實(shí)時(shí)處理大帶寬數(shù)據(jù)的快速壓縮和存儲(chǔ)，是下一代高吞吐量衛(wèi)星服務(wù)所必需的。問(wèn)題是如何找到一款合適的有足夠容量、速度和可靠性的宇航級(jí)大容量存儲(chǔ)器。

SDRAM是一種快速大容量的半導(dǎo)體技術(shù)，它由單元的邏輯陣列和基本的存儲(chǔ)元件組成，每個(gè)存儲(chǔ)元件都包括一個(gè)電容和一個(gè)FET組成的控制門(mén)電路。每個(gè)單元存儲(chǔ)一個(gè)比特，下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的4比特存儲(chǔ)器。每一行的電壓控制晶體管的通斷，并對(duì)相關(guān)的電容充電或放電。在每個(gè)所需的“字線(xiàn)”充電之后，列選擇器選擇對(duì)應(yīng)的電容，準(zhǔn)備接下來(lái)的讀/寫(xiě)操作。由于自放電效應(yīng)，這些單元必須周期性刷新，包括讀和數(shù)據(jù)寫(xiě)回的操作。

對(duì)于防輻射性能，DDR4T04G72的SEL閾值超過(guò)60.8 MeV.cm2/mg，SEU和SEFI的閾值分別是8.19和2.6 MeV.cm2/mg，目標(biāo)100 krad(Si)TID免疫。

SDRAM架構(gòu)包含許多存儲(chǔ)單元，這些存儲(chǔ)單元組成行和列的二維陣列。要選擇某一個(gè)比特，需首先確定對(duì)應(yīng)的行，然后確定對(duì)應(yīng)的列。當(dāng)對(duì)應(yīng)的行開(kāi)啟時(shí)，可以訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)列，從而提高連續(xù)讀/寫(xiě)的速度并降低延遲。

為了增加字容量，存儲(chǔ)器使用多個(gè)陣列，這樣當(dāng)需要進(jìn)行一次讀/寫(xiě)操作時(shí)，存儲(chǔ)器只需要尋址一次訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)陣列中的1個(gè)比特。

為了增加存儲(chǔ)器的整體容量，SDRAM的內(nèi)部結(jié)果還包含多個(gè)bank，這些bank互相交織，進(jìn)一步提高了性能，并可以獨(dú)立尋址。

當(dāng)需要執(zhí)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，首先存儲(chǔ)器控制器發(fā)出ACTIVE命令，激活對(duì)應(yīng)的行和bank。操作執(zhí)行完畢后，PRECHARGE命令關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)bank中的一個(gè)對(duì)應(yīng)的行。除非之前的行被關(guān)閉，否則無(wú)法打開(kāi)新的行。

SDRAM的操作通過(guò)如下的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)：片選(CS)、數(shù)據(jù)屏蔽(DQM)、寫(xiě)使能(WE)、行地址選通(RAS)和列地址選通(CAS)。后面的三個(gè)信號(hào)決定發(fā)出哪個(gè)命令，如下表所示：

DDR3型SDRAM的外部總線(xiàn)速度是DDR2雙倍I/O傳送速率的兩倍，使用8n預(yù)讀取架構(gòu)。它的內(nèi)部數(shù)據(jù)路徑的寬度是8比特，而DDR2是4比特。DDR3的時(shí)鐘頻率可設(shè)置成DDR2的一半，實(shí)現(xiàn)相同的傳輸速度；或相同的速率，實(shí)現(xiàn)雙倍的信息帶寬。

為了實(shí)現(xiàn)下一代高吞吐量衛(wèi)星的服務(wù)，未來(lái)的載荷需要更快、更大容量、更小尺寸和更低功耗的星載存儲(chǔ)器。小衛(wèi)星星座對(duì)尺寸和功耗有更嚴(yán)格的限制，而OEM廠商也需要更大的存儲(chǔ)帶寬實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)用。

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