Параллельная оперативная память без большого количества выводов?

16

Еще в 1970-х годах у Texas Instruments был уже снятый с производства ассортимент продукции, который они назвали GRAM (и эквивалентный только для чтения GROM), который в основном представлял собой стандартный чип памяти с адресом и данными, мультиплексированными на 8 контактов. Вы начинаете операцию, отправляя чипу два байта адреса, а затем каждый раз, когда вы посылаете импульсы на чтение или запись, он будет считывать или записывать байт с использованием шины, а затем увеличивать счетчик внутреннего адреса. В результате был получен чип памяти, который был почти таким же быстрым (по крайней мере, для операций с последовательным доступом), как стандартный чип параллельной памяти, но которому нужен только 16-контактный пакет, а не 28-контактный пакет, и другие аналогичные воспоминания того дня, необходимые ,

Сегодня для аналогичных приложений вы, вероятно, чаще всего используете последовательную память с доступом к SPI, но проблема в том, что такие памяти довольно медленные (большинство имеют максимальную пропускную способность около 20 Мбит / с; некоторые работают в два раза быстрее, но я не нашел ничего быстрее, чем это), в то время как современный эквивалент этих частей TI мог бы быть намного быстрее, чем легко, позволяя доступ со скоростью более 100 Мбит / с.

Существует ли что-нибудь, что еще находится в производстве и ведет себя так же, как эти чипы TI? Наиболее близкими на сегодняшний день являются детали специального назначения, например, VLSI VS23S010D , который объединяет запоминающее устройство, поддерживающее тот тип интерфейса, который я ищу, вместе с драйвером дисплея, который увеличивает число выводов до 48. В идеале я ищу что-то в 14- или 16-контактном корпусе (я думаю, что 14 - это реалистичный минимум - 2x мощность, 8x данные, часы, выбор адреса, чтение байта, запись байта).

Жюль
источник
Микроконтроллер MC68HC11 имел раздражающую мультиплексированную шину адреса + данных, аналогичную описанной вами, такая память была бы для этого замечательной.
труба
но 68HC11 только мультиплексировал A0..7; A8..15 все еще были отдельными булавками.
18:15

Ответы:

19

Подходящим стандартным решением, вероятно, является QSPI (также называемый QPI или также SQI). Это в некоторой степени расширение интерфейса SPI, но использует четыре (четыре, следовательно, Q в акрониме) бита данных (IO0 / IO1 / IO2 / IO3) вместо одного сигнала для каждого направления (MISO / MOSI).

Таким образом, чипы очень маленькие (обычно SO-8), и интерфейс очень эффективен: вам нужно отправлять адрес для каждой команды чтения или записи, но затем вы можете прочитать несколько байтов в пакете, четыре бита в каждом такте. Максимальная тактовая частота обычно составляет ~ 104 МГц для вспышки. Это можно сделать еще быстрее, используя сигнализацию двойной скорости передачи данных (четыре бита на каждом фронте тактового сигнала, как повышающиеся, так и падающие: поэтому восемь бит на каждом тактовом цикле - как правило, флэш-чипы в этом режиме будут работать с максимальной частотой 80 МГц).

Таблицы микросхем предоставят всю информацию о точном значении / использовании каждого сигнала. Для иллюстрации приведена временная диаграмма команды чтения (в режиме единой скорости передачи данных, взятая из этой таблицы данных ):

введите описание изображения здесь

Здесь вы видите, что вам нужно 14 тактов для получения первого байта (при 80 МГц это означает 175 нс времени доступа). Но если вам нужно больше байтов, просто добавьте 2 цикла на байт (25 нс). Таким образом, чтение в пачке сделает это намного быстрее, чем обычная 70 нс или даже 45 нс флэш-параллельная микросхема.

С помощью этого интерфейса вы можете легко найти детали флэш-памяти NOR от многих производителей. Обратите внимание, что их производительность (максимальная скорость, число фиктивных циклов) и функции (Quad I / O или просто Dual I / O, поддержка DDR) будут различаться, поэтому проверьте таблицу данных.

ОЗУ немного сложнее найти, но все же доступно, особенно от Microchip (например, 23LC512 ), ON semi (например, N01S818HA ) и ISSI (например, IS62WVS2568GBLL-45 ). Хотя они медленнее, чем вспышка. Но ISSI, который я предлагаю выше, все еще идет до 45 МГц (единичная скорость передачи данных) с минимальным циклом считывания, требующим 11 тактов для первого байта. Или, другими словами, 200 нс + 45 нс на байт (пропускная способность 180 Мбит / с), что неплохо и превышает указанную вами скорость GRAM.

Также обратите внимание, что многие высокопроизводительные микроконтроллеры (от NXP, ST, ...) поддерживают этот интерфейс аппаратно.

тусклый
источник
Да, это выглядит именно то, что я был после. Благодарю. :)
Жюль
Еще один довольно похожий интерфейс - 4-битная шина SD.
Дмитрий Григорьев
@DmitryGrigoryev Это верно. Но я не думаю, что вы можете найти чипы оперативной памяти, придерживающиеся этого, хотя. Скорее всего, есть только флеш-чипы NAND (eMMC).
тусклый
@ dim - мое понимание (основанное на интерфейсах ST QSPI) заключается в том, что они предназначены для чтения / записи (а не только для чтения) - RAM и Flash не должны иметь большого значения
ThreePhaseEel
@ThreePhaseEel Вы правы: на чипах ST интерфейс QSPI можно установить в одном из двух режимов: косвенный режим (вы запускаете команды для чипа, явно задавая некоторые регистры) и режим отображения памяти (интерфейс флэш-памяти автоматически переводит доступ к памяти в команды чтения). В режиме отображения памяти в справочном руководстве прямо сказано, что разрешено только чтение. В косвенном режиме, однако, вы можете отправить любую команду (чтение / запись / что угодно), как вы упоминали. Я буду редактировать соответственно.
тусклый
2

Я публикую это как другой ответ, потому что это нечто совершенно другое.

Существует еще один, но менее распространенный интерфейс, который также хорошо подходит для вашего описания: HyperBus , разработанный Cypress (он является собственностью).

Этот использует DDR на гораздо более высоких скоростях (до 166 МГц) и 8-битную шину. Таким образом, вы можете достичь 2666 Мбит / с (вау!), Что оставляет QSPI далеко позади. Он также предназначен для DRAM более высокой плотности, а не SRAM, поэтому вы можете найти чипы 8M x 8 (против 256k x 8 для ISSI QSPI SRAM, упомянутого в другом посте). Он использует только 12 сигналов (без напряжения питания).

Вот продукт HyperRAM от ISSI: IS66WVH8M8ALL . Есть также продукты HyperFlash, которые вы можете найти.

Но мы находимся на другой категории продуктов. Это более дорогой, менее доступный источник, чипы, как правило, BGA, а интерфейс немного сложнее (из-за высокой скорости и DDR). Кроме того, меньше MCU поддерживают это.

тусклый
источник
Существуют 8-разрядные версии флеш-памяти QSPI от нескольких поставщиков, которые по производительности очень похожи на «HyperBus».
Тимми Бролин