基于FPGA的存储解决方案——外部SRAM

2020-01-30 15:46发布

外部SRAM是指连接在FPGA外部的静态RAM(SRAM)。外部SRAM存储器也有很多种类。对于外部SRAM的选择是由应用需求的性质决定的。使用外部SRAM存储器兼具优缺点。

优点
外部SRAM存储器提供比片内存储器更大的存储容量,速度也相当快,但是略差于片内存储器。常用的外部SRAM的容量可达128KB至10MB。特殊的SRAM可以具有更小或更大的容量。SRAM一般情况下是具有很低的反应时间和高吞吐量的设备,由于是通过共享的双向总线连接到FPGA上,外部SRAM的速度比片上存储器稍低。SRAM的接口很简单,这使得将SRAM连接到FPGA成为一项简单的设计工作。你还可以使用多个外部SRAM共享总线,甚至使用不同种类外部存储器,比如闪存或SDRAM。

缺点
在基于FPGA的嵌入系统中使用外部SRAM的主要缺点就是成本高以及占用板上空间。SRAM设备要比其它高容量的存储器诸如SDRAM,每MB的平均售价更昂贵。而且SRAM也比SDRAM和“零空间”的FPGA片内存储器平均每MB占用更多的板上空间。

最佳应用场合
外部SRAM作为存储中等大小的数据模块的缓冲表现良好。可以使用外部SRAM作为不适合片内存储器且反应时间又低于SDRAM的数据缓存。还可以将多个SRAM相组合以增加容量。
SRAM也是随机寻址数据的最佳选择。很多SRAM器件都可以存取无序地址的数据,反应时间与存取有序地址的数据一样短,而SDRAM在这一点上做得并不好。SRAM是大型LUT的理想存储器种类,能够储存诸如对于片内存储器来说过于巨大的 {MOD}彩转换运算法则数据。
外部SRAM作为执行存储器为无缓存的CPU工作时表现相对良好。当CPU没有缓存来缓冲其它种类存储器的高反应时间时,外部SRAM的低反映时间特性有助于改善CPU的性能。

不适于应用场合
外部SRAM不适用的系统包括:需要使用大数据量存储器的系统和成本受限的系统。如果系统需求一个大于10MB的存储模块,设计者将更倾向于考虑其它种类的存储器,比如更低廉的SDRAM。

外部SRAM的种类
有多种SRAM器件可供选择。最常见的种类如下:
异步SRAM – 由于其不依靠时钟,所以是最慢的一种SRAM。
同步SRAM(SSRAM)– 同步SRAM运行同步于一个时钟信号 。同步SRAM的速度比异步SRAM快,但是也更昂贵。
伪SRAM – 伪SRAM(PSRAM)是指具有SSRAM接口的动态RAM(DRAM)
零总线周转时间SRAM –零总线周转时间SRAM(ZBT SRAM)从读到写的转换需要零个时钟周期,这使得它的反应时间很短。ZBT SRAM通常需要一个专用的控制器使其低反应时间的优势发挥出来。

注意事项
为使外部SRAM器件达到出最佳性能,建议遵循以下原则:
使用与连接的主系统控制器的接口数据带宽相同的SRAM。
如果管脚使用或板上空间的限制高于系统性能要求,可以使用较连接的控制器的数据带宽小一些的SRAM设备,以便减少管脚数量并减少PCB板上可能的存储器数量。然而,这种变化将导致降低SRAM接口的性能。
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15条回答
zhangmangui
1楼-- · 2020-01-30 20:56
这个很贵吧。
英尚微电子
2楼-- · 2020-01-31 01:31
看用在什么产品上吧,毕竟是要比FLASH的贵的,
英尚微电子
3楼-- · 2020-01-31 05:41
异步SRAM – 由于其不依靠时钟,所以是最慢的一种SRAM。容量有144Mb~2Mb,
钻研的鱼
4楼-- · 2020-01-31 08:58
 精彩回答 2  元偷偷看……
英尚微电子
5楼-- · 2020-01-31 12:37
外部SRAM作为存储中等大小的数据模块的缓冲表现良好。可以使用外部SRAM作为不适合片内存储器且反应时间又低于SDRAM的数据缓存。还可以将多个SRAM相组合以增加容量。
英尚微电子
6楼-- · 2020-01-31 14:20
外部SRAM作为执行存储器为无缓存的CPU工作时表现相对良好。当CPU没有缓存来缓冲其它种类存储器的高反应时间时,外部SRAM的低反映时间特性有助于改善CPU的性能。

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