nvSRAM - nvSRAM

nvSRAM - это тип энергонезависимой памяти с произвольным доступом (NVRAM). nvSRAM расширяет функциональные возможности базовой SRAM, добавляя энергонезависимую память, такую ​​как EEPROM, к микросхеме SRAM. В процессе работы данные записываются и считываются из части SRAM с высокоскоростным доступом; затем данные в SRAM могут быть сохранены в энергонезависимой памяти или извлечены из нее на более низких скоростях, когда это необходимо.

nvSRAM - одна из передовых технологий NVRAM, которая быстро заменяет статическую оперативную память с резервным питанием от батареи (BBSRAM), особенно для приложений, которым требуются решения без батареи и длительное хранение на скоростях SRAM. Модули nvSRAM используются в широком диапазоне ситуаций: сетевых, аэрокосмических и медицинских, среди многих других, где сохранение данных имеет решающее значение и где батареи нецелесообразны.

nvSRAM быстрее, чем решения EPROM и EEPROM.

Описание

При чтении и записи данных nvSRAM действует не иначе, как стандартная асинхронная SRAM. Подключенный процессор или контроллер видит 8-битный интерфейс SRAM и ничего больше. Операция STORE сохраняет данные, которые находятся в массиве SRAM, в энергонезависимой части. Cypress и Simtek nvSRAM имеют три способа хранения данных в энергонезависимой области. Они есть:

  1. автосалон
  2. строительный магазин
  3. магазин программного обеспечения

Автосохранение происходит автоматически, когда напряжение основного источника данных падает ниже рабочего напряжения устройства. Когда это происходит, управление мощностью переключается с V CC на конденсатор . Конденсатор будет питать микросхему достаточно долго, чтобы сохранить содержимое SRAM в энергонезависимой части. Вывод HSB (Hardware Store Busy) извне инициирует энергонезависимую операцию магазина оборудования. Использование сигнала HSB, который запрашивает энергонезависимый цикл аппаратного STORE, не является обязательным. Магазин программного обеспечения запускается определенной последовательностью операций. Когда определенные операции выполняются последовательно, запускается магазин программного обеспечения.

nvSRAM с технологией SONOS

NvSRAM-SONOS-технология

SONOS - это поперечная структура полевого МОП-транзистора, используемого в энергонезависимой памяти, такой как EEPROM и флэш-память . nvSRAM, созданный с использованием технологии SONOS, представляет собой комбинацию SRAM и EEPROM. Ячейки SRAM спарены один к одному с ячейками EEPROM. Модули nvSRAM находятся в процессе CMOS, а ячейки EEPROM имеют стек SONOS для обеспечения энергонезависимой памяти. nvSRAM объединяет стандартные ячейки SRAM с ячейками EEPROM в технологии SONOS, чтобы обеспечить быстрый доступ для чтения / записи и 20 лет хранения данных без питания. Ячейки SRAM спарены один к одному с ячейками EEPROM. Модули nvSRAM находятся в процессе CMOS, а ячейки EEPROM имеют стек SONOS для обеспечения энергонезависимой памяти. При подаче нормального питания устройство выглядит и ведет себя аналогично стандартному SRAM. Однако при отключении питания содержимое каждой ячейки может автоматически сохраняться в энергонезависимом элементе, расположенном над ячейкой SRAM. В этом энергонезависимом элементе используется стандартный процесс CMOS для достижения высокой производительности стандартных SRAM. Кроме того, технология SONOS отличается высокой надежностью и поддерживает 1 миллион операций STORE.

Память SONOS использует изолирующий слой, такой как нитрид кремния, с ловушками в качестве слоя накопления заряда. Ловушки в нитриде захватывают носители, инжектированные из канала, и удерживают заряд. Этот тип памяти также известен как « Память с ловушкой заряда» . Поскольку слой накопления заряда является изолятором, этот механизм накопления по своей природе менее чувствителен к дефектам туннельного оксида и более устойчив к сохранению данных. В SONOS стек оксид-нитрид-оксид (ONO) спроектирован так, чтобы максимизировать эффективность захвата заряда во время операций стирания и программирования и минимизировать потерю заряда во время удержания за счет управления параметрами осаждения в пласте ONO.

Преимущества технологии SONOS:

  • более низкие напряжения, необходимые для операций программирования / стирания, по сравнению с MOSFET с плавающим затвором
  • По своей природе менее чувствителен к дефектам туннельного оксида
  • Надежное хранение данных

Приложения

Сравнение с другими типами воспоминаний

nvSRAM BBSRAM Сегнетоэлектрическое ОЗУ Магниторезистивная память с произвольным доступом
Техника Имеет энергонезависимые элементы вместе с высокопроизводительной SRAM. Имеет литиевый источник энергии для питания, когда внешнее питание отключено Между двумя электродами находится сегнетоэлектрический кристалл, образующий конденсатор . Момент атомов по применению электрического поля используется для хранения данных Подобно сегнетоэлектрическому RAM, но атомы выстраиваются в направлении внешней магнитной силы . Этот эффект используется для хранения данных
Хранение данных 20 лет 7 лет, в зависимости от батареи и температуры окружающей среды 10 лет 20 лет
Выносливость Безлимитный Ограничено 10 10 до 10 14 10 8
Механизм магазина Автосохранение запускается при обнаружении отключения питания V CC Разрешение микросхемы должно поддерживаться на высоком логическом уровне, чтобы предотвратить непреднамеренное чтение / запись. Статическая работа. Данные хранятся только в энергонезависимой части.
Восстановление данных при включении Энергонезависимые данные автоматически становятся доступными в SRAM. SRAM переключится с батареи на V CC
Замена на SRAM nvSRAM может быть заменен SRAM с незначительной модификацией платы для добавления внешнего конденсатора Наличие батареи требует изменения конструкции платы, чтобы она соответствовала большему размеру батареи. Некоторые детали по контактам совместимы с существующими SRAM. Контактная совместимость с существующими SRAM
Пайка Используется стандартный SMT Пайка оплавлением не может выполняться с установленной батареей, так как батареи могут взорваться. Используется стандартный SMT
Скорость (лучшая) 15–45 нс 70–100 нс 55 нс 35 нс

использованная литература

внешние ссылки