nvSRAM - nvSRAM

nvSRAM je typ energeticky nezávislé paměti NVRAM. nvSRAM rozšiřuje funkčnost základních SRAM přidáním energeticky nezávislého úložiště, jako je EEPROM, na čip SRAM. Za provozu jsou data zapisována a čtena z části SRAM s vysokorychlostním přístupem; data v SRAM pak lze v případě potřeby ukládat do energeticky nezávislého úložiště nebo je z něj načítat nižší rychlostí.

nvSRAM je jednou z pokročilých technologií NVRAM, které rychle nahrazují statickou paměť s libovolným přístupem (BBSRAM) zálohovanou bateriemi, zejména pro aplikace, které vyžadují řešení bez baterií a dlouhodobé uchování rychlostí SRAM. Moduly nvSRAM se používají v celé řadě situací: síťové, letecké a lékařské, mimo jiné v mnoha jiných, kde je zachování dat kritické a kde baterie jsou nepraktické.

nvSRAM je rychlejší než řešení EPROM a EEPROM.

Popis

Při čtení a zápisu dat nvSRAM nepůsobí jinak než standardní asynchronní SRAM. Připojený procesor nebo řadič vidí 8bitové rozhraní SRAM a nic jiného. Operace STORE ukládá data, která jsou v poli SRAM v energeticky nezávislé části. Cypress a Simtek nvSRAM mají tři způsoby ukládání dat v energeticky nezávislé oblasti. Oni jsou:

  1. automatické uložení
  2. železářství
  3. obchod se softwarem

Automatické ukládání proběhne automaticky, když zdroj dat hlavního napětí klesne pod provozní napětí zařízení. Když k tomu dojde, řízení výkonu se přepne z V CC na kondenzátor . Kondenzátor bude napájet čip dostatečně dlouho na to, aby obsah SRAM uložil do energeticky nezávislé části. Pin HSB (Hardware Store Busy) externě iniciuje energeticky nezávislou operaci hardwarového úložiště. Použití signálu HSB, který vyžaduje energeticky nezávislý cyklus STORE, je volitelný. Softwarový obchod je zahájen určitou sekvencí operací. Když jsou definované operace prováděny postupně, spustí se úložiště softwaru.

nvSRAM s technologií SONOS

Technologie NvSRAM-SONOS

SONOS je průřezová struktura MOSFET používaná v energeticky nezávislé paměti, jako je EEPROM a flash paměti . nvSRAM postavený na technologii SONOS je kombinací SRAM a EEPROM. Buňky SRAM jsou spárovány jedna s jednou s buňkami EEPROM. Jednotky nvSRAM jsou v procesu CMOS, přičemž buňky EEPROM mají zásobník SONOS, který poskytuje energeticky nezávislé úložiště. nvSRAM kombinuje standardní buňky SRAM s buňkami EEPROM v technologii SONOS a poskytuje rychlý přístup pro čtení/zápis a 20 let uchovávání dat bez napájení. Buňky SRAM jsou spárovány jedna ku jedné s buňkami EEPROM. Jednotky nvSRAM jsou v procesu CMOS, přičemž buňky EEPROM mají zásobník SONOS, který poskytuje energeticky nezávislé úložiště. Když je připojeno normální napájení, zařízení vypadá a chová se podobným způsobem jako standardní SRAM. Když však dojde k výpadku napájení, obsah každé buňky lze automaticky uložit do energeticky nezávislého prvku umístěného nad buňkou SRAM. Tento energeticky nezávislý prvek používá standardní procesní technologii CMOS k získání vysokého výkonu standardních SRAM. Technologie SONOS je navíc vysoce spolehlivá a podporuje 1 milion operací STORE

Paměť SONOS používá jako vrstvu pro ukládání náboje izolační vrstvu, jako je nitrid křemíku, s pastmi. Pasti v nitridu zachycují nosiče vstříknuté z kanálu a zadržují náboj. Tento typ paměti je také známý jako „ Charge Trap Memory “. Vzhledem k tomu, že vrstva pro ukládání náboje je izolátor, je tento úložný mechanismus ze své podstaty méně citlivý na defekty oxidů tunelu a je odolnější pro uchovávání dat. V systému SONOS je zásobník Oxid-Nitrid-Oxid (ONO) navržen tak, aby maximalizoval účinnost zachycování náboje během operací mazání a programu a minimalizoval ztrátu náboje během retence řízením parametrů ukládání ve formaci ONO.

Výhody technologie SONOS:

  • nižší napětí požadované pro operace programování/mazání ve srovnání s MOSFETem s plovoucí bránou
  • Přirozeně méně citlivý na defekty oxidů tunelu
  • Robustní uchovávání dat

Aplikace

Srovnání s jinými typy vzpomínek

nvSRAM BBSRAM Feroelektrická RAM Magnetorezistivní paměť s náhodným přístupem
Technika energeticky nezávislé prvky spolu s vysoce výkonným SRAM externí zdroj energie lithia pro napájení, když je externí napájení vypnuté feroelektrický krystal mezi dvěma elektrodami za vzniku kondenzátoru . K ukládání dat slouží moment atomů při aplikaci elektrického pole Podobně jako feroelektrická RAM, ale atomy se vyrovnávají ve směru vnější magnetické síly . Tento efekt se používá k ukládání dat
Uchování dat 20 let 7 let, v závislosti na baterii a okolní teplotě 10 let 20 let
Vytrvalost Neomezený Omezený 10 10 až 10 14 10 8
Mechanismus uložení Automatické ukládání se spustí, když je detekováno vypnutí V CC Povolení čipu musí být udržováno na vysoké logice, aby se zabránilo neúmyslnému čtení/zápisu Statický provoz. Data jsou uložena pouze v energeticky nezávislé části
Zapněte obnovení dat Energeticky nezávislá data jsou automaticky dostupná v paměti SRAM SRAM přepne z baterie na V CC
Náhrada za SRAM nvSRAM lze nahradit SRAM drobnou úpravou desky pro přidání externího kondenzátoru Zajištění baterie vyžaduje přepracování desky tak, aby vyhovovala větší velikosti baterie Některé části jsou pin-to-pin kompatibilní se stávajícími SRAM Pin-to-pin kompatibilní se stávajícími SRAM
Pájení Používá se standardní SMT Reflow pájku nelze provést s nainstalovanou baterií, protože baterie mohou explodovat Používá se standardní SMT
Rychlost (nejlepší) 15–45 ns 70–100 ns 55 ns 35 ns

Reference

externí odkazy