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AKTUELLES

2019-05-20

Nichtflüchtige Speicher der Firma MICROCHIP

Die Nachfrage nach nichtflüchtigen Speichern ist im Wesentlichen auf die kontinuierliche Entwicklung mobiler Geräte zurückzuführen, in denen Speicher mit zunehmender Kapazität verwendet werden. Es geht in erster Linie um Kameras, Smartphones, Tablets und Kameras. Es sind die wachsenden Marktanforderungen, die die kontinuierliche Entwicklung der Technologie zur Erzeugung nichtflüchtiger Speicher erzwungen haben.

Das Wesen des nichtflüchtigen Speichers ist das Speichern von Daten ohne Stromversorgung. Das Vorhandensein von Strom ist jedoch für Datenschreib- und -lesevorgänge erforderlich.

Sowohl die Firma Mikrochip als auch die von ihr erworbene Firma Atmel verfügen über umfangreiche Erfahrung in der Herstellung nichtflüchtiger Speicher. Der Produktionsprozess erfolgt in eigenen Siliziumfabriken. Erweiterte Testverfahren gewährleisten ein Höchstmaß an Qualität. Im Portfolio des Produzenten sind auch Speicher mit der AEC-Q100-Qualifikation, d. h. der Zulassung zur Verwendung in der Automobilindustrie, erhältlich. Erwähnenswert ist auch die Aufrechterhaltung der Produktion aller auf den Markt gebrachten Speichersysteme.

EEPROM-Speicher

EEPROM-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) gehören zur nichtflüchtigen Speichergruppe. Lösungen dieser Art werden am häufigsten in Anwendungen verwendet, die das Vorhandensein von umprogrammierbaren ROM-Speicher-Bereichen erfordern, insbesondere in Bezug auf die Speicherung von Systemkonfigurationsdaten.

Bei gegebener Schnittstelle können EEPROM-Speicher 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. Ihre Kapazität beträgt normalerweise mehrere zig kB. Es ist der seriellen Schnittstelle und der geringen Größe und dem geringen Energiebedarf zu verdanken, dass solche Speicher häufig für die Aufbewahrung von Daten über die Seriennummer des Geräts oder Konfigurations- und Produktionsdaten verwendet werden. Es gibt auch serielle Speicher mit einer vorprogrammierten 48- oder 64-Bit-Adresse. Dies kann als MAC-Adresse des Geräts verwendet werden.

Nichtflüchtige Speicher der Firma MICROCHIP

Parallele Speicher - das ist die 28xx-Serie. Beachten Sie, dass Lese- und Ableitungsfunktionen mit der EPROM 27xxx-Serie kompatibel sind.

Das Einsatzspektrum von EEPROM-Speichern umfasst vor allem deren Präsenz in der Industrieelektronik – Messgeräten und Kontrollsystemen, Schutz- und Alarmsystemen, Sensoren und Batterieladegeräten. Sie finden sie auch in IoT-Geräten. EEPROM-Speicher werden auch in medizinischen Geräten und im Automobilbereich eingesetzt. Auch in der Unterhaltungselektronik, also in Computerhardware, RTV und Haushaltsgeräten, fehlt es nicht an EEPROM-Speichern.

Eine wesentliche Rolle in der Gewährleistung der laufenden Produktion der Geräte spielt die Unterstützung von Microchip im Bereich der Aufrechterhaltung von EEPROM Speichersystemen, die in der älteren Technologie ausgeführt wurden - 1,2um - 0,7 - 0,5 - 0,4 - 0,25 - 0,18 - 0,13um.

Die Entwicklungsrichtungen von EEPROM Speichern umfassen vor allem die Reduzierung des Energiebedarfs und die Einführung neuer Schnittstellen. Hierbei ist der von der Firma Microchip entwickelte asynchrone UNI/O Bus zu berücksichtigen, aus dem Jahr 2008 (Serie 11xx). Er basiert auf einer Zweiwege-Datenleitung SCIO (eng. Single Connection I/O), was insgesamt 3 Ableitungen bietet, die die Anwendung von SOT23 und TO92 Gehäusen ermöglichen. Die neueste Lösung sind Speicher mit Single-Wire-Schnittstelle (Serie 21CS), bei denen das System über eine bidirektionale Datenleitung mit Strom versorgt wird, wodurch die Anzahl der Ableitungen vom System auf zwei reduziert wird (SI/O + GND).

Flash-Speicher

Nichtflüchtige FLASH-Speicher zeichnen sich im Vergleich zu EEPROM-Speichern durch kürzere Schreib- und Lesezeiten aus, was jedoch mit der Unfähigkeit verbunden ist, einzelne Bytes zu schreiben und zu lesen. Hierbei erfolgt das Lesen und Schreiben in größeren Speicherbereichen, den sogenannten Seiten (128/256 Bytes). Die von Microchip angebotenen Flash-Speicher haben eine parallele (SST39-Serie) oder serielle Schnittstelle (SPI in der SST25-Serie, SQI in der SST26-Serie). Wichtige Parameter des Flash-Speichers sind: Speicherkapazität (4 MBit), Betriebsfrequenz (z. B. 40 MHz), Betriebsspannung (z. B. 2,3 - 3,6V), Art des Gehäuses (z. B. TDFN8), Montagemethode (z. B. SMD) und Betriebstemperatur (z. B. -40-85°C).

Erwähnenswert ist die in den Systemen eingesetzte SuperFlash Technologie zur Senkung des Stromverbrauchs bei sehr kurzer Zeit der Datenlöschung. Die SQI-Schnittstelle sorgt wiederum für eine schnelle Datenübertragung bei minimaler Anzahl von Ableitungen.

EERAM-Speicher

EERAM ist die Verbindung von schnellem SRAM Speicher (Static Random-Access Memory) sowie dem nicht-flüchtigen EEPROM Speicher, der eine Kopie des SRAM Speichers aufbewahrt (I2C, Serie 47x). Eine solche Verbindung bedeutet, dass bei Stromproblemen der Inhalt des Caches aus einer Backup-Kopie wiederhergestellt werden kann. Daher basiert der EERAM Speicher auch auf einem externen Kondensator, der die Stromquelle für die Zeit ist, die zum Kopieren des Speicherinhalts benötigt wird. Erwähnenswert ist die Ähnlichkeit der Systeme NVSRAM (Non-volatile Static Random-Access Memory - Serie 23XX), die auch die Funktion haben, den RAM-Inhalt aufrechtzuerhalten. Der Unterschied besteht darin, dass für eine ordnungsgemäße Funktion eine zusätzliche Stromquelle erforderlich ist - eine Batterie oder ein Akku, die im Fall von EERAM Speichern nicht erforderlich sind, was sich auf die Produktionskosten des Geräts auswirkt.

Wichtig ist, dass die Anzahl der Vorgänge zum Speichern und Lesen von Daten unbegrenzt ist. Abhängig von den Anforderungen der Anwendung wird ein EERAM Speicher mit einer Kapazität von 4kb oder 16kb ausgewählt.

Während des Betriebs ist die interne Logik für die Überwachung des Stromzustands in Echtzeit verantwortlich. Infolgedessen werden Ausfälle und Abfälle der Versorgungsspannung unter Berücksichtigung der angenommenen Schwelle (Vtrip) erkannt. Wenn einer dieser Zustände erkannt wird, wird das Kopieren des Inhalts von SRAM zu EEPROM eingeleitet. Der externe Kondensator, der an die Vcap-Schaltung des Systems angeschlossen ist, ist hier wichtig. Zusammen mit der Rückkehr der Versorgungsspannung auf ein Niveau oberhalb des Vtrip-Pegels, wird der Inhalt von EEPROM nach SRAM kopiert. Hervorzuheben ist, dass der Inhalt von SRAM jederzeit wiederhergestellt werden kann, durch die Programmauslösung.

Zusammenfassend sind EERAM Speicher hervorragend für Anwendungen ausgelegt, bei denen eine häufige und schnelle Aktualisierung des Inhalts von Speicherzellen erforderlich ist, und gewährleisten gleichzeitig, dass die dort gespeicherten Daten bei einem Stromausfall bewahrt werden. Sie bewähren sich daher ideal in der Messelektronik (Energie, Gas, Flüssigkeit), in der Industrie- und Unterhaltungselektronik (POS-Zahlungsterminals, Informationskioske, Drucker) und in Automobillösungen (Datenlogger, Sensoren).

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