nvSRAM

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

nvSRAM — это одна из передовых технологий NVRAM, которая быстро заменяет статическую оперативную память с батарейным питанием (BBSRAM), особенно для приложений, которым требуются решения без батареи и долгосрочное хранение на скоростях SRAM. nvSRAM используются в самых разных ситуациях: в сетевых, аэрокосмических, медицинских и многих других. ^[3] там, где сохранение данных имеет решающее значение и где батареи нецелесообразны.

nvSRAM работает быстрее, чем решения EPROM и EEPROM. ^{[ нужна ссылка ]}

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, находящиеся в массиве SRAM, в энергонезависимой части. Cypress и Simtek nvSRAM имеют три способа хранения данных в энергонезависимой области. Они есть:

данных автосохранение: происходит автоматически, когда напряжение источника падает ниже рабочего напряжения устройства. Когда это происходит, управление мощностью переключается VCC _с на конденсатор . Конденсатор будет питать чип достаточно долго, чтобы сохранить содержимое SRAM в энергонезависимой части.
Аппаратный магазин: контакт HSB (Hardware Store Busy) внешне инициирует энергонезависимую операцию аппаратного хранилища. Использование сигнала HSB, который запрашивает энергонезависимый аппаратный цикл STORE, не является обязательным.
хранилище программного обеспечения: инициируется определенной последовательностью операций. Когда определенные операции выполняются последовательно, запускается хранилище программного обеспечения.

nvSRAM с технологией SONOS

SONOS представляет собой поперечную структуру MOSFET , используемую в энергонезависимой памяти, такой как EEPROM и флэш-память . nvSRAM сочетает в себе стандартные ячейки SRAM с ячейками EEPROM по 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, а ячейки EEPROM имеют стек SONOS для обеспечения энергонезависимого хранения. При подаче нормального питания устройство выглядит и ведет себя так же, как стандартное 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 достижения высокой производительности стандартных SRAM. Кроме того, технология SONOS отличается высокой надежностью и поддерживает 1 миллион операций STORE.

Память SONOS ^[5] в качестве слоя хранения заряда используется изолирующий слой, такой как нитрид кремния, с ловушками. Ловушки в нитриде захватывают инжектированные из канала носители и сохраняют заряд. Этот тип памяти также известен как « память-ловушка заряда ». Поскольку слой хранения заряда является изолятором, этот механизм хранения по своей природе менее чувствителен к туннельным оксидным дефектам и более устойчив к сохранению данных. В SONOS стек оксид-нитрид-оксид (ONO) спроектирован так, чтобы максимизировать эффективность улавливания заряда во время операций стирания и программирования, а также минимизировать потерю заряда во время удержания за счет контроля параметров осаждения при формировании ONO.

Преимущества технологии SONOS:

более низкие напряжения, необходимые для операций программирования/стирания, по сравнению с MOSFET с плавающим затвором
По своей сути менее чувствителен к туннельным оксидным дефектам.
Надежное хранение данных

Приложения

Регистрация данных
POS- терминалы/смарт-терминалы
Терминалы могут хранить записи о платежных транзакциях локально для последующей обработки, что снижает задержки и уязвимость к вторжению.
для автомобилей Аварийные боксы
Медицинское оборудование
Высокопроизводительные серверы
Среды, в которых батареи для BBSRAM невозможны
Удаленные устройства, обслуживание которых на месте невозможно.

Сравнение с другими типами воспоминаний

	nvSRAM	ББСРАМ	Сегнетоэлектрическая RAM	Магниторезистивная оперативная память
Техника	Имеет энергонезависимые элементы и высокопроизводительную SRAM.	Имеет литиевый источник энергии для питания, когда внешнее питание выключено.	Имеет сегнетоэлектрический кристалл между двумя электродами, образующий конденсатор . Момент атомов при приложении электрического поля используется для хранения данных.	Похож на сегнетоэлектрическую RAM, но атомы выравниваются 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	Неограниченно во время работы	Ограничено временем автономной работы	10 ¹⁰ до 10 ¹⁴ ^[6]^[7]	10 ⁸ ^[8]
Механизм магазина	Автосохранение запускается при . _VCC обнаружении отключения питания	Разрешение чипа должно поддерживаться на высоком уровне логики, чтобы предотвратить непреднамеренное чтение/запись .	Статическая операция. Данные хранятся только в энергонезависимой части.
Включение восстановления данных	Энергонезависимые данные автоматически становятся доступными в SRAM.	SRAM переключится с аккумулятора на _режим VCC .
Замена на SRAM	SRAM можно заменить на nvSRAM с незначительной модификацией платы для добавления внешнего конденсатора.	Наличие батареи требует перепроектирования платы для размещения батареи большего размера.	Некоторые детали по выводам совместимы с существующими SRAM.	Совместимость по выводам с существующими SRAM
Пайка	Стандартный SMT используется	Пайку оплавлением нельзя выполнять при установленной батарее, поскольку она может взорваться.	Стандартный SMT используется
Скорость (лучшая)	15–45 нс	70–100 нс	55 нс	35 нс

Ссылки

^ Ма, Яньцзюнь; Кан, Эдвин (2017). Нелогические устройства в логических процессах . Спрингер. ISBN 9783319483399 .
^ Се, Юань (2013). Новые технологии памяти: дизайн, архитектура и приложения . Springer Science & Business Media. ISBN 9781441995513 .
^ Компьютерная организация (4-е изд.). [Sl]: МакГроу-Хилл. 1996. ISBN 0-07-114323-8 .
^ https://www.cypress.com/file/46216/download
^ Рамкумар, Кришнасвами; Прабхакар, Венкатараман; Геха, Сэм. «Технология Кипарис СОНОС» . infineon.com . Проверено 30 июня 2021 г.
^ https://www.fujitsu.com/us/Images/MB85R4001A-DS501-00005-3v0-E.pdf . ^{[ пустой URL PDF ]}
^ http://www.cypress.com/file/136476/download
^ «СтекПуть» .

Внешние ссылки

[Ma_2017-1] Ма, Яньцзюнь; Кан, Эдвин (2017). Нелогические устройства в логических процессах . Спрингер. ISBN 9783319483399 .

[Xie_2013-2] Се, Юань (2013). Новые технологии памяти: дизайн, архитектура и приложения . Springer Science & Business Media. ISBN 9781441995513 .

[3] Компьютерная организация (4-е изд.). [Sl]: МакГроу-Хилл. 1996. ISBN 0-07-114323-8 .

[4] ttps://www.cypress.com/file/46216/download

[5] Рамкумар, Кришнасвами; Прабхакар, Венкатараман; Геха, Сэм. «Технология Кипарис СОНОС» . infineon.com . Проверено 30 июня 2021 г.

[6] ttps://www.fujitsu.com/us/Images/MB85R4001A-DS501-00005-3v0-E.pdf . ^{[ пустой URL PDF ]}

[7] ttp://www.cypress.com/file/136476/download

[8] «СтекПуть» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]