隨著無鉛技術(shù)在全球的推廣,NV-SRAM成為NVRAM的普遍選擇。本篇文章主要介紹了NV-SRAM與電池供電SRAM(BBSRAM)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)。 BBSRAM是什么? BBSRAM又稱BatRAM,它是嵌入式單封裝中多個芯片和電池元件的組合。電池可以集成在封裝中,同集成在塑料DIPS中相似。還可以將該電池安裝在封裝頂層上,然后機(jī)械地添加一個類似于SOIC中使用的上蓋。按照訪問其他SRAM的方式訪問BBSRAM。當(dāng)供電電壓(VCC)低于指定電壓電平時,內(nèi)部電池將被打開以維持存儲器中的內(nèi)容,直到VCC返回到有效條件為止。 NV-SRAM是什么? 賽普拉斯NV-SRAM是一種快速靜態(tài)RAM(SRAM),且每個存儲器單元中都包含非易失性單元。采用SONOS技術(shù),可以將嵌入式非易失性單元制造成世界上最可靠的非易失性存儲器。SRAM能夠?qū)崿F(xiàn)無限次的讀寫周期,同時獨(dú)立的非易失性數(shù)據(jù)則被存儲在高度可靠的SONOS單元內(nèi)。斷電時通過使用VCAP引腳上連接的小型電容上保存的電荷,將數(shù)據(jù)從SRAM中自動轉(zhuǎn)移到非易失性單元中(自動存儲操作)。加電時數(shù)據(jù)會從非易失性存儲器單元重新存儲到SRAM內(nèi)(加電回讀操作)。“存儲”和“回讀”操作也可以在軟件控制下執(zhí)行。 NV-SRAM的優(yōu)點(diǎn) 同一個多組件的解決方案相比,NV-SRAM是一個單片解決方案,它帶有一個小型的外部電容。因此與BBSRAM解決方案相比,它的優(yōu)點(diǎn)更多。
BBSRAM內(nèi)部 一個BBSRAM包括三個主要組件:標(biāo)準(zhǔn)的SRAM、電壓傳感器和開關(guān)芯片,以及鋰電池。每個BBSRAM模塊都具有一個自帶的鋰電池和控制電路(用于監(jiān)控VCC,以免發(fā)生超出容差范圍)。如果發(fā)生這種情況下鋰電池會自動打開,并且寫保護(hù)功能會被無條件使能,以避免破壞數(shù)據(jù)。可執(zhí)行的寫周期次數(shù)不受限制,并且不需要支持微處理器接口的其他電路。圖1顯示的是BBSRAM的框圖。 圖1.BBSRAM框圖 NV-SRAM內(nèi)部 NV-SRAM技術(shù)就是將SRAM和EEPROM技術(shù)結(jié)合在同一個芯片上。每一個SRAM單元都包含一個非易失性EEPROM元件。在SRAM模式下,存儲器作為普通的靜態(tài)RAM使用,其操作速率則為SRAM速度。在非易失性模式下,SRAM數(shù)據(jù)將從EEPROM并行傳輸/回讀或并行傳輸/回讀到EEPROM內(nèi)。使用SONOS(硅-氧化硅-氮化硅-氧化硅-硅)技術(shù)生產(chǎn)EEPROM可以提供高產(chǎn)量,并且與浮柵加工技術(shù)相比,它需要的掩膜更少。SONOS技術(shù)其他主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在:完善的設(shè)計和生產(chǎn)過程,帶有CMOS微邏輯的良好可積分性,并且低功耗。用戶數(shù)據(jù)的寫入次數(shù)不受限制,因為將這些數(shù)據(jù)寫入到標(biāo)準(zhǔn)SRAM內(nèi)。在產(chǎn)品的使用壽命期間,可以將EEPROM的存儲周期次數(shù)修改為100多萬次。傳輸數(shù)據(jù)時不需要任何電池。當(dāng)將數(shù)據(jù)從SRAM傳輸?shù)紼EPROM內(nèi)所需的電源由外部電容提供時,在斷電期間,將自動進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NV-SRAM還與時鐘邏輯配合使用,用于創(chuàng)建非易失性RTC組件。圖2顯示的是NV-SRAM的框圖。 圖2.NV-SRAM框圖 NV-SRAM與存儲器控制器的典型連接從功能角度來講,在正常工作條件下的NV-SRAM讀/寫操作與獨(dú)立SRAM完全相同。使用并行I/O結(jié)構(gòu),用戶可以方便地存儲數(shù)據(jù)或從地址位設(shè)置所定義的存儲器位置上提取數(shù)據(jù)。子序列存儲器周期可以位于這個位置或其他位置上,發(fā)生的順序是任意的,寫周期次數(shù)不受限制,并且不需要任何額外的支持微處理器接口的電路。 圖3.典型的NV-SRAM連接 當(dāng)VCC下降到低于閾值(VSWITCH)時,賽普拉斯的NV-SRAM會進(jìn)入自動存儲模式,并且通過將DQ總線上拉到高阻抗?fàn)顟B(tài)并忽略在該器件的地址和控制線上所發(fā)生的所有轉(zhuǎn)換,禁止器件上發(fā)生的所有讀/寫操作。 技術(shù)特性曲線比較 除商業(yè)利益外,與nvBBSRAM相比,SRAM還有很多技術(shù)優(yōu)勢。具體包括: •數(shù)據(jù)保留時間和產(chǎn)品使用壽命—數(shù)據(jù)保留時間指的是數(shù)據(jù)存儲環(huán)境開始惡化前數(shù)據(jù)可以存儲多久。產(chǎn)品使用壽命指的是生產(chǎn)某個器件后該器件可以運(yùn)行多久。 •性能 •加電時器件的功能—從功能角度來講,NV-SRAM和BBSRAM對加電要求比較相同: -NV-SRAM將EEPROM中的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)絊RAM內(nèi) -BBSRAM從鋰電源自動切換到VCC電源 •電路板空間 |