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使移动电话存储子系统的功耗降至最低

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:507

        

    

    随着移动电话向着具有丰富媒体功能的无线平台发展,对功率预算的控制是开发的重点。降低存储器的功耗可以显著延长移动电话的电池寿命。为了降低存储器的功耗,业界使用了两种不同的基于dram的存储器架构:本地执行(xip)和代码映射(code shadowing)。本文讨论了这两种存储器架构的特点,并且介绍了新出现的ddr mobileram。 移动电话从简单的语音通信设备到奇妙的多功能多媒体设备的持续演进离不开各种半导体和元器件的创新。业界在开发更强大的图形与应用处理器以及集成度更高的灵活的射频模块方面投入了大量精力和物力。为了实现一整天的通话/数据通信时间和多天的待机时间,对功率预算的控制通常是开发的重点。不过,对存储器件的重视程度却往往不够,实际上占总功率预算20%的存储器的功耗相当于应用处理器的功耗。很明显,降低存储器的功耗可以显著延长移动电话的电池寿命。

    

    

    

    图1:大多数移动电话仍在使用xip平台,而新的密集高速处理平台正在向新的代码映射存储器架构发展。xip的优势包括经典架构(软件不用变化)、较低的功耗和较短的启动时间。而代码映射架构可以提供更好的成本定位和更高的速度(新特点)。

    使用cellularram和mobileram这样的低功率存储器是减少功耗的关键。此外,一种从普通dram发展而来的新型存储器架构—双倍数据速率(ddr)mobileram充分结合了cellularram和mobileram中开创的低功耗设计技术和ddr的性能优势,因此能够在提供更高性能的同时降低功耗。

    dram在个人电脑中已非常普及。作为既便宜又快速的半导体存储器件,dram通常和硬盘驱动器连接使用。随着pc从过去的庞然大物发展到今天小巧时尚的笔记本电脑,dram也经历了新工艺和电路设计技术的进化,来满足市场对更高密度和更快接口的要求。如今标准的512mb ddr2已经被用于很多产品。

    随着移动电话从以语音为中心应用的设备发展到需要更强大的应用和图形处理器的具有便携式媒体娱乐功能的设备,dram进入了一个崭新的时代。移动电话的这些新功能对存储器提出了全新的性能要求,正促使dram向脱离过去以pc为中心的架构方向发展。如今移动电话销售量规模之大足以使oem厂商采用与pc类似的业务模型,包括将dram用作低成本的通用存储器。

    为了使dram成功应用于无线应用中,需要满足尽可能长的电池寿命,并减少存储器占用的系统空间,因此必须要对dram进行新的改进。目前可以采用两种截然不同的产品线策略,将基于dram的存储器引入无线电话,分别是:cellularram对应于本地执行(xip)存储器架构;mobileram对应于代码映射(code shadowing)存储器架构。采用这两种架构的移动电话性能预期如图1所示。

    

    

    

     图2:整个无线平台功率的很大一部分分配给了存储器子系统。 cellularram是一种伪静态随机存取存储器(psram),它模仿静态随机存取存储器(sram)和nor闪存接口,这两类存储器用于以语音为中心应用的平台中常见的xip存储架构中。cellularram内含一个隐藏的逻辑电路,可以自动管理dram技术所固有的刷新和预充电操作,不需要用户命令。通过这样仿照无线平台中常见的接口,oem厂商能够快速挖掘出基于dram的技术的潜力,作为一种性能得到增强、容量密度从32mb到128mb的低成本存储器替代方案。同样,传统无线平台制造商也能通过少量修改,就能利用cellularram延长以语音为中心应用的电话原本六到九个月的产品生命周期,并且获得比sram更高的性能和密度,并提供比传统dram产品更低的待机和工作电流。

    cellularram的开发融合了dram制造商提出的设计创新,包括温度补偿自动刷新(tcsr)、局部阵列自动刷新(pasr)和深度降低功耗(dpd)等许多低功耗特性,同时还能符合新的多芯片封装(mcp)要求。由于具有并行的地址/数据信号机制和nor闪存器件性能,cellularram作为一种伴侣(companion)存储器,正逐渐得到普及,对于空间受限的蜂窝电话平台来说可以便于创建堆叠裸片解决方案。制造商在cellularram方面的经验也促成了mobileram这种通用dram类型的开发。mobileram器件将dram的内核电压从3.3v降到2.5和1.8v,同时还引入一种新的关键低功率特性:片上温度传感器(octs)。

    

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    随着移动电话向着具有丰富媒体功能的无线平台发展,对功率预算的控制是开发的重点。降低存储器的功耗可以显著延长移动电话的电池寿命。为了降低存储器的功耗,业界使用了两种不同的基于dram的存储器架构:本地执行(xip)和代码映射(code shadowing)。本文讨论了这两种存储器架构的特点,并且介绍了新出现的ddr mobileram。 移动电话从简单的语音通信设备到奇妙的多功能多媒体设备的持续演进离不开各种半导体和元器件的创新。业界在开发更强大的图形与应用处理器以及集成度更高的灵活的射频模块方面投入了大量精力和物力。为了实现一整天的通话/数据通信时间和多天的待机时间,对功率预算的控制通常是开发的重点。不过,对存储器件的重视程度却往往不够,实际上占总功率预算20%的存储器的功耗相当于应用处理器的功耗。很明显,降低存储器的功耗可以显著延长移动电话的电池寿命。

    

    

    

    图1:大多数移动电话仍在使用xip平台,而新的密集高速处理平台正在向新的代码映射存储器架构发展。xip的优势包括经典架构(软件不用变化)、较低的功耗和较短的启动时间。而代码映射架构可以提供更好的成本定位和更高的速度(新特点)。

    使用cellularram和mobileram这样的低功率存储器是减少功耗的关键。此外,一种从普通dram发展而来的新型存储器架构—双倍数据速率(ddr)mobileram充分结合了cellularram和mobileram中开创的低功耗设计技术和ddr的性能优势,因此能够在提供更高性能的同时降低功耗。

    dram在个人电脑中已非常普及。作为既便宜又快速的半导体存储器件,dram通常和硬盘驱动器连接使用。随着pc从过去的庞然大物发展到今天小巧时尚的笔记本电脑,dram也经历了新工艺和电路设计技术的进化,来满足市场对更高密度和更快接口的要求。如今标准的512mb ddr2已经被用于很多产品。

    随着移动电话从以语音为中心应用的设备发展到需要更强大的应用和图形处理器的具有便携式媒体娱乐功能的设备,dram进入了一个崭新的时代。移动电话的这些新功能对存储器提出了全新的性能要求,正促使dram向脱离过去以pc为中心的架构方向发展。如今移动电话销售量规模之大足以使oem厂商采用与pc类似的业务模型,包括将dram用作低成本的通用存储器。

    为了使dram成功应用于无线应用中,需要满足尽可能长的电池寿命,并减少存储器占用的系统空间,因此必须要对dram进行新的改进。目前可以采用两种截然不同的产品线策略,将基于dram的存储器引入无线电话,分别是:cellularram对应于本地执行(xip)存储器架构;mobileram对应于代码映射(code shadowing)存储器架构。采用这两种架构的移动电话性能预期如图1所示。

    

    

    

     图2:整个无线平台功率的很大一部分分配给了存储器子系统。 cellularram是一种伪静态随机存取存储器(psram),它模仿静态随机存取存储器(sram)和nor闪存接口,这两类存储器用于以语音为中心应用的平台中常见的xip存储架构中。cellularram内含一个隐藏的逻辑电路,可以自动管理dram技术所固有的刷新和预充电操作,不需要用户命令。通过这样仿照无线平台中常见的接口,oem厂商能够快速挖掘出基于dram的技术的潜力,作为一种性能得到增强、容量密度从32mb到128mb的低成本存储器替代方案。同样,传统无线平台制造商也能通过少量修改,就能利用cellularram延长以语音为中心应用的电话原本六到九个月的产品生命周期,并且获得比sram更高的性能和密度,并提供比传统dram产品更低的待机和工作电流。

    cellularram的开发融合了dram制造商提出的设计创新,包括温度补偿自动刷新(tcsr)、局部阵列自动刷新(pasr)和深度降低功耗(dpd)等许多低功耗特性,同时还能符合新的多芯片封装(mcp)要求。由于具有并行的地址/数据信号机制和nor闪存器件性能,cellularram作为一种伴侣(companion)存储器,正逐渐得到普及,对于空间受限的蜂窝电话平台来说可以便于创建堆叠裸片解决方案。制造商在cellularram方面的经验也促成了mobileram这种通用dram类型的开发。mobileram器件将dram的内核电压从3.3v降到2.5和1.8v,同时还引入一种新的关键低功率特性:片上温度传感器(octs)。

    

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