(2019年10月 30日台湾新竹讯) 随着车用电子、工业4.0、智能家庭等市场快速兴起,已为IoT终端装置与人机接口装置的尺寸、功耗与效能带来了新的功能需求。为此,除了MCU业者纷纷开发新一代具高效能与低功耗特性的MCU以满足市场需求之外,与其搭配的RAM也需要新的选项,才能从整体的系统设计考虑提供比既有SDRAM和pSRAM更佳的优势。
支持HyperBus™接口的HyperRAM™便是锁定此市场需求的新技术方案。HyperBus™技术最早是由Cypress在2014年发表的, 并于2015年推出首款HyperRAM™产品。经过多年的耕耘,再加上市场定位明确,华邦电子已决定投入HyperRAM™开发,并推出32Mb/64Mb/128Mb产品,进一步扩展其产品组合,以因应多样化的应用需求,并积极参与使生态系统更趋完整。
采用HyperRAM™带来的效益
华邦电子DRAM内存产品技术经理廖裕弘表示,「低脚数、低功耗、易于应用设计是HyperRAM™的三个最主要特性,使其能显著提升终端装置的效能。」
他解释说,传统MCU的运算能力、数据处理与图像显示功能有所局限。但新兴的IoT装置,包括车用电子、工业电子、智能家居以及穿戴装置等各种应用,往往需要外接触控面板做为图像控制接口,或是需要较强的图像处理、语音识别等边缘运算功能,这已使新一代的高效能、低功耗MCU市场正在兴起。
然而,对IoT应用来说,若要获得市场的成功接纳,必须满足低成本、低功耗、运算效能等各种设计考虑。特别是对智能音箱、智能量表等的电池供电装置来说,除了可提供丰富IoT功能与提供易用亲合的人机接口之外,电池寿命已成为影响产品是否成功的关键 ,使得低功耗特性日益重要。若要达到长时效的电池寿命,除了考虑MCU功耗外,还需搭配其他低功耗的外围零件,而HyperRAM™的设计概念正是以此为目标。
以华邦的64Mb HyperRAM™为例,其待机功耗为90uW@1.8V,而同容量SDRAM约为2000uW@3.3V。更重要的是,HyperRAM™在Hybrid Sleep Mode下,其功耗仅有45uW@1.8V,与SDRAM的一般待机功耗相比有非常显著的差异。而若是采用Low Power SDRAM,即使功率较接近要求,但其封装尺寸又比HyperRAM™大,所需PCB面积较大,也不是理想选择。
此外,HyperRAM™的讯号接脚数只有13根,可大幅简化PCB布局设计。这也意味着,在设计终端产品时,可用MCU的其他接脚实现更多的功能,或是选用更少接脚的MCU,带来更佳的成本效益。
简化控制接口,则是HyperRAM™的另一个特点。HyperRAM™是基于 pSRAM架构,具有自我刷新功能,除此之外,能自动回归待机状态。因此,系统端的内存使用更为简易,也可简化韧体和驱动程序的开发。
HyerRAM™生态圈的生力军
华邦电子DRAM内存产品企划处处长赖韦仲补充说,随着MCU的制程节点从55nm、40nm朝28nm,甚至16nm移转,虽然尺寸上能符合IoT微型化的趋势,但是由于应用对于运算能力的要求较高,因此需要新一代的外部内存作为数据缓冲之用。
但传统的SDRAM和pSRAM已发展成熟,无法针对新兴IoT应用再做优化设计。而且,DRAM制程转移也是以新一代的JEDEC DDRx/LPDDRx产品为主,而华邦的HyperRAM™采38nm制程,将持续朝25nm移转。若考虑车用、工规应用的长期供货需求, 华邦HyperRAM™的先进制程可满足客户的长寿产品生命周期。
因此,从整体系统设计或产品使用寿命的角度来看,HyperRAM™都成为新兴IoT装置的理想选择。赖韦仲强调,我们看到了市场的需求,因此决定开发HyperRAM™产品,为客户提供另一种选择。而其相关生态系统的成熟,当然也是促使华邦愿意投入的重要因素。
目前除了Cypress之外,包括 NXP、Renesas、ST、TI等领先业者都已提供支持HyperBus®接口的MCU,而且未来其新产品亦将持续支持。此外,它的控制接口开发平台已经就绪,Cadence、Synopsys以及Mobiveil也已开始提供HyperBus®内存控制IP,可加速芯片业者的设计时程。这使得与其它的Octal RAM相较,HyperRAM™是应用环境最成熟的。同时,HyperRAM™未来也将规画纳入JEDEC标准规范,成为JEDEC兼容技术。
而在华邦加入HyperRAM™阵营后,将成为继Cypress、ISSI之后的第三家供货商,让客户有更多的选择。
赖韦仲认为,HyperRAM™具备的低脚数、低功耗特性可为IoT装置带来显著的优异特性。随着市场逐渐增温,相信会有更多客户采用此新世代内存。
目前华邦的HyperRAM™产品线状态是,除了32Mb已经进入量产之外,64Mb和128Mb预计第四季及明年第一季也进入量产。此外,产品能以24BGA(车规)、49BGA和KGD形式供应。其中,24BGA尺寸为6x8 mm2,而49BGA尺寸仅4x4 mm2,锁定消费性穿戴市场。
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