nvSRAM - nvSRAM
nvSRAM to rodzaj nieulotnej pamięci o dostępie swobodnym (NVRAM). nvSRAM rozszerza funkcjonalność podstawowej pamięci SRAM, dodając nieulotną pamięć masową, taką jak EEPROM, do układu SRAM. Podczas pracy dane są zapisywane i odczytywane z części SRAM z szybkim dostępem; dane w pamięci SRAM mogą być następnie przechowywane lub pobierane z nieulotnej pamięci masowej w razie potrzeby przy niższych prędkościach.
nvSRAM to jedna z zaawansowanych technologii NVRAM, która szybko zastępuje statyczną pamięć o dostępie swobodnym (BBSRAM) z podtrzymaniem bateryjnym, szczególnie w przypadku aplikacji, które wymagają rozwiązań bezbateryjnych i długoterminowego przechowywania przy prędkościach SRAM. nvSRAM są używane w wielu sytuacjach: sieci, lotnictwo i medycyna, między innymi tam, gdzie zachowanie danych ma kluczowe znaczenie, a baterie są niepraktyczne.
nvSRAM jest szybszy niż rozwiązania EPROM i EEPROM.
Opis
Podczas odczytu i zapisu danych nvSRAM działa nie inaczej niż standardowa asynchroniczna SRAM. Dołączony procesor lub kontroler widzi 8-bitowy interfejs SRAM i nic więcej. Operacja STORE przechowuje dane znajdujące się w tablicy SRAM w części nieulotnej. Cypress i Simtek nvSRAM mają trzy sposoby przechowywania danych w obszarze nieulotnym. Oni są:
- Sklep samochodowy
- sklep z narzędziami
- sklep z oprogramowaniem
Autostore odbywa się automatycznie, gdy główne źródło napięcia danych spadnie poniżej napięcia roboczego urządzenia. Gdy to nastąpi, sterowanie mocą jest przełączane z V CC na kondensator . Kondensator będzie zasilał chip wystarczająco długo, aby przechowywać zawartość SRAM w nieulotnej części. Pin HSB (Hardware Store Busy) inicjuje zewnętrznie nieulotną operację magazynu sprzętu. Użycie sygnału HSB, który żąda nieulotnego cyklu STORE sprzętowego, jest opcjonalne. Magazyn oprogramowania jest inicjowany przez określoną sekwencję operacji. Gdy zdefiniowane operacje są wykonywane po kolei, inicjowana jest składnica oprogramowania.
nvSRAM z technologią SONOS
SONOS to przekrojowa struktura MOSFET stosowana w pamięciach nieulotnych, takich jak EEPROM i pamięci flash . nvSRAM zbudowany w technologii SONOS to połączenie SRAM i EEPROM. Komórki SRAM są sparowane jeden do jednego z komórkami EEPROM. nvSRAM są w procesie CMOS, przy czym komórki EEPROM mają stos SONOS zapewniający nieulotną pamięć masową. nvSRAM łączy standardowe komórki SRAM z komórkami EEPROM w technologii SONOS, aby zapewnić szybki dostęp do odczytu/zapisu i 20 lat przechowywania danych bez zasilania. Komórki SRAM są sparowane jeden-do-jednego z komórkami EEPROM. nvSRAM są w procesie CMOS, przy czym komórki EEPROM mają stos SONOS zapewniający nieulotną pamięć masową. Przy normalnym zasilaniu urządzenie wygląda i zachowuje się podobnie jak standardowa pamięć SRAM. Jednak w przypadku zaniku zasilania zawartość każdej komórki może być automatycznie przechowywana w nieulotnym elemencie umieszczonym nad komórką SRAM. Ten nieulotny element wykorzystuje standardową technologię procesu CMOS, aby uzyskać wysoką wydajność standardowych pamięci SRAM. Ponadto technologia SONOS jest wysoce niezawodna i obsługuje 1 milion operacji STORE
Pamięć SONOS wykorzystuje warstwę izolacyjną, taką jak azotek krzemu z pułapkami, jako warstwę magazynującą ładunek. Pułapki w azotku wychwytują nośniki wtryskiwane z kanału i zatrzymują ładunek. Ten typ pamięci jest również znany jako „ Pamięć pułapki ładowania ”. Ponieważ warstwa przechowywania ładunku jest izolatorem, ten mechanizm przechowywania jest z natury mniej wrażliwy na defekty tlenków tunelu i jest bardziej odporny na przechowywanie danych. W SONOS stos Oxide-Nitride-Oxide (ONO) został zaprojektowany tak, aby zmaksymalizować wydajność wychwytywania ładunku podczas operacji kasowania i programowania oraz zminimalizować utratę ładunku podczas utrzymywania poprzez kontrolowanie parametrów osadzania w formacji ONO.
Zalety technologii SONOS:
- niższe napięcia wymagane do operacji programu/kasowania w porównaniu do MOSFET z pływającą bramką
- Z natury mniej wrażliwy na defekty tlenków tunelu
- Solidne przechowywanie danych
Aplikacje
- Rejestracja danych
-
Terminale POS /inteligentne terminale
- Terminale mogą przechowywać lokalnie zapisy transakcji płatniczych w celu późniejszego przetwarzania, zmniejszając opóźnienia i podatność na włamania.
- Skrzynie awaryjne pojazdów silnikowych
- Wyposażenie medyczne
- Wysokiej klasy serwery
- Środowiska, w których baterie do BBSRAM są niewykonalne
- Urządzenia zdalne, w przypadku których obsługa w terenie jest niewykonalna
Porównania z innymi rodzajami wspomnień
nvSRAM | BBSRAM | Ferroelektryczna pamięć RAM | Magnetorezystywna pamięć o dostępie swobodnym | |
---|---|---|---|---|
Technika | Posiada nieulotne elementy wraz z wysokowydajną pamięcią SRAM | Ma litowe źródło energii do zasilania, gdy zewnętrzne zasilanie jest wyłączone; | Posiada kryształ ferroelektryczny pomiędzy dwiema elektrodami tworząc kondensator . Do przechowywania danych wykorzystywany jest moment atomów po przyłożeniu pola elektrycznego | Podobny do ferroelektrycznej pamięci RAM, ale atomy ustawiają się w kierunku zewnętrznej siły magnetycznej . Ten efekt służy do przechowywania danych |
Zatrzymywanie danych | 20 lat | 7 lat, w zależności od baterii i temperatury otoczenia | 10 lat | 20 lat |
Wytrzymałość | Nieograniczony | Ograniczony | 10 10 do 10 14 | 10 8 |
Sklep mechanizm | Autostore inicjowane po wykryciu wyłączenia zasilania V CC | Aktywacja chipa musi być utrzymywana na wysokim poziomie logiki, aby zapobiec niezamierzonemu odczytowi /zapisowi | Operacja statyczna. Dane są przechowywane tylko w części nieulotnej | |
Włącz przywracanie danych | Dane nieulotne są udostępniane automatycznie w SRAM | SRAM przełączy się z akumulatora na V CC | ||
Zastąpienie SRAM | nvSRAM można zastąpić SRAM z niewielką modyfikacją płyty w celu dodania zewnętrznego kondensatora | Zapewnienie baterii wymaga przeprojektowania płyty, aby pomieścić większy rozmiar baterii | Niektóre części są kompatybilne pin-to-pin z istniejącymi pamięciami SRAM | Pin-to-pin kompatybilny z istniejącymi pamięciami SRAM |
Lutowanie | Zastosowano standardowy SMT | Lutowania rozpływowego nie można wykonać z włożoną baterią, ponieważ baterie mogą eksplodować | Zastosowano standardowy SMT | |
Prędkość (najlepsza) | 15–45 ns | 70–100 ns | 55 ns | 35 ns |