Fíor 1: Bloc-léaráid de ghaireas spreagtha leighis ag úsáid cuimhne sheachtraigh chun tacú le hardfheidhmiúlacht
Is é an chéad dúshlán d’ailtirí an chórais an córas ceart ar sliseanna (SoC) nó ar mhicrea-rialaitheoir a aithint chun fónamh mar chroílár an chórais. Caithfidh sé a bheith in ann an fheidhmíocht inmhianaithe a sholáthar agus buiséad cumhachta foriomlán an chórais a laghdú ag an am céanna.
Caithfidh feistí imeallacha, mar shampla cuimhní seachtracha, braiteoirí, agus comhéadain teiliméadrachta a bheith inchomparáide le feidhmíocht SoC / micrea-rialaitheoir, agus tacú le fachtóir foirme dlúth agus tomhaltas cumhachta éifeachtach freisin.
Roghanna cuimhne
De ghnáth comhtháthaíonn an gléas roghnaithe dhá chineál cuimhní, splanc agus SRAM.
Is cuimhne réasúnta mall-neamh-ghalaithe é Flash a thacaíonn le líon teoranta timthriallta scríbhneoireachta. Úsáidtear é chun sonraí seasta nó mall-athraithe a choinneáil, mar shampla cód feidhmchláir, faisnéis chórais, agus / nó logaí sonraí úsáideora iarphróiseáilte.
Is cuimhne luaineach rochtana tapa é SRAM a sholáthraíonn seasmhacht timthriall scríbhneoireachta gan teorainn. Úsáidtear é chun sonraí córais rith-ama sealadach a stóráil.
De réir mar a mhéadaíonn castacht an chórais, méadaíonn castacht an chóid maidir leis na ilfheidhmeanna agus halgartaim matamaitice. B’fhéidir nach leor an acmhainn inmheánach cuimhne ar sliseanna. Is minic go mbíonn stóráil bhreise de dhíth ar chórais leighis iniompartha, rud a éilíonn ar dhearthóirí cuimhne inmheánach a mhéadú le cuimhne sheachtrach (Fíor 1).
Is féidir cuimhne sheachtrach ísealchumhachta a úsáid le haghaidh leathnú RAM, SRAM de ghnáth le sruth gníomhach agus fuireachais an-íseal. I measc na roghanna maidir le stóráil neamh-ghalaithe tá splanc, EEPROM, MRAM, agus F-RAM.
Úsáidtear cuimhne splanc shrathach le haghaidh leathnú neamh-ghalaithe clár agus stóráil sonraí mar gheall ar a chostas íseal agus infhaighteacht dlúis arda. Mar sin féin, tá tomhaltas fuinnimh réasúnta ard aige, rud a laghdaíonn saol oibriúcháin na bhfeistí ceallraí-bhunaithe.
Cuireann EEPROM cuid den chuimhne in ionad cuid den chuimhne, ach níl sé seo oiriúnach do cheallraí fós, go háirithe nuair a bhíonn oibríochtaí fairsing i gceist le scríbhinní chuig an EEPROM. Déanann sé dearadh cód iarratais a chasta freisin.
Tá seasmhacht neamhtheoranta scríbhneoireachta ag RAM maighnéad-resistive (MRAM). Is é an míbhuntáiste atá leis, áfach, ná go n-ídíonn sé sruthanna gníomhacha agus fuireachais an-ard agus go bhfuil sé so-ghabhálach do réimsí maighnéadacha ar féidir leo sonraí stóráilte a éilliú. Dá bhrí sin tá na tréithe seo mí-oiriúnach i bhfeistí leighis a oibríonn ceallraí.
Tá roinnt príomhbhuntáistí ag RAM ferroelectric (F-RAM) i bhfeistí leighis iniompartha agus tá ard-seasmhacht timthriall scríbhneoireachta aige.
Seachghalair leighis
Fíor 2: Tomhaltas fuinnimh in aghaidh gach 4Mb scríobh (µJ) do theicneolaíochtaí cuimhne neamh-ghalaithe
Cruthaíonn seasmhacht scríbhneoireachta teoranta EEPROM agus splanc saincheisteanna féideartha do ghléasanna míochaine ar gá dóibh logaí sonraí atá á nuashonrú i gcónaí a stóráil. Tugann Flash seasmhacht ar ord 1E + 5 agus is é 1E + 6 EEPROM. Is é 1E + 14 (nó 100 trilliún) an seasmhacht timthriall scríbhneoireachta F-RAM. Cuireann sé seo ar chumas feistí a bheith in ann níos mó sonraí a logáil gan a bheith riachtanach halgartaim leibhéalta caitheamh casta a chur i bhfeidhm agus ró-sholáthar a dhéanamh ar acmhainn bhreise (Fíor 3).
Buntáiste eile atá leis ná go n-ídíonn ailtireacht inmheánach F-RAM orduithe ar mhéid fuinnimh ghníomhaigh níos ísle ná gairis stórála splanc-bhunaithe nó EEPROM (Fíor 2).
Mar shampla, tacaíonn Excel-F-RAM ó Cypress le fuireachas, cumhacht dhomhain síos agus modhanna díomhaoin geimhrithe. Trí iad seo a chur i bhfeidhm in iarratas, féadfar tomhaltas cumhachta a laghdú thart ar dhá ordú méide i dteannta leis an modh cumhachta gníomhaí is ísle.
Fíor 3: Comparáid timthriall seasmhachta do theicneolaíochtaí cuimhne neamh-ghalaithe
Éilíonn EEPROM agus flash amanna rothaíochta breise leathanach-clár / scríobh leathanaigh, agus ar an gcaoi sin am gníomhach an chórais a mhéadú le haghaidh oibríochtaí scríbhneoireachta. Ligeann neamh-luaineacht láithreach F-RAM do chórais a oibríonn ceallraí an soláthar cumhachta a mhúchadh go hiomlán nó an córas a ligean níos tapa go mód díomhaoin ísealchumhachta chun an t-am gníomhach agus an sruth gníomhach a laghdú.
Feabhsaíonn sé seo iontaofacht in iarratais a bhfuil riachtanais uainiúcháin bheachta acu ina bhfuil sonraí i mbaol le linn locht cumhachta. Tá cealla F-RAM an-fhulangach do chineálacha éagsúla radaíochta, lena n-áirítear x-ghathanna agus radaíocht gáma agus tá siad imdhíonachta do réimsí maighnéadacha, chun sonraí taifeadta a chosaint.
Soláthraíonn roinnt feistí F-RAM, mar Excelon LP, cód ceartaithe earráide sliseanna (ECC) ar féidir leo earráidí aon-ghiotán a bhrath agus a cheartú i ngach focal sonraí 64-giotán, ag méadú iontaofacht stórála logaí sonraí córais criticiúla. Tacaíonn F-RAM freisin le buaic srutha rialaithe (ie rialú srutha inrush níos lú ná 1.5 mA) chun cosc a chur ar urscaoileadh iomarcach na ceallraí.
Is féidir F-RAM a chur i bpacáistiú atá tíosach ar spás. Mar shampla, cuireann an Excelon LP suas le 8Mbit ar fáil agus tá sé ar fáil i bpacáistí GICFN ocht bioráin caighdeánach tionscail agus i bpacáistí GQFN mion-bioráin le tréchur suas le 50MHz SPI I / O agus 108MHz QSPI (Quad-SPI) I / O.
Ligeann seasmhacht beagnach gan teorainn F-RAM, neamh-luaineacht láithreach agus tomhaltas ísealchumhachta do dhearthóirí córais sonraí agus feidhmeanna atá bunaithe ar RAM agus ROM-bhunaithe a chomhcheangal in aon chuimhne amháin.
Tá teicneolaíochtaí bunaithe ar ROM, lena n-áirítear masc-ROM, OTP-EPROM, agus NOR-flash, neamh-ghalaithe agus tá siad dírithe ar fheidhmeanna stórála cód.
Is féidir le NAND-flash agus EEPROM a bheith ina chuimhne neamh-ghalaithe sonraí freisin. Teastaíonn comhréiteach éigin uathu seo go léir, ós rud é go ndéanann siad cód agus stóráil sonraí le feidhmíocht íseal i gcomparáid le cuimhní cinn malartacha.
Díríonn na teicneolaíochtaí seo ar chostas níos ísle, a éilíonn comhbhabhtáil éasca le húsáid agus / nó feidhmíocht.
Feidhmíonn teicneolaíochtaí RAM-bhunaithe mar chuimhne sonraí agus freisin mar spás oibre chun cód a fhorghníomhú nuair a bhíonn sé ró-mhall a fhorghníomhú ó splanc. Soláthraíonn RAM meascán de fheidhmiúlacht cód agus sonraí, ach cuireann a nádúr luaineach teorainn lena úsáid go stóráil shealadach.
Éilíonn feidhmíocht iniompartha feidhmíocht optamaithe i chomh beag comhpháirteanna agus is féidir.
D’fhéadfadh neamhéifeachtachtaí a bheith mar thoradh ar chineálacha éagsúla cuimhne a úsáid, castaíonn sé dearadh cód agus ídíonn sé níos mó fuinnimh de ghnáth.
De bharr éifeachtúlacht agus iontaofacht F-RAM is féidir le teicneolaíocht cuimhne amháin cód agus sonraí a láimhseáil.
Tá an seasmhacht aige tacú le logáil sonraí ardmhinicíochta agus costas an chórais a ísliú, éifeachtúlacht an chórais a mhéadú agus castacht an chórais a laghdú.
