nvSRAM
nvSRAM ZMD UL634H256SC

nvSRAM — это тип энергонезависимой памяти с произвольным доступом (NVRAM). [1] [2] nvSRAM расширяет функциональность базовой SRAM, добавляя энергонезависимое хранилище, такое как EEPROM, к чипу SRAM. В процессе работы данные записываются и считываются из части SRAM с высокоскоростным доступом; данные в SRAM затем могут быть сохранены или извлечены из энергонезависимого хранилища на более низких скоростях, когда это необходимо.

nvSRAM — одна из передовых технологий NVRAM, которая быстро заменяет статическую память с произвольным доступом с батарейным питанием (BBSRAM), особенно для приложений, которым требуются решения без батарей и долгосрочное хранение данных на скоростях SRAM. NvSRAM используются в самых разных ситуациях: в сетях, аэрокосмической отрасли, медицине и многих других [3] , где сохранение данных имеет решающее значение, а батареи непрактичны.

nvSRAM быстрее, чем решения EPROM и EEPROM. [ необходима цитата ]

Описание

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

  1. автосохранение: происходит автоматически, когда напряжение источника данных падает ниже рабочего напряжения устройства. Когда это происходит, управление питанием переключается с V CC на конденсатор . Конденсатор будет питать чип достаточно долго, чтобы сохранить содержимое SRAM в энергонезависимой части.
  2. аппаратное хранилище: вывод HSB (Hardware Store Busy) извне инициирует операцию энергонезависимого аппаратного хранилища. Использование сигнала HSB, который запрашивает энергонезависимый аппаратный цикл STORE, необязательно.
  3. хранилище программного обеспечения: инициируется определенной последовательностью операций. Когда определенные операции выполняются последовательно, хранилище программного обеспечения инициируется.

nvSRAM с технологией SONOS

NvSRAM-SONOS-технология

SONOS — это поперечная структура MOSFET, используемая в энергонезависимой памяти, такой как EEPROM и флэш-память. nvSRAM объединяет стандартные ячейки SRAM с ячейками EEPROM в технологии SONOS [4] , чтобы обеспечить быстрый доступ для чтения/записи и 20 лет хранения данных без питания. Ячейки SRAM соединены один к одному с ячейками EEPROM. NvSRAM находятся в процессе CMOS, при этом ячейки EEPROM имеют стек SONOS для обеспечения энергонезависимой памяти. При подаче обычного питания устройство выглядит и ведет себя так же, как стандартная SRAM. Однако при отключении питания содержимое каждой ячейки может автоматически сохраняться в энергонезависимом элементе, расположенном над ячейкой SRAM. Этот энергонезависимый элемент использует стандартную технологию CMOS для получения высокой производительности стандартных SRAM. Кроме того, технология SONOS отличается высокой надежностью и поддерживает 1 миллион операций STORE

Память SONOS [5] использует изолирующий слой, такой как нитрид кремния с ловушками в качестве слоя хранения заряда. Ловушки в нитриде захватывают носители, инжектированные из канала, и сохраняют заряд. Этот тип памяти также известен как « память с ловушками заряда ». Поскольку слой хранения заряда является изолятором, этот механизм хранения по своей природе менее чувствителен к дефектам туннельного оксида и более надежен для сохранения данных. В SONOS стек оксид-нитрид-оксид (ONO) спроектирован так, чтобы максимизировать эффективность улавливания заряда во время операций стирания и программирования и минимизировать потерю заряда во время сохранения путем управления параметрами осаждения при формировании ONO.

Преимущества технологии SONOS:

  • Для операций программирования/стирания требуется меньшее напряжение по сравнению с МОП-транзистором с плавающим затвором
  • По своей природе менее чувствительны к дефектам туннельного оксида
  • Надежное хранение данных

Приложения

Сравнения с другими типами воспоминаний

nvSRAMBBSRAMФерроэлектрическая оперативная памятьМагниторезистивная память с произвольным доступом
ТехникаИмеет энергонезависимые элементы вместе с высокопроизводительной SRAMИмеет литиевый источник энергии для питания при отключении внешнего питания .Имеет сегнетоэлектрический кристалл между двумя электродами для формирования конденсатора . Момент атомов при приложении электрического поля используется для хранения данныхПохоже на сегнетоэлектрическую RAM, но атомы выстраиваются в направлении внешней магнитной силы . Этот эффект используется для хранения данных
Хранение данных20 лет7 лет, в зависимости от батареи и температуры окружающей среды10 лет20 лет
ВыносливостьНеограниченно при наличии питанияОграничено сроком службы батареи10 10 до 10 14 [6] [7]10 8 [8]
Механизм магазинаАвтоматическое сохранение запускается при обнаружении отключения питания V CC .Включение чипа должно поддерживаться на высоком логическом уровне, чтобы предотвратить непреднамеренное чтение/запись .Статическая работа. Данные хранятся только в энергонезависимой части.
Восстановление данных при включении питанияЭнергонезависимые данные автоматически становятся доступными в SRAM.SRAM переключится с батареи на V CC .
Замена на SRAMnvSRAM можно заменить на SRAM, внеся незначительные изменения в плату и добавив внешний конденсатор.Для установки аккумулятора требуется перепроектировать плату, чтобы обеспечить больший размер аккумулятора.Некоторые детали совместимы по выводам с существующими модулями SRAM.Совместимость по выводам с существующими модулями SRAM
ПайкаИспользуется стандартный SMTПайку оплавлением нельзя выполнять при установленной батарее, так как она может взорваться.Используется стандартный SMT
Скорость (лучшая)15–45 нс70–100 нс55 нс35 нс

Ссылки

  1. ^ Ма, Яньцзюнь; Кан, Эдвин (2017). Нелогические устройства в логических процессах. Springer. ISBN 9783319483399.
  2. ^ Xie, Yuan (2013). Новые технологии памяти: дизайн, архитектура и приложения. Springer Science & Business Media. ISBN 9781441995513.
  3. ^ Организация компьютеров (4-е изд.). [Sl]: McGraw-Hill. 1996. ISBN 0-07-114323-8.
  4. ^ https://www.cypress.com/file/46216/download
  5. ^ Рамкумар, Кришнасвами; Прабхакар, Венкатараман; Геха, Сэм. «Технология Кипарис СОНОС». infineon.com . Проверено 30 июня 2021 г.
  6. ^ https://www.fujitsu.com/us/Images/MB85R4001A-DS501-00005-3v0-E.pdf [ пустой URL-адрес PDF ]
  7. ^ http://www.cypress.com/file/136476/download
  8. ^ "StackPath". 21 марта 2018 г.
  • сайт продукта nvSRAM | Cypress Semiconductor
  • APP2372: Сравнение NV SRAM с батарейным питанием и NOVRAM | Maxim Integrated
  • MRAM заменяет nvSRAM | Everspin Technologies Inc.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NvSRAM&oldid=1263986266"