nvSRAM - nvSRAM

nvSRAM ist eine Art nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher (NVRAM). nvSRAM erweitert die Funktionalität von Basis-SRAM, indem dem SRAM-Chip ein nichtflüchtiger Speicher wie ein EEPROM hinzugefügt wird . Im Betrieb werden Daten mit Hochgeschwindigkeitszugriff in den SRAM-Abschnitt geschrieben und daraus gelesen; die Daten im SRAM können dann bei Bedarf mit niedrigeren Geschwindigkeiten in den nichtflüchtigen Speicher gespeichert oder aus diesem abgerufen werden.

nvSRAM ist eine der fortschrittlichen NVRAM-Technologien, die den batteriegestützten statischen Direktzugriffsspeicher (BBSRAM) schnell ersetzen, insbesondere für Anwendungen, die batterielose Lösungen und eine langfristige Speicherung bei SRAM-Geschwindigkeiten benötigen. nvSRAMs werden in einer Vielzahl von Situationen eingesetzt: in Netzwerken, in der Luft- und Raumfahrt und in der Medizin, unter anderem, wo die Datenerhaltung kritisch ist und Batterien unpraktisch sind.

nvSRAM ist schneller als EPROM- und EEPROM-Lösungen.

Beschreibung

Beim Lesen und Schreiben von Daten verhält sich ein nvSRAM nicht anders als ein standardmäßiger asynchroner SRAM. Der angeschlossene Prozessor oder Controller sieht eine 8-Bit- SRAM-Schnittstelle und sonst nichts. Die Operation STORE speichert Daten, die sich in einem SRAM-Array befinden, im nichtflüchtigen Teil. Cypress und Simtek nvSRAM haben drei Möglichkeiten, Daten im nichtflüchtigen Bereich zu speichern. Sie sind:

  1. Autoladen
  2. Baumarkt
  3. Software-Shop

Autostore- geschieht automatisch , wenn die Datenhauptspannungsquelle unter der Betriebsspannung des Geräts fällt. Wenn dies auftritt, wird die Leistungssteuerung von V CC auf einen Kondensator geschaltet . Der Kondensator versorgt den Chip lange genug mit Strom, um den SRAM-Inhalt im nichtflüchtigen Teil zu speichern. Der HSB-Pin (Hardware Store Busy) initiiert extern einen nichtflüchtigen Hardwarespeichervorgang. Die Verwendung des HSB-Signals, das einen nichtflüchtigen Hardware-SPEICHER-Zyklus anfordert, ist optional. Ein Softwarespeicher wird durch eine bestimmte Folge von Operationen initiiert. Wenn die definierten Operationen nacheinander ausgeführt werden, wird der Softwarespeicher initiiert.

nvSRAM mit SONOS-Technologie

NvSRAM-SONOS-Technologie

SONOS ist eine MOSFET -Querschnittsstruktur, die in nichtflüchtigen Speichern wie EEPROM und Flash-Speichern verwendet wird . nvSRAM mit SONOS-Technologie ist die Kombination aus SRAM und EEPROM. Die SRAM-Zellen sind eins zu eins mit EEPROM-Zellen gepaart. Die nvSRAMs befinden sich im CMOS-Prozess, wobei die EEPROM-Zellen einen SONOS-Stack aufweisen, um einen nichtflüchtigen Speicher bereitzustellen. nvSRAM kombiniert die Standard-SRAM-Zellen mit EEPROM-Zellen in SONOS-Technologie, um einen schnellen Lese-/Schreibzugriff und 20 Jahre Datenerhalt ohne Strom zu ermöglichen. Die SRAM-Zellen werden eins zu eins mit EEPROM-Zellen gepaart. Die nvSRAMs befinden sich im CMOS-Prozess, wobei die EEPROM-Zellen einen SONOS-Stack aufweisen, um einen nichtflüchtigen Speicher bereitzustellen. Bei normaler Stromversorgung sieht das Gerät ähnlich aus und verhält sich ähnlich wie ein Standard-SRAM. Wenn die Leistung jedoch ausfällt, kann der Inhalt jeder Zelle automatisch in dem über der SRAM-Zelle positionierten nichtflüchtigen Element gespeichert werden. Dieses nichtflüchtige Element verwendet Standard-CMOS-Prozesstechnologie, um die hohe Leistung von Standard-SRAMs zu erzielen. Darüber hinaus ist die SONOS-Technologie äußerst zuverlässig und unterstützt 1 Million STORE-Vorgänge

Der SONOS-Speicher verwendet als Ladungsspeicherschicht eine Isolierschicht wie Siliziumnitrid mit Fallen. Die Fallen im Nitrid fangen die aus dem Kanal injizierten Ladungsträger ein und halten die Ladung zurück. Diese Art von Speicher wird auch als „ Charge Trap Memory “ bezeichnet. Da die Ladungsspeicherschicht ein Isolator ist, ist dieser Speichermechanismus von Natur aus weniger empfindlich gegenüber Tunneloxiddefekten und robuster für die Datenspeicherung. In SONOS wurde der Oxid-Nitrid-Oxid(ONO)-Stapel so konstruiert, dass er die Ladungsfangeffizienz während der Lösch- und Programmiervorgänge maximiert und den Ladungsverlust während der Retention durch Steuerung der Abscheidungsparameter in der ONO-Formation minimiert.

Vorteile der SONOS-Technologie:

  • niedrigere Spannungen für Programmier-/Löschvorgänge im Vergleich zu Floating-Gate-MOSFETs erforderlich
  • Von Natur aus weniger empfindlich gegenüber Tunneloxiddefekten
  • Robuste Datenaufbewahrung

Anwendungen

Vergleiche mit anderen Arten von Erinnerungen

nvSRAM BBSRAM Ferroelektrischer RAM Magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher
Technik Verfügt über nichtflüchtige Elemente zusammen mit Hochleistungs- SRAM Hat eine Lithium- Energiequelle für die Stromversorgung, wenn die externe Stromversorgung ausgeschaltet ist Hat einen ferroelektrischen Kristall zwischen zwei Elektroden , um einen Kondensator zu bilden . Das Moment der Atome beim Anlegen eines elektrischen Feldes wird verwendet, um Daten zu speichern Ähnlich wie beim ferroelektrischen RAM, jedoch richten sich die Atome in Richtung einer äußeren Magnetkraft aus . Dieser Effekt wird verwendet, um Daten zu speichern
Vorratsdatenspeicherung 20 Jahre 7 Jahre, abhängig von Batterie- und Umgebungstemperatur 10 Jahre 20 Jahre
Ausdauer Unbegrenzt Begrenzt 10 10 bis 10 14 10 8
Speichermechanismus Autostore initiiert, wenn V CC- Abschaltung erkannt wird Chip-Enable muss auf High-Logik gehalten werden, um unbeabsichtigtes Lesen/Schreiben zu verhindern Statischer Betrieb. Die Daten werden nur im nichtflüchtigen Teil gespeichert
Datenwiederherstellung einschalten Nichtflüchtige Daten werden automatisch im SRAM bereitgestellt SRAM schaltet von Batterie auf V CC um
Substitution mit SRAM nvSRAM kann SRAM mit geringfügigen Änderungen der Platine ersetzen, um einen externen Kondensator hinzuzufügen Die Bereitstellung für die Batterie erfordert eine Neugestaltung der Platine, um eine größere Größe für die Batterie unterzubringen Einige Teile sind Pin-to-Pin-kompatibel mit bestehenden SRAMs Pin-to-Pin-kompatibel mit bestehenden SRAMs
Löten Standard- SMT verwendet Reflow-Löten kann nicht mit eingelegter Batterie durchgeführt werden, da Batterien explodieren können Standard-SMT verwendet
Geschwindigkeit (am besten) 15–45 ns 70–100 ns 55 ns 35 ns

Verweise

Externe Links