SoC设计方法与实现
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4.4 SoC中典型的存储器

在SoC中,存储器是决定性能的另一个重要因素。不同的SoC设计中,根据实际需要采用不同的存储器类型和大小。常用的存储器有SRAM、SDRAM、DDRAM、FLASH和ROM。

1.SRAM

SRAM(静态随机存储器)的特点是存储速度非常快,可以达到和处理器的时钟同步。而且SRAM存储器的接口简单,比较容易设计。SRAM在系统中常常作为处理器的缓存。但是一个通用SRAM的每1位需要6个晶体管,因此相同存储空间的RAM的面积较大,在SoC中只能少量使用。

2.SDRAM

SDRAM(同步动态随机存储器)的价格低、体积小、容量大,是SoC中比较理想的存储器件。与SRAM相比,SDRAM的控制逻辑复杂,速度较慢。SDRAM每一个内存单元都是由一个能短暂存储电荷的电容器构成。由于动态内存单元容易失去电荷,因此会失去存储在其中的数据。在SDRAM中,必须包括一个刷新电路,不断地刷新其中的电荷,以使其值保持不变。

3.DDRAM

DDRAM(双倍传输速度随机存取存储器)采用双倍数据技术,支持在时钟的上升沿和下降沿同时进行数据传输,从而增加数据的吞吐量。其最大带宽可达SDRAM的两倍。当然它的接口设计也更加复杂。

4.ROM

ROM(只读存储器)是一种只读存储器,包括掩膜式ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除的可编程ROM(EPROM)和电可擦除的可编程ROM(E2PROM)等。ROM在SoC中一般用来存储固定的代码或资料。

5.Flash

Flash(闪存)存储器是价格性能兼顾的一种新型的不挥发存储器。它是EPROM和E2PROM工艺综合的产物,兼顾了这两类存储器的优点。Flash存储器可以像E2PROM那样进行电擦除和电编程,而且它编程所需要的时间也几乎和E2PROM相同。但是Flash存储器本身的成本却要比E2PROM低。

NOR Flash和NAND Flash是现在市场上两种主要的Flash存储器。NOR Flash的特点是芯片内可以直接运行程序,而不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,但写入和擦除速度较低,这大大影响了它的性能。NAND Flash能提供比较高的单元密度,可以达到较高存储密度,并且写入和擦除速度也很快。NOR Flash的接口比较简单而NAND Flash的接口则要复杂得多。