對(duì)于眾多嵌入式應(yīng)用——特別是那些需要更大容量存儲(chǔ)，要求設(shè)計(jì)上要具有靈活性、設(shè)計(jì)中可選用多種存儲(chǔ)器，并且更長(zhǎng)使用壽命的應(yīng)用來說，DRAM存儲(chǔ)器模組是一種極佳的選擇。本文對(duì)如何選擇最佳的存儲(chǔ)器模組及所考慮的協(xié)調(diào)方案進(jìn)行了介紹。
組件還是模組？
模組很少在僅需要一個(gè)或兩個(gè)DRAM組件的嵌入式應(yīng)用中采用。通常，在僅需要8到64MB存儲(chǔ)器的系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)考慮采用組件；128MB以上的存儲(chǔ)器則應(yīng)考慮使用模組。
之所以采用模組有許多理由。某些設(shè)計(jì)可有多種變化形式，要求采用不同的內(nèi)存容量。例如，一塊主板在設(shè)計(jì)上可能有兩種變化形式——一種為高性能的設(shè)計(jì)，另一種為低成本低性能的設(shè)計(jì)。高性能的設(shè)計(jì)要求采用512MB存儲(chǔ)器，而低成本的設(shè)計(jì)則采用256MB的存儲(chǔ)器。這在設(shè)計(jì)上通過采用可適應(yīng)多種模組密度的一個(gè)模組和連接器即可實(shí)現(xiàn)。
例如，最小的DDR1 組件為128Mb 或16MB (詳見表1)。
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表1：組件密度與內(nèi)存技術(shù)的關(guān)系。 |
DRAM 行業(yè)經(jīng)常提供若干種不同的模組執(zhí)行同樣或類似的功能。為提高設(shè)計(jì)靈活性，增加設(shè)計(jì)中的可選產(chǎn)品，設(shè)計(jì)人員應(yīng)能在設(shè)計(jì)中靈活采用多種模組類型。一個(gè)實(shí)際的例子便是設(shè)計(jì)中采用不同的DRAM封裝類型。某些DRAM模組或采用TSOP封裝或采用FBGA DRAM封裝。當(dāng)在設(shè)計(jì)中采用某一模組類型時(shí)，為了能盡可能地使其設(shè)計(jì)在產(chǎn)品選用上具有靈活性，設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)應(yīng)既能適應(yīng)基于TSOP封裝的模組，同時(shí)還能適應(yīng)基于FBGA封裝的模組。
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表2：基本 DRAM 模組類型。 |
另一個(gè)例子類似DDR1 512MB不帶緩存的DIMM模組——兩個(gè)模組內(nèi)存容量相同，但使用不同的組件。該模組有兩種類型——一種為8芯片采用512Mb組件，另一種類型為16 芯片采用256Mb組件。同樣，設(shè)計(jì)人員如果在設(shè)計(jì)上能夠適應(yīng)這兩種模組則可增加在緊缺的市場(chǎng)中購買到其設(shè)計(jì)中所選用模組的可能性。
這種做法的最后一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可增加設(shè)計(jì)產(chǎn)品的使用壽命。許多嵌入式設(shè)計(jì)解決方案的產(chǎn)品或支持壽命超過五年。如果這種解決方案中所采用的一個(gè)模組不再被普遍采用，則設(shè)計(jì)人員可使用不同的模組，而不必重新設(shè)計(jì)母板，因此可顯著延長(zhǎng)項(xiàng)目的壽命。
選擇DRAM
在選擇具體的DRAM模組之前，設(shè)計(jì)人員必須確定采用哪種存儲(chǔ)器技術(shù)：?jiǎn)伪稊?shù)據(jù)速率(SDR)、雙倍數(shù)據(jù)速率( DDR )，還是雙倍數(shù)據(jù)速率2 ( DDR2 )等。選擇通常受到存儲(chǔ)器控制器、帶寬、項(xiàng)目壽命、成本和DRAM技術(shù)的期望使用壽命等因素的限制。
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圖1：各種DRAM技術(shù)的最大帶寬。 |
圖1中顯示了設(shè)計(jì)中普遍采用的各種DRAM技術(shù)的帶寬。高性能的設(shè)計(jì)方案通常局限于采用能夠滿足性能要求的DDR1或DDR2技術(shù)。
供選擇的模組類型
市場(chǎng)上有一些大批量生產(chǎn)的基本DRAM模組類型。由于每種存儲(chǔ)器類型在市場(chǎng)上都受到數(shù)量不同的大批量生產(chǎn)支持(見表格2)，因此這些模組是設(shè)計(jì)中極好的選擇。如果可能的話，嵌入式設(shè)計(jì)人員可利用其大批量應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，使用這些符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器模組。
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圖2：DIMM 模組及其固定在內(nèi)存插槽上實(shí)例。 |
DIMM：雙重嵌入式內(nèi)存模組或稱DIMM是可設(shè)計(jì)中可采用的生產(chǎn)量最大的內(nèi)存模組。這些模組主要應(yīng)用于生產(chǎn)量最大的那部分計(jì)算機(jī)——桌面計(jì)算機(jī)中。這些模組符合JEDEC和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且市場(chǎng)供應(yīng)穩(wěn)定。
有趣的是我們注意到雖然DIMM很早之前就已有了，但這種模組的基本寬度在此期間卻沒有發(fā)生改變(120.65mm)。這種大小的寬度或模組尺寸規(guī)格極為普遍，它較好地平衡了模組尺寸及優(yōu)化存儲(chǔ)器密度之間存在的矛盾。
由于不同的存儲(chǔ)器技術(shù)在功能上彼此之間相互不兼容，因此應(yīng)用中不混合使用不同的模組十分重要。幸運(yùn)的是，在模組設(shè)計(jì)中通過在模組內(nèi)放入凹口卻可以在應(yīng)用中混合使用不同的模組。 只有DDR2模組能插入DDR2內(nèi)存槽(圖2)。
當(dāng)設(shè)計(jì)不受空間嚴(yán)格限制并且一個(gè)存儲(chǔ)信道僅需要1或2個(gè)模組時(shí)，選擇DIMM較為理想。
SODIMM：標(biāo)準(zhǔn)的DIMM在桌面計(jì)算機(jī)應(yīng)用經(jīng)常使用，但對(duì)筆記本電腦或者其它移動(dòng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用來說體積太大。這些應(yīng)用要求采用尺寸最小的內(nèi)存模組，而不需要使用最大容量的存儲(chǔ)器。SODIMM的模組面積減少為幾乎為DIMM一半大小，可以滿足這種要求。
SODIMM 內(nèi)存模組大多采用x16組件，而DIMM模組則經(jīng)常采用x8組件。這兩種模組具有相同的64位數(shù)據(jù)總線帶寬。因此，DIMM的內(nèi)存存取相當(dāng)于開啟8個(gè)內(nèi)存組件，而SODIMM的內(nèi)存存取則相當(dāng)于開啟4個(gè)組件。在PC應(yīng)用中，當(dāng)大多數(shù)應(yīng)用激活DRAM或使之處于工作模式下不超過周期值的3%到5%時(shí)，通常不會(huì)明顯降低能耗。不管是一般應(yīng)用或末端應(yīng)用，SODIMM和DIMM在空閑模式下的能耗不存在什么不同。
