Datenspeicherung effizient und sicher
Die Anforderungen an nichtflüchtigen Speicher in Bezug auf Datenschreib- und Zugriffsgeschwindigkeit, Informationsspeicherung und Effizienz (geringer Stromverbrauch) steigen, insbesondere in unternehmenskritischen Anwendungen. Eine voll erprobte Technologie, die auch extremen Anforderungen gerecht wird, ist F-RAM.
Autoren: Chen Wang, Corporate Product Manager Digital von RutronikUnd Zarepour Mahrokh, Senior Regional Marketing Manager und Gabriel Philipp, Director Business Management Distribution EMEA, beide von Infineon
Die Datenerfassung war schon immer ein wesentliches Element in unternehmenskritischen Anwendungen und Umgebungen. Daher wurde es früher verwendet SRAM (statischer Arbeitsspeicher – statischer Direktzugriffsspeicher), der durch eine Batterie gesichert ist, um Informationen zu speichern. Trotz der Tatsache, dass es ein hohes Maß an Sicherheit garantiert, hat SRAM mehrere Nachteile:
- Es werden mehrere Komponenten (Batterie, Power-Management-Controller usw.) benötigt, die ziemlich viel Platz auf der Leiterplatte einnehmen und eine Funktion mit hohem Risiko aufweisen.
- Um eine Überhitzung der Batterie zu vermeiden, wird diese meist nach dem Reflow-Prozess montiert, was letztendlich zu höheren Produktionskosten führt.
- Fahrzeuge und Industrieroboter sind oft Vibrationen ausgesetzt, die dazu führen, dass sich die Steckverbinder, die die Batterien an Ort und Stelle halten, lockern oder lösen. Dies verringert die Zuverlässigkeit des gesamten Systems.
- Auch Batterien müssen während der (langen) Lebensdauer eines typischen Industriefahrzeugs oder Roboters gewartet und ausgetauscht werden.
- Außerdem können Batterien die RoHS-Richtlinien nicht erfüllen und bereiten den Betreibern oft Probleme bei der Entsorgung.
Aus diesen Gründen sind nichtflüchtige Speicher (NVM) wird zunehmend im industriellen Umfeld eingesetzt. Der EEPROM Sie sind normalerweise die erste Option. Sie sind jedoch für bestimmte Anwendungen im Allgemeinen ungeeignet, da sie eine Echtzeitzuverlässigkeit für die Datenerfassung erfordern. Außerdem sind sie nicht besonders effizient: Denken Sie daran, dass ein niedriger Verbrauch ein wesentlicher Faktor ist, da in diesen Anwendungen kontinuierlich Daten gesammelt werden müssen.
Hauptspeicheranforderungen
Aufgrund der Anforderungen der kontinuierlichen Datenerfassung und der Forderung nach langer Lebensdauer müssen Speicher für Industrie und Automotive sowie für das Gesundheitswesen eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer bieten.
La F-RAM (ferroelektrischer Direktzugriffsspeicher – ferroelektrischer Arbeitsspeicher) hat einen höheren Widerstand als EEPROM und speichert – anders als EEPROM selbst – Daten sofort (siehe Tabelle). Es ist effizient und es ist keine zusätzliche Batterie erforderlich, um genügend Energie für die Speicherung im SRAM zu haben. Auch ein Speichercontroller ist nicht erforderlich, was Platz und Geld spart. Die reduzierte Anzahl von Komponenten trägt auch zu einer verbesserten Zuverlässigkeit bei. Ein weiterer Vorteil liegt in der großen Produktvielfalt am Markt, die den Zugriff auf die ideale F-RAM-Lösung für jede Anwendung sicherstellt.
Datenerfassungstrends
Die Trends, die die Datenerfassung in relevanten Anwendungen prägen, sind heute im industriellen Umfeld sowie im Gesundheitswesen und in der Automobilbranche zu beobachten.
La Branchentrend: Designer industrieller Anwendungen müssen wissen, ob die Datenerfassung zentral auf dem Hauptmikrocontroller oder separat auf jedem Motor erfolgen soll. Vorerst verlangen Datenerfassungsanwendungen bis zu 1 MB Speicher im Motor. Von el andere Seite, mit Controllern, ist erforderlich bis zu 16 MB.
Für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie z sechsachsige Robotersteuerungen, die neueste Generation von NVM von Infineon (F-RAM Excelon) bietet eine hohe Speicherdichte und SPI Quad (QSPI), um einen schnellen Datendurchsatz zu gewährleisten. Und für Anwendungen mit geringeren Anforderungen, wie sie zum Beispiel in vorkommen Bewegungssteuerungssysteme mit drei Motorcontrollernumfasst die Serie auch Modelle mit niedrigerer Dichte und einem SPI.
La Trend in der Automobilbranche: On-Board-Car-Systeme benötigen eine kontinuierliche Datenerfassung und müssen bei Stromausfall ohne Verzögerung Informationen von Sensoren erhalten. In rauen Betriebsumgebungen mit hohen Anforderungen an die Anzahl der Lese-/Schreibzyklen und die Datenerhaltung ist es unerlässlich, von einer möglichst stabilen Leistung zu profitieren, die auch effiziente Hochgeschwindigkeitsschnittstellen mit geringer Pinzahl unterstützt. Die F-RAM-Serie Excelon Auto Sie wurden speziell für diesen Zweck entwickelt. Sie erfassen Daten sofort ohne Wartezeit oder zusätzliche Komponenten. Sie unterstützen ein QSPI mit bis zu 108 MHz und haben die Qualifikation AEC-Q100-1, -2 und -3. Damit übertreffen die Speicherkomponenten die Kriterien der funktionalen Sicherheit. Mit 100 Billionen Schreibzyklen, kann ein Excelon-Chip an Bord eines Autos Daten schreiben seit zwanzig Jahren.
La Gesundheitstrend: Verbesserungen bei der Konnektivität und dem Internet der Dinge (IoT) mit Geräten Wearables und Fernüberwachungssysteme für Patienten unterstützen den allmählichen Übergang der Pflege vom Krankenhaus ins Heim. Die „Treiber“ dieser Entwicklung sind die rasch alternde Bevölkerung und steigende Kosten der medizinischen Versorgung, insbesondere in Industrieländern.
Die mobile medizinische Geräte für zu Hause, wie Infusionspumpen oder Herzschrittmacher, ermöglichen Ferntherapien. Dies erfordert jedoch eine deutlich umfangreichere und zuverlässigere Echtzeit-Datenerfassung, um einen effizienten und sicheren Betrieb auch bei einem möglichen Stromausfall zu gewährleisten. Darüber hinaus spielt ein niedriger Verbrauch eine grundlegende Rolle bei der Maximierung der Batterielebensdauer von Geräten.
Dank verzögerungsfreier Schreibfunktionen, praktisch unbegrenzter Lebensdauer und Modi Ultra--niedrig Leistung, Excelon F-RAM-Modelle kreuzen alle Kästchen an (Abb.. 1). Ausgestattet mit der neuesten Kapselung GQFN, bieten auch ein kleines Format – ein besonderer Vorteil für Wearables. Darüber hinaus sind die F-RAM-Zellen von Infineon robust genug, um der Intensität und Strahlung des Magnetfelds standzuhalten. Damit reduzieren sie die mit Fremdsystemen verbundenen Risiken und vermeiden weitere Eingriffe beim Austausch von Speicherkomponenten.
Zusammenfassung
Die Beispiele zeigen, dass die Nachfrage nach schnellem, zuverlässigem F-RAM mit hoher Leistung und geringem Stromverbrauch in einer Vielzahl von Anwendungen, die auf Daten mehrerer Sensoren angewiesen sind, erheblich gestiegen ist. Dies gilt insbesondere in geschäftskritischen Bereichen, in denen der Verlust von Informationen Sicherheitsmechanismen gefährden kann.
Darüber hinaus spielt die Datenerfassung eine entscheidende Rolle als „Treiber“ für neue Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz (IA) und maschinelles Lernen (ML) als Vorausschauende Wartung. Es liefert die Daten, die helfen, Innovationen in solchen Anwendungen voranzutreiben.
Die nahezu unbegrenzte Lebensdauer in Kombination mit zuverlässiger, sofortiger Datenerfassung und hoher Leistung machen Infineon F-RAMs zur ersten Wahl in Fahrerassistenzsystemen (ADAS), Industrierobotern und medizinischen Geräten. Vielen Dank an Ihre verschiedene Dichten, F-RAMs erfüllen die Anforderungen vieler verschiedener Anwendungen. Dies gibt Entwicklern die Flexibilität, zukünftige Technologieanforderungen zu erfüllen. Rand nächste Generation.
