රූපය 1: උසස් ක්‍රියාකාරීත්වයට සහාය වීම සඳහා බාහිර මතකය භාවිතා කරමින් වෛද්‍ය උත්තේජක උපකරණයක අවහිරතා රූප සටහන
පද්ධති ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පීන්ට ඇති පළමු අභියෝගය වන්නේ පද්ධතියේ හදවත ලෙස සේවය කිරීම සඳහා චිප් (SoC) හෝ මයික්‍රොකොන්ට්රෝලර් මත නිවැරදි පද්ධතිය හඳුනා ගැනීමයි. සමස්ත පද්ධතියේ බල අයවැය සමගාමීව අඩු කරන අතරම අපේක්ෂිත කාර්ය සාධනය සැපයීමට එයට හැකියාව තිබිය යුතුය.
බාහිර මතකයන්, සංවේදක සහ ටෙලිමෙට්රි අතුරුමුහුණත් වැනි පර්යන්ත උපාංග SoC / මයික්‍රොකොන්ට්රෝලර් කාර්ය සාධනය සමඟ සැසඳිය යුතු අතර සංයුක්ත ආකෘති සාධකය සහ කාර්යක්ෂම බලශක්ති පරිභෝජනයට සහාය වේ.
මතක තේරීම්
තෝරාගත් උපාංගය සාමාන්‍යයෙන් ෆ්ලෑෂ් සහ එස්ආර්එම් යන මතකයන් වර්ග දෙකක් ඒකාබද්ධ කරයි.
ෆ්ලෑෂ් යනු සාපේක්ෂව ලිවීමේ, අස්ථායී නොවන මතකයක් වන අතර එය සීමිත ලිවීමේ චක්‍ර ගණනකට සහාය වේ. යෙදුම් කේතය, පද්ධති තොරතුරු, සහ / හෝ පසු සැකසූ පරිශීලක දත්ත ලොග් වැනි ස්ථාවර හෝ මන්දගාමී දත්ත රඳවා තබා ගැනීමට එය භාවිතා කරයි.
SRAM යනු අසීමිත ලිවීමේ චක්‍ර විඳදරාගැනීම සපයන වේගවත් ප්‍රවේශ, වාෂ්පශීලී මතකයක්. එය තාවකාලික ධාවන කාල පද්ධති දත්ත ගබඩා කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි.
පද්ධති සංකීර්ණතාව වැඩි වන විට බහු ගණිතමය ශ්‍රිත සහ ඇල්ගොරිතම සඳහා කේත සංකීර්ණතාව ද වැඩි වේ. අභ්‍යන්තර චිප මතක ධාරිතාව ප්‍රමාණවත් නොවිය හැකිය. අතේ ගෙන යා හැකි වෛද්‍ය පද්ධති සඳහා බොහෝ විට අමතර ගබඩා කිරීමක් අවශ්‍ය වන අතර නිර්මාණකරුවන්ට බාහිර මතකය සමඟ අභ්‍යන්තර මතකය වැඩි කිරීමට අවශ්‍ය වේ (රූපය 1).
RAM ප්‍රසාරණය සඳහා අඩු බලයක් සහිත බාහිර මතකයක් භාවිතා කළ හැකිය, සාමාන්‍යයෙන් අතිශය අඩු ක්‍රියාකාරී සහ ස්ථාවර ධාරාවක් සහිත SRAM ය. වාෂ්පශීලී නොවන ගබඩා සඳහා විකල්ප අතර ෆ්ලෑෂ්, ඊප්‍රෝම්, එම්ආර්ඒඑම් සහ එෆ්-රැම් ඇතුළත් වේ.
අනුක්‍රමික ෆ්ලෑෂ් මතකය අස්ථායී නොවන වැඩසටහන් සහ දත්ත ගබඩා ප්‍රසාරණය සඳහා භාවිතා කරනුයේ එහි අඩු පිරිවැය සහ ඉහළ ities නත්වය නිසා ය. කෙසේ වෙතත්, එය සාපේක්ෂව ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනයක් ඇති අතර එමඟින් බැටරි මත පදනම් වූ උපාංගවල මෙහෙයුම් ආයු කාලය අඩු කරයි.
සමහර යෙදුම් මතකයේ කොටසක් EEPROM සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කරයි, නමුත් මෙය තවමත් බැටරි හිතකාමී නොවේ, විශේෂයෙන් මෙහෙයුම් වලදී EEPROM වෙත පුළුල් ලෙස ලිවීම් ඇතුළත් වේ. එය යෙදුම් කේත නිර්මාණය ද සංකීර්ණ කරයි.
චුම්බක-ප්‍රතිරෝධක RAM (MRAM) හි අසීමිත ලිවීමේ විඳදරාගැනීමක් ඇත. කෙසේ වෙතත්, එහි අවාසිය නම්, එය ඉතා ඉහළ ක්‍රියාකාරී සහ ස්ථාවර ධාරා පරිභෝජනය කරන අතර ගබඩා කළ දත්ත දූෂිත කළ හැකි චුම්බක ක්ෂේත්‍රයන්ට ගොදුරු වීමයි. එබැවින් මෙම ලක්ෂණ නිසා බැටරි වලින් ක්‍රියාත්මක වන වෛද්‍ය උපකරණවල එය නුසුදුසුය.
ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් RAM (F-RAM), අතේ ගෙන යා හැකි වෛද්‍ය උපකරණවල ප්‍රධාන වාසි කිහිපයක් ඇති අතර එයට ඉහළ ලිවීම් ‑ චක්‍රීය විඳදරාගැනීමක් ඇත.
වෛද්‍ය සංකූලතා
රූපය 2: වාෂ්පශීලී නොවන මතක තාක්ෂණයන් සඳහා 4Mb ලිවීමකට (µJ) බලශක්ති පරිභෝජනය
EEPROM සහ ෆ්ලෑෂ් වල සීමිත ලිවීමේ විඳදරාගැනීම නිරන්තරයෙන් යාවත්කාලීන වන දත්ත ලොග් ගබඩා කිරීමට අවශ්‍ය වෛද්‍ය උපකරණ සඳහා විභව ගැටළු නිර්මාණය කරයි. ෆ්ලෑෂ් 1E + 5 අනුපිළිවෙල මත විඳදරාගැනීම ලබා දෙන අතර EEPROM 1E + 6 වේ. F-RAM ලිවීමේ චක්‍ර විඳදරාගැනීම 1E + 14 (හෝ ට්‍රිලියන 100) වේ. සංකීර්ණ ඇඳුම් ඇඳීමේ ඇල්ගොරිතම ක්‍රියාත්මක නොකොට සහ අතිරේක ධාරිතාව ඉක්මවා යාමෙන් තොරව වැඩි දත්ත ප්‍රමාණයක් ලොග් කිරීමට උපාංගවලට මෙය හැකියාව ලබා දෙයි (රූපය 3).
දෙවන වාසිය නම්, F ‑ RAM හි අභ්‍යන්තර ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය ආරෝපණ ‑ පදනම් වූ ෆ්ලෑෂ් හෝ ඊප්‍රෝම් ගබඩා උපාංගවලට වඩා විශාල ක්‍රියාකාරී ශක්තියේ ඇණවුම් පරිභෝජනය කිරීමයි (රූපය 2).
නිදසුනක් ලෙස, සයිප්‍රස් වෙතින් එක්සෙලෝන් එෆ් ‑ RAMs ස්ථාවරත්වය, ගැඹුරු බලය අඩු කිරීම සහ උදාසීන මාදිලි සඳහා ශිශිරතාරක සහය දක්වයි. මේවා යෙදුමකට ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන් අඩු ක්‍රියාකාරී බල ප්‍රකාරය සමඟ ඒකාබද්ධව විශාල වශයෙන් ඇණවුම් දෙකකින් බලශක්ති පරිභෝජනය අඩු කළ හැකිය.
රූපය 3: අස්ථායී නොවන මතක තාක්ෂණයන් සඳහා විඳදරාගැනීමේ චක්‍ර සංසන්දනය
EEPROM සහ ෆ්ලෑෂ් සඳහා අමතර පිටු-වැඩසටහන් / පිටු-ලිවීමේ චක්‍රීය වේලාවන් අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් ලිවීමේ මෙහෙයුම් සඳහා පද්ධති ක්‍රියාකාරී කාලය වැඩි කරයි. F ‑ RAM හි ක්ෂණික අස්ථාවරත්වය මඟින් බැටරි මඟින් ක්‍රියාත්මක වන පද්ධතිවලට බල සැපයුම සම්පූර්ණයෙන්ම ක්‍රියා විරහිත කිරීමට හෝ ක්‍රියාකාරී කාලය සහ ක්‍රියාකාරී ධාරාව යන දෙකම අඩු කිරීම සඳහා පද්ධතිය අඩු බල අක්‍රිය මාදිලියකට ඇද දැමීමට ඉඩ දෙයි.
බල දෝෂයක් තුළ දත්ත අවදානමට ලක්ව ඇති නිශ්චිත කාල නියමයන් සහිත යෙදුම්වල විශ්වසනීයත්වය ද මෙය වැඩි කරයි. එෆ් - RAM සෛල එක්ස් කිරණ සහ ගැමා විකිරණ ඇතුළු විවිධ වර්ගවල විකිරණවලට බෙහෙවින් ඉවසා සිටින අතර වාර්තාගත දත්ත ආරක්ෂා කිරීම සඳහා චුම්බක ක්ෂේත්‍රවලට ප්‍රතිශක්තී වේ.
එක්සෙලෝන් එල්පී වැනි සමහර එෆ් AM RAM උපාංගයන් ‑ චිප් දෝෂ නිවැරදි කිරීමේ කේතය (ඊසීසී) සපයන අතර එමඟින් සෑම 64 ‑ බිට් දත්ත වචනයකම තනි බිට් දෝෂ හඳුනාගෙන නිවැරදි කළ හැකි අතර විවේචනාත්මක පද්ධති දත්ත ලොග් වල ගබඩා විශ්වසනීයත්වය වැඩි කරයි. බැටරිය අධික ලෙස විසර්ජනය වීම වැළැක්වීම සඳහා පාලිත උපරිම ධාරාව (එනම් 1.5 mA ට අඩු ධාරා පාලනය) සඳහා F ‑ RAM සහාය දක්වයි.
F ‑ RAM අවකාශය කාර්යක්ෂම වන ඇසුරුම්කරණයේ තැබිය හැකිය. නිදසුනක් ලෙස, එක්සෙලෝන් එල්පී 8Mbit දක්වා පිරිනමන අතර එය කර්මාන්ත සම්මත අට ‑ පින් SOIC සහ කුඩා අට-පින් GQFN පැකේජ වලින් 50MHz SPI I / O සහ 108MHz QSPI (Quad ‑ SPI) I / O.
F RAM හි සැබවින්ම අසීමිත විඳදරාගැනීම, ක්ෂණික අස්ථාවරත්වය සහ අඩු බල පරිභෝජනය පද්ධති නිර්මාණකරුවන්ට RAM‑ සහ ROM යන දෙකම පදනම් කරගත් දත්ත සහ කාර්යයන් එකම මතකයක් තුළ ඒකාබද්ධ කිරීමට ඉඩ දෙයි.
ආවරණ ‑ ROM, OTP ‑ EPROM, සහ NOR ‑ ෆ්ලෑෂ් ඇතුළු ROM ‑ පදනම් කරගත් තාක්ෂණයන් වාෂ්පශීලී නොවන අතර කේත ගබඩා යෙදුම් වෙත නැඹුරු වේ.
NAND ‑ ෆ්ලෑෂ් සහ EEPROM හට අස්ථායී නොවන දත්ත මතකයක් ලෙසද සේවය කළ හැකිය. විකල්ප මතකයන් හා සසඳන විට අඩු කාර්ය සාධනයක් සහිත කේත සහ දත්ත ගබඩා කිරීම සිදු කරන බැවින් මේ සියල්ලට යම් සම්මුතියක් අවශ්‍ය වේ.
මෙම තාක්ෂණයන් අඩු පිරිවැය කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි, ඒ සඳහා භාවිතයේ පහසුව සහ / හෝ කාර්ය සාධනය වෙළඳාම් කිරීම අවශ්‍ය වේ.
RAM මත පදනම් වූ තාක්ෂණයන් දත්ත මතකය ලෙසද ෆ්ලෑෂ් සිට ක්‍රියාත්මක කිරීමේදී කේත ක්‍රියාත්මක කිරීම සඳහා වැඩ කරන අවකාශයක් ලෙසද ක්‍රියා කරයි. RAM මඟින් කේත සහ දත්ත ක්‍රියාකාරිත්වයේ සම්මිශ්‍රණයක් සපයයි, නමුත් එහි වාෂ්පශීලී ස්වභාවය එහි භාවිතය තාවකාලික ගබඩා කිරීම සඳහා සීමා කරයි.
අතේ ගෙන යා හැකි යෙදුම් සඳහා හැකි තරම් සංරචක කිහිපයක ප්‍රශස්ත කාර්ය සාධනය අවශ්‍ය වේ.
බහු මතක වර්ග භාවිතා කිරීම අකාර්යක්ෂමතාවයට හේතු විය හැක, කේත නිර්මාණය සංකීර්ණ කරයි සහ සාමාන්‍යයෙන් වැඩි ශක්තියක් වැය කරයි.
F ‑ RAM හි කාර්යක්ෂමතාව සහ විශ්වසනීයත්වය නිසා තනි මතක තාක්‍ෂණයකට කේත සහ දත්ත යන දෙකම හැසිරවිය හැකිය.
පද්ධති පිරිවැය අඩු කිරීම, පද්ධති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කිරීම සහ පද්ධති සංකීර්ණතාව අඩු කිරීම අතර ඉහළ සංඛ්‍යාත දත්ත ලොග් වීම සඳහා සහාය වීමේ විඳදරාගැනීම එයට ඇත.
