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一种新型非易失性存储器的原理及应用

发布日期:2022-10-09 点击率:32

  纵观目前低容量并行接口的非易失存储器市场,EEPROM、FRAM、SRAM+BAKBAT方式等占据了市场主流,其中EEPROM的供应厂家很多,其中以ATMEL,ST等厂家占主导地位,FRAM只有美国RAMTRON公司一技独秀,而采用SRAM+BAKBAT方式的厂家,目前DALLAS占据了大部分市场空间,国内也有几家公司提供类似产品,其中比较知名的如HK等。以上几种产品性能方面各有优缺,其中EEPROM的市场应用范围最为广泛,其缺点也是路人皆知,写入速度慢,至少 10ms的写等待时间,而且写操作次数有限制;FRAM铁电存储器的优点在于其操作速度很快,能够达到标准SRAM的速度,而且写操作次数特别高,最低能够实现100亿次的写操作,但其读写时序与标准SRAM有差别,目前还没有做到完全兼容;采用SRAM+后备电池是一种传统而古老的非易失存储方式,这种方式由于DALLSA的大力推广又获得了新生,此方式的优点在于芯片能够与标准的SRAM完全兼容,而且操作速度非常快,但是缺点也是非常明显的,芯片体积很大,占据太多的电路板空间,而且芯片内部的电池存在使用环境的限制,并且如果电池电量耗尽,那么所有的数据都将丢失。

  德国ZMD公司研发了采用另外一种方式的非易失性存储器nvSRAM,它采用了全新的SRAM+EEPROM方式,实现无须后备电池的非易失性存储,芯片接口、时序等与标准SRAM完全兼容。这样就方便用户直接替换DALLAS、HK等公司的同类产品,或者可以方便地将原来电路中的SRAM换成ZMD公司的nvSRAM,而无须更改电路。

一种新型非易失性存储器的原理及应用

  ZMD公司的nvSRAM有两种操作模式,SRAM模式与非易失性模式。

  在SRAM模式中,存储器可以像普通的静态RAM一样操作,SRAM可以读写无限次,且读写访问时间小于25ns,所有的nvSRAM都是以字节方式组织的。

  在非易失性模式中,数据从SRAM中保存进EEPROM中(STORE操作),或者从EEPROM回读至SRAM中(RECALL操作)。STORE和RECALL可能会按下面的方式开始:

  1、在系统上电或者下电时,自动开始STORE或者RECALL操作。

  2、通过软件序列或者硬件信号,由用户控制开始STORE或者RECALL操作。

  一旦STORE和RECALL周期开始后,SRAM的进一步输入输出便被禁止,直至周期结束,片上的STORE和RECALL控制单元控制数据在SRAM与EEPROM之间转移。

  在任何时间,几毫秒之内SRAM中的数据就可以被存储于EEPROM中,数据可以写进EEPROM中至少10万次,从EEPROM中读出数据至SRAM中的次数是没有限制的,nvSRAM保证数据从上一次保存周期结束后可以至少保存45年以上,它保证在芯片调换时或者未来电压突然中断时,数据不会丢失。

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