在嵌入式系统领域,内存一直是一个关键话题。随着物联网和人工智能应用的普及,MCU对存储容量的需求与日俱增。在这个背景下,PSRAM(伪静态随机存取存储器)作为一种介于SRAM和DRAM之间的存储方案,正在获得越来越多的关注。
要理解PSRAM的优势,我们需要先了解传统存储器的特点。SRAM虽然速度快、接口简单,但因为需要六个晶体管来存储一个比特的数据,成本高昂且密度较低。DRAM虽然密度高、成本低,但需要复杂的控制器进行周期性刷新,增加了系统复杂度。PSRAM则巧妙地结合了两者的优点:采用类似DRAM的一个晶体管加一个电容的存储结构,同时保持了类似SRAM的简单接口。
在当前市场上,众多知名厂商都推出了支持PSRAM的MCU产品。英飞凌的TRAVEO系列、恩智浦的i.MX RT系列、瑞萨的R-CAR系列等都提供了PSRAM解决方案。
在国产MCU阵营中,合封PSRAM的产品如下:
• 兆易创新GD32E5系列MCU:片上集成了4MB PSRAM。
• 启明智显Model3芯片:Model3芯片是一款高性能的显示交互和智能控制MCU,内置片上1MB大容量SRAM以及64Mb PSRAM。
• 思澈科技ButterFliSF32LB557:SF32LB55x是一系列用于超低功耗人工智能物联网(AIoT)场景下的高集成度、高性能的系统级(SoC)MCU芯片,集成了4MB PSRAM。
• AGM(遨格芯)AG32系列:AG32系列MCU新品合封了64Mb PSRAM,适用于片内RAM需求较大的客户。
PSRAM的优势主要体现在以下几个方面:
首先是成本效益比高,相比SRAM能在相同成本下提供更大的存储容量;
其次是功耗较低,特别适合便携式设备;
第三是接口简单,易于集成;最后是具备较大带宽,在串行接口模式下可实现超过3Gbps的传输速度。
在实际应用中,PSRAM特别适合需要大量数据缓存的场景,如图像处理、音视频播放、人工智能等。例如,在智能家电、工业控制、车载显示等领域,都能看到PSRAM的身影。
展望未来,随着物联网和人工智能应用的进一步普及,对MCU存储容量的需求还将持续增长。PSRAM作为一种平衡了成本、性能和易用性的存储方案,必将获得更广泛的应用。通过将PSRAM直接合封在MCU中,为用户提供了更加便捷的解决方案,代表了未来MCU发展的一个重要方向。
对于中国的半导体产业来说,PSRAM技术的发展既是机遇也是挑战。一方面,我们看到越来越多的国产MCU厂商开始在产品中集成PSRAM,显示出强劲的技术追赶势头;另一方面,在高端PSRAM技术方面,与国际领先企业相比仍有差距。但随着创新产品不断涌现,相信国产MCU在PSRAM应用方面会逐步缩小与国际水平的差距。
总的来说,PSRAM为MCU带来了更大的存储空间、更优的成本效益比、更低的功耗以及更简单的系统设计。这些优势使得PSRAM成为现代MCU设计中不可或缺的一环。随着技术的不断进步和应用需求的持续增长,我们有理由相信,PSRAM将在未来的MCU设计中发挥更加重要的作用。