SRAM来保存。非易失性SRAM的特点是:读写操作简单(与普通SRAM一样)、速度快(ns级)、掉电后数据不丢失。
目前,比较常用的大容量高速非易失性SRAM有如下几种:

1、BBSRAM(Battery-Backup SRAM),即内带电池保护的SRAM,其结构为:SRAM+锂电池+监控保护电路,有些还内带RTC(实时时钟)。美国Dallas(现为Maxim)公司是BBSRAM的发明者,产品型号也很多,其中大容量的有:DS1265W(1Mx8)、DS1270W(2Mx8)。BBSRAM上世纪九十年代初就已推广到国内,目前已比较流行,国内也有几家公司生产BBSRAM,例如成都国腾的GM系列,其GM2016(1Mx8)、GM2107(2Mx8)与Dallas的完全兼容。BBSRAM一个很明显的缺点是体积较大(因内置电池),且都是DIP封装的。

2、NVSRAM,是一种双体结构的非易失性SRAM,这种存储器内部包含两个存储体:一个是供用户读写的普通SRAM,另一个是与SRAM容量相同、供数据备份用的EEPROM(或Quantum Trap)。正常工作状态下,微处理器访问NVSRAM时,所操作的是SRAM,只有在电源断电时,芯片自动把SRAM中的内容快速备份到EEPROM(或Quantum Trap)中,使内容不会丢失;在下次加电时,它又把EEPROM中保留的备份内容自动恢复到SRAM中。大容量NVSRAM比较典型的有Cypress的CY14B104(512Kx8/256Kx16)、CY14B108(1Mx8/512Kx16),读写周期高达20ns。这种芯片有一个小小缺陷是必须外接一只大容量的电容,用于掉电备份数据时缓冲电源供电。此外,在国内市场不易买的。

3、FRAM,即“铁电存储器”。其核心技术是铁电晶体材料。这一特殊材料使得铁电存储器同时拥有RAM和ROM的特性。晶阵中的每个自由浮动的原子只有两个稳定状态,一个用来记忆逻辑“0”,另一个用来记忆逻辑“1”。数据状态可保持100年以上。FRAM产品具备一系列超级特性。比如,高速随机读写(存取时间只有55ns)、超低功耗(只有EEPROM的1/2500)和几乎无限次的读写周期(可达10的14方次)。RAMTRON公司是FRAM的发明和生产者,目前面市的大容量型号有;FM21L16(256Kx8/128Kx16)、FM22L16(512Kx8/256Kx16)。与NVSRAM不同,FRAM的数据写入与备份是同步进行的,因此也不存在恢复操作。

4、MRAM,即“磁阻RAM”,是Freescale公司的专利产品,采用磁隧道结(MTJ)结构来进行数据存储。MRAM利用磁性材料和传统的硅电路在单个器件中提供了SRAM的高速度和闪存的非易失性,它的寿命几乎是没有限制的 。MRAM器件可以用于高速缓冲器、配置内存和其他要求高速、耐用和非易失性的商业应用。目前的产品型号有:MR0A16~MR2A16,容量为:128Kx8/64Kx16~512Kx8/256Kx16,读写周期为35 ns。与FRAM一样,MRAM也不需要备份和恢复。

值得一提的是,由于都采用RAM结构,FRAM和MRAM引脚完全兼容,NVRAM除有外接电容引脚和地址线编号不太一样外(如果处理器通过FPGA与其相连则可重定义),引脚基本兼容。

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