Die Nachfrage nach nichtflüchtigen Speichern ist maßgeblich auf die kontinuierliche Weiterentwicklung mobiler Geräte zurückzuführen, in denen Speicher mit immer größerer Kapazität eingesetzt werden. Dies sind hauptsächlich Kameras, Smartphones, Tablets und Kameras. Die steigenden Anforderungen des Marktes haben die kontinuierliche Weiterentwicklung der Technologie zur Herstellung von nichtflüchtigen Speichern erzwungen. Das Wesen eines nichtflüchtigen Speichers besteht darin, Daten in Abwesenheit einer Stromquelle zu speichern. Das Vorhandensein von Strom ist jedoch für Datenlese- und -schreiboperationen erforderlich. Sowohl die Firma Microchip als auch die von ihr übernommene Firma Atmel verfügen über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung von nichtflüchtigen Speichern. Der Produktionsprozess erfolgt in eigenen Siliziumfabriken. Fortschrittliche Testverfahren werden verwendet, um das höchste Qualitätsniveau aufrechtzuerhalten. Zum Portfolio des Herstellers gehören auch Speicher mit der AEC-Q100-Qualifikation, was bedeutet, dass sie für den Einsatz in der Automobilindustrie zugelassen sind. Erwähnenswert ist auch die E-Wartung aller auf den Markt gebrachten Speicherchips in der Produktion.
EEPROM-Speicher
EEPROM-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) gehören zur Gruppe der nichtflüchtigen Speicher. Lösungen dieses Typs werden am häufigsten in Anwendungen verwendet, die das Vorhandensein umprogrammierbarer ROM-Bereiche erfordern, insbesondere in Verbindung mit der Speicherung von Systemkonfigurationsdaten. Aufgrund der Schnittstelle können EEPROMs seriell oder parallel sein. Serielle Speicher (24xx-Serie mit I2C-Schnittstelle, 25xx-Serie mit SPI-Schnittstelle, 93xx-Serie mit Microwire-Schnittstelle) werden am häufigsten in DIP- und SOIC-Gehäusen hergestellt. Seine Kapazität beträgt normalerweise mehrere zehn kB. Dank der seriellen Schnittstelle und der geringen Größe und des geringen Strombedarfs werden solche Speicher häufig verwendet, um Daten über die Seriennummer des Geräts oder Konfigurations- und Produktionsdaten zu speichern. Es gibt auch serielle Speicher mit einer vorprogrammierten eindeutigen 48-Bit- oder 64-Bit-Adresse. die als MAC-Adresse des Geräts verwendet werden kann. Parallelspeicher sind die 28xx-Serie.
Beachten Sie, dass es in Bezug auf die Lesefunktionalität und die Umgehungen mit dem EPROM der 27xxx-Serie kompatibel ist. Das Anwendungsspektrum von EEPROM-Speichern umfasst hauptsächlich seine Präsenz in der Industrieelektronik: Messgeräte und Steuerungssysteme, Schutz- und Alarmsysteme, Sensoren und Batterieladegeräte. Sie können sie auch auf IoT-Geräten finden. EEPROM-Speicher werden auch in medizinischen Geräten und im Automobilbereich verwendet. EEPROM-Speicher sind auch nicht ohne Unterhaltungselektronik, dh Computerhardware, Unterhaltungselektronik und Haushaltsgeräte. Die Unterstützung von Microchip bei der Produktion von EEPROM-Speicherchips, die mit der ältesten Technologie hergestellt werden – 1.2 μm – 0.7–0.5–4.4–0.25–0.18–0 μm – spielt eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Kontinuität der Geräteproduktion. Die Entwicklungsrichtung von EEPROM-Speichern umfasst hauptsächlich die Reduzierung des Leistungsbedarfs und die Einführung der Bedienung neuer Schnittstellen. Erwähnenswert ist hier der asynchrone UNI/O-Bus, der 13 von Microchip entwickelt wurde (Serie 2008xx). Es basiert auf einer bidirektionalen SCIO-Datenleitung (Single Connection I/O) und stellt insgesamt 11 Ausgänge zur Verfügung, die den Einsatz von SOT3- und TO23-Gehäusen ermöglichen. Die neueste Lösung sind Speicher mit Single-Wire-Schnittstelle (Serie 92CS), bei denen das System über eine bidirektionale Datenleitung mit Strom versorgt wird, wodurch die Anzahl der Systempins auf zwei (SI/O + GND) reduziert wird.
FLASH-Erinnerungen
Nichtflüchtige FLASH-Speicher im Vergleich zu EEPROM-Speichern zeichnen sich durch kürzere Lese- und Schreibzeiten aus, was jedoch mit der fehlenden Schreib- und Lesefähigkeit einzelner Bytes einhergeht. Das Lesen und Schreiben erfolgt dabei in größeren Speicherbereichen, den sogenannten Pages (128/256 Bytes). Von Microchip angebotene Flash-Speicher verfügen entweder über eine parallele Schnittstelle (SST39-Serie) oder eine serielle Schnittstelle (SPI bei der SST25-Serie, SQI bei der SST26-Serie). Wichtige Parameter von Flash-Speichern sind: Speicherkapazität (4 Mbit), Betriebsfrequenz (z. B. 40 MHz), Betriebsspannung (z. B. 2.3 – 3.6 V), Gehäusetyp (z. B. TDFN8), Bestückungsmethode (z. B. SMD ) und Arbeitstemperatur (zB -40-85°C). Erwähnenswert ist die in den Systemen verwendete SuperFlash-Technologie, die einen geringen Stromverbrauch bei sehr kurzer Datenlöschung gewährleistet. Die SQI-Schnittstelle wiederum sorgt für eine schnelle Datenübertragung bei minimaler Anzahl von Pins.
EERAM-Erinnerungen
EERAM ist eine schnelle Verbindung von SRAM-Speicher (Static Random-Access Memory) und nichtflüchtigem EEPROM-Speicher, der eine Kopie des SRAM-Speichers (I2C, 47x-Serie) speichert. Durch eine solche Verbindung kann bei Stromproblemen der Cache-Inhalt aus einem Backup wiederhergestellt werden. Daher ist der EERAM-Speicher auf einen externen Kondensator angewiesen, der für die Zeit, die zum Kopieren des Speicherinhalts erforderlich ist, eine Backup-Energiequelle darstellt. Erwähnenswert ist die Ähnlichkeit von NVSRAM-Systemen (Non-volatile Static Random-Access Memory – 23XX series), die auch die Funktion haben, den RAM-Inhalt zu erhalten. Der Unterschied besteht darin, dass für ihre ordnungsgemäße Funktion das Vorhandensein einer zusätzlichen Stromquelle erforderlich ist - eine Batterie oder Batterie, die im Fall des EERAM-Speichers unnötig ist und sich auf die Produktionskosten des Geräts auswirkt. Es ist wichtig zu beachten, dass die Anzahl der Operationen zum Speichern und Lesen von Daten unbegrenzt ist.
Je nach Bedarf der Anwendung wird EERAM-Speicher mit einer Kapazität von 4kb oder 16kb gewählt. Während der Arbeit ist die interne Logik dafür verantwortlich, den Zustand der Stromversorgung in Echtzeit zu überwachen. Dadurch wird jeder Stromausfall und -abfall unter Berücksichtigung der angenommenen Schwelle (Vtrip) erkannt. Wenn einer dieser Zustände erkannt wird, beginnt das Kopieren des Inhalts des SRAM in das EEPROM. Wichtig ist hier der externe Kondensator, der an die Vcap-Schaltung des Systems angeschlossen ist. Wenn die Versorgungsspannung wieder über dem Vtrip-Pegel liegt, wird der EEPROM-Inhalt in das SRAM kopiert. Hervorzuheben ist, dass der SRAM-Inhalt jederzeit durch Aktivierung des Programms wiederhergestellt werden kann. Zusammenfassend sind EERAM-Speicher perfekt für den Einsatz in Anwendungen geeignet, bei denen eine häufige und schnelle Aktualisierung des Inhalts der Speicherzellen erforderlich ist, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die dort gespeicherten Daten im Falle eines Stromausfalls erhalten bleiben. Daher sind sie ideal in Messelektronik (Strom, Gas, Flüssigkeiten), Industrie- und Unterhaltungselektronik (POS-Zahlungsterminals, Informationskioske, Drucker) und Automobillösungen (Datenlogger, Sensoren) zu finden.
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