有很多原因。

首先，內存佔用了大量的矽片區域。這意味著增加RAM的數量將直接增加芯片的矽面積，從而增加成本。更大的矽面積對價格產生“雙重打擊”：更大的芯片意味著每個晶圓的芯片數量減少，尤其是在邊緣附近；更大的芯片意味著每個芯片更容易出現缺陷。

第二個是流程問題。 RAM陣列應該以不同於邏輯的不同方式進行優化，並且不可能通過不同的過程發送同一芯片的不同部分-整個芯片必須以相同的過程製造。有些半導體公司或多或少致力於生產DRAM。不使用CPU或其他邏輯，僅使用DRAM。 DRAM需要面積有效的電容器和極低洩漏的晶體管。製作電容器需要特殊處理。製造低洩漏的晶體管會導致晶體管變慢，這對於DRAM讀出電子設備來說是一個很好的權衡，但是對於構建高性能邏輯來說卻不是那麼好。在微控制器芯片上生產DRAM意味著您需要以某種方式權衡工藝優化。大型RAM陣列也很可能僅由於其面積大，產量下降和成本增加而出現故障。測試大型RAM陣列也很耗時，因此包含大型陣列將增加測試成本。此外，與更專業的微控制器相比，規模經濟進一步降低了獨立RAM芯片的成本。

功耗是另一個原因。許多嵌入式應用受功率限制，因此，許多微控制器被構建為可以置於非常低功耗的睡眠狀態。為了實現極低的功耗睡眠，使用SRAM的原因在於它能夠以極低的功耗保持其內容。電池供電的SRAM可以保持狀態，即使是3V鈕扣電池也可以使用多年。另一方面，DRAM不能保持其狀態超過一秒鐘的時間。電容器是如此之小，以至於少數電子會隧穿並進入基板，或者通過單元晶體管洩漏。為了解決這個問題，必須連續讀出並回寫DRAM。結果，在空閒狀態下，DRAM比SRAM消耗更多的功率。

在另一方面，SRAM位單元比DRAM位單元大得多，因此，如果需要大量內存，DRAM通常是更好的選擇。這就是為什麼使用少量SRAM（kB至MB）作為片上高速緩存存儲器以及大量的片外DRAM（MB至GB）的原因。

已經有一些非常酷的設計技術用於以低成本增加嵌入式系統中可用的RAM數量。其中一些是多芯片封裝，其中包含用於處理器和RAM的獨立管芯。其他解決方案包括在CPU封裝的頂部生產焊盤，以便將RAM芯片堆疊在頂部。該解決方案非常聰明，因為可以根據所需的內存量將不同的RAM芯片焊接到CPU頂部，而無需其他板級路由（內存總線非常寬，佔用了大量的板面積）。請注意，這些系統通常不被視為微控制器。

許多非常小的嵌入式系統無論如何都不需要太多的RAM。如果需要大量RAM，則可能需要使用具有外部DRAM而不是板載SRAM的高端處理器。

內存可能會佔用最大的矽空間，並且使用非常快的RAM易失性-並不斷使用電源來保持其狀態。除非您需要大量RAM，否則它對於許多其他應用程序沒有用。如果嵌入式系統設計人員需要更多的RAM，則只需獲得一個外部RAM芯片，並使用微控制器通常具有的即插即用內存擴展的外圍存儲器接口即可。這就是我認為微控制器通常仍具有合理的板載RAM的原因，因為合理的應用程序代碼和用例場景通常不需要太多。

當您開始使用大型架構時，由於需要在操作系統上完全運行，因此RAM變得非常重要，但是這已經超出了微控制器的領域，進入了嵌入式計算機中，就像這些天在Beaglebone和Raspberri Pi板上看到的那樣。即使在此階段，處理器也是如此復雜且功能如此豐富，以至於它們沒有足夠的空間容納執行任務所需的RAM量，因此，運行它們幾乎需要外部存儲器。

編輯：

作為個人軼事，我最近製作了一個小型自主機器人控制板，旨在將其用於低分辨率計算機視覺，例如運動檢測，對象跟踪和跟踪。我選擇了一個低引腳數的ARM Cortex M3來完成此任務，在查看Atmel選擇的SAM3系列處理器時，我的確選擇了我能找到的最大RAM-因為在這種情況下，我不想購買外部RAM IC由於電路板空間的原因，並且不希望PCB上具有高速RAM存儲器總線的複雜性。在這種情況下，對於我的特定應用程序，如果可能的話，我非常希望可以選擇多100 KB的RAM。我最終只擁有48KB SRAM，但進一步的設計將獲得更高的引腳數封裝，並利用並行數據捕獲外設將8位攝像機像素數據直接路由到外部RAM芯片中。

除了其他答案中提到的優勝之處外，限制RAM的另一個原因是微控制器的體系結構。例如，以Microchip PIC10LF320為例，它只有448個字節的程序（閃存）存儲器和64個字節的RAM。但是，大批量購買可能只花費25英鎊（或更少）。 PIC10指令字的大小有限（12位），使其只能直接尋址128字節的RAM。

我確信那裡還有其他微控制器只有8位地址總線，它們存儲在256字節的RAM中。

但是大多數中端微控制器（甚至具有8位數據路徑的那些微控制器）都具有16位地址總線。這些芯片的主要架構考慮因素是該芯片是使用 Harvard還是 Von Neumann架構。

大多數微控制器使用Harvard架構，該架構具有單獨的16-程序存儲器，RAM和存儲器映射的I / O地址的位地址空間。因此，對於這些，16位地址總線可以訪問多達64K（65,536）字節的RAM。該體系結構仍然存在64K的限制，如果要超過該限制，則必須使用某種分頁。使用分頁程序空間而不是RAM空間更為常見。

使用馮·諾依曼體系結構的微控制器（例如Freescale HCS08系列）在程序存儲器，RAM和內存映射的I / O。為了擁有合理的程序空間，這會將RAM的數量通常限制為4K或8K。同樣，可以使用分頁來增加可用程序或RAM空間。

我已經在微控制器和小型系統上工作了很長時間，我想指出的是，通常只需要很少的RAM。請記住，即使MCU可以完成很多工作，但如今的趨勢是使用比以往更多的MCU，並使用更多的MCU在更大的系統中分配許多任務。這與以下事實結合在一起：與在Windows中進行編程所需的development腫的開發系統不同，MCU開發通常使用經過很好優化的編譯器，大多數情況下使用非常高效的C和C ++源代碼，有時甚至根本沒有OS開銷。儘管您幾乎不需要編寫Windows程序即可在任何設備上顯示名稱，而不會佔用至少數百KB的操作系統資源，但通常可以在LCD顯示器上以MCU少於256字節的方式完成此操作，包括庫和低字節。級別的BIOS支持！

可以肯定的是，還有其他人指出的成本和空間問題。但是這裡的歷史是，如今，新手認為很少的RAM確實比以往任何時候都多了很多，而且MCU需要與之交互的組件和設備一直在變得越來越智能。老實說，最近我在許多MCU應用程序中最大的使用RAM是用於中斷驅動的通信緩衝區，以將MCU釋放給其他任務，而不必擔心丟失數據。但是，不管您相信與否，對於普通的邏輯和計算功能，MCU與其有限的內置RAM和閃存資源都可以很好地匹配，並且您實際上只需很少的錢就能完成 lot 。

請記住，曾有一段時間，著名的視頻遊戲帶有粗糙的圖形，但是複雜的遊戲邏輯（例如“ PAC Man”和“ Space Invaders”）通常是在8K ROMS內完成的，而這些機器上的遊戲機幾乎沒有8或16 KB的RAM！

除了在成本和製造方面的優缺點之外，對片上RAM的需求很少。

我經常使用具有數十kB（16kB，32kB）閃存的微控制器。以及kB範圍（1kB，2kB）的RAM。我經常會用光閃存，而幾乎不會用完RAM。在我的大多數項目中，我都非常接近閃存限制，但通常只需要少於20％的RAM。

大多數非常小的微控制器都有兩種不同的作用：

• 調節和控制：他們必須控制一台機器。即使在復雜的控制器算法（可能佔用數十kB的代碼空間）的情況下，也只需要很少的RAM。您處於物理過程的控制之下，並且具有包含一些物理單元的變量，並且可能包含一些作為循環計數器的變量。不需要更多。

• 數據處理：在極少數情況下，您需要同時存儲大量數據，可以使用外部RAM。幾乎所有現代微控制器都對此提供原生支持。如果您需要一個使用大量內存的簡單程序，則使用小型微控制器和外部RAM而不是高級微控制器將既便宜又小。沒有人生產具有很少端口，小閃存和大RAM的控制器，因為對它們的需求很少。

所有上述原因當然在技術上都是有效和準確的。但是，不要忘記電子產品是業務，而MCU是電子產品行業中競爭最激烈的利基市場之一。

我敢說鏈接價格標籤的實際原因MCU相對於嵌入式SRAM數量的增加主要是市場原因，而不是成本原因：

• 在大多數設計中，最大可達到的時鐘頻率不是限制因素。而是，可用SRAM的數量為。不要誤會我的意思，CPU頻率非常重要，但是，在某個MCU系列細分市場中，通常不會基於最大CPU頻率以不同的價格提供不同的設備型號。另外，閃存程序存儲是另一個關鍵限制因素，但是，我不會過多地關注閃存（該問題專門針對SRAM）。

• 可用的SRAM與您可以嵌入到MCU中的複雜程度直接相關，無論是與第三方庫還是與您自己推出的代碼。因此，根據您的MCU價格進行細分是一個“自然”的指標。對於技術客戶來說可以理解的是，能夠執行更複雜任務（更多SRAM，更多閃存）的MCU的成本更高。價格在這裡反映了MCU的潛在價值（交付能力）。閃存的存儲量通常與SRAM成正比。

• 相反，如果您佔據台式機和移動CPU市場，您通常無法採購特定的閃存。具有許多不同SRAM大小的MCU / CPU。相反，定價模式通常建立在MCU / CPU的執行/性能能力之上：頻率，內核數，電源效率...

因此，首先您必須考慮16 KB或32 KB是巨大的內存，並且當今出售的大多數微控制器都沒有這麼大的RAM。

許多微控制器程序需要10或50字節的記憶。甚至更複雜的東西大多需要數百個字節。第二，請注意，如果您談論的是微控制器RAM，那麼您將談論0級/ 1級緩存。如果您認為Intel Haswell僅具有“ 64 KB”一級緩存，那麼您將重新考慮微控制器的RAM大小。

第三，您可以將任意數量的外部RAM附加到微控制器，尤其是更多

個人而言，我正在開發許多微控制器應用程序，而我從來不需要1 KB的內存，甚至不需要更多的內存。我也從未使用過外部RAM。

如果我們使用ROM（今天的閃存），情況會有所不同，因為您的程序和數據都在ROM中。確實有很多應用程序，因為您有許多數據，因此您需要在外部微控制器上附加外部ROM。

對於此應用程序，您可能需要1 KB RAM。這足以勝任這項工作。但是，您可以為更大的緩衝區使用更多的RAM，以加快USB到Flash的寫入速度。

您現在看到的區別是：典型的PC將所有程序和數據保存在RAM中。因此，它需要大量的RAM。對於微控制器，這些全部在Flash / ROM中。

在設計MCU時，您必鬚麵對在PC上並不重要的條件。

1. 耐久性

   要選擇組件，您無需不一定需要選擇性能最好的和/或性能最高的部件，但已證明在使用數年後仍可正常運行的部件將可用數年，並且可以24/7的年限運行。由於這種情況，如果控制器在市場上已經銷售了好幾年，並且表現良好，那麼與今天的PC標準相比，它似乎具有較差的RAM。但是無論如何，它做得很好，如果工程狀況良好的話，也無需更換。

2. Space

   微處理器單元實際上是微米。您必須將所需的空間減少到最小。當然，您可以在擁有10年曆史的64 KB芯片的相同空間中獲得256 MB的內存。這就是第一點。

3. 價格

   不僅是購買價格，而且還是功耗。如果您的競爭對手只需要25W的功率，您就不想設計一個可以控制入門系統的MCU，該系統需要1000W的功率，當然，在相同質量的情況下購買價格更便宜總是更好。

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