如何实现异步SRAM中速度与功耗的平衡（二）

　　
决定设备功耗有两个主要参数，分别是工作功耗和待机功耗。工作功耗是指设备在主动执行其主要功能时消耗的电源。对于SRAM来说，就是在执行读写功能时消耗的电源。待机功耗是指设备没有工作，但依然处于通电状态时所消耗的电源。对于绝大多数手持设备而言，SRAM大概只有有20%的时间在工作，在剩下的80%的时间里，SRAM以待机模式与电源相连。

　　
以前的时代大部分电子设备都连接至电源插座，待机功耗在成本和便捷性这两方面方面都不成问题。但是对于当前电池供电设备而言，待机功耗的减少可增加鲜明的电源优势。如果电源是不能充电的电池，那电池消耗没电的速度会更快。在可充电电池应用中，最大的问题是：如果电池消耗过快则需要频繁地充电，这就会造成很大的不便，这正好违背了移动设备的本意。

　　
降低功耗的需求最早来自微控制器，因而制造商必须尽快研究出各种替代方案代替传统工作及待机这两种状态模式。从而推动了TI和NXP等公司研发并推出了具有特殊低功耗工作模式(称为深度断电模式或深度睡眠模式)的MCU。这些控制器可在正常工作中全速运行，而在不需要时则进入低功耗模式。这样，系统就能够在不影响高性能的情况下降低功耗。在该低功耗模式下，外设和存储设备也可以省电。电源管理的重点现已转移至与这些系统相连的存储设备。

支持片上电源管理的SRAM

       
在电路板上，异步SRAM通常与MCU相连作为扩展存储器，其可用做高速缓存或高速暂存存储器。与DRAM和闪存等其它存储性存储器相比，SRAM具有密度局限性：目前可用的SRAM最大存储密度是8MB，而DRAM则已进入GB时代。然而，MCU很难跟DRAM或闪存直接连接，因为这些存储器正常情况下都有很长的写入周期，不能与MCU同步。高速工作的MCU需要可以存储重要数据的高速缓存，以及以一种能够进行快速存取的方式进行的各种临时运算。SRAM最适合用作MCU与存储性存储器之间的高速缓存。

　　
下图不仅很好地说明了存储器的不同阶段，而且还指出了哪里需要SRAM：

　　

                                       

　以下因素进一步推动了对低功耗快速SRAM的需求：

　　1。在具有各种新工艺节点的现代MCU中，嵌入式高速缓存的作用越来越有限;

　　2。由于上述原因以及MCU现已变得越来越高级，因此外部高速缓存正逐渐变得更加重要。因此，当务之急是让SRAM不再成为限制因素;

　　3。在电池供电应用中，功耗是客户购买时考虑的重要参数。因此，SRAM芯片的高待机功耗是无法接受的。

综上所有因素，SRAM制造商多年来一直在尝试取消快速产品与低功耗产品之间的利弊权衡。其中一个解决方案是混合器件——在存取时间和功耗上进行快速与低功耗的搭配。然而，这些混合SRAM无法满足快速SRAM可满足的性能要求。最好的解决方案是支持片上电源管理的快速SRAM，其既可确保高性能，又可实现低功耗。

本文关键词：异步SRAM  MCU  低功耗    

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