基于FPGA的存储解决方案——外部SRAM
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2020-10-23
21:00:49
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基于基于FPGA的存储解决方案的存储解决方案——外部外部SRAM
所谓外部SRAM是指连接在FPGA外部的静态RAM（SRAM）。外部SRAM存储器也有不少种类。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存储器既有优点又有缺点。
所谓外部
优点优点
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，但是略逊于片内存储器。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通常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的速度较片上存储器略低。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
色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。
外部外部SRAM的种类的种类
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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