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鐵電存儲器耐久性設(shè)計(jì)要求

2020-10-15 10:08:34

鐵電存儲器是一種融合了在斷電的情況下也能保留數(shù)據(jù)的非易失性、隨機(jī)存取兩個特長的鐵電隨機(jī)存儲器(內(nèi)存)。FRAM的數(shù)據(jù)保持不僅不需要備用電池,而且與EEPROM、FLASH等傳統(tǒng)的非易失性存儲器相比是具有優(yōu)越的高速寫入、高讀寫耐久性和低功耗性能。本篇文章主要介紹關(guān)于FRAM的耐久性。
 
耐力
SRAM具有無限的耐久性,可以無限地對其進(jìn)行讀寫。FRAM具有高(數(shù)量),將應(yīng)用程序限制為讀取或?qū)懭雴蝹€字節(jié)不超過指定的周期數(shù)。緩解的最佳方法是通過設(shè)計(jì)知道實(shí)現(xiàn)是正確的。這可以通過了解有關(guān)軟件使用的一些細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn):
 
1.實(shí)際使用的SPI實(shí)現(xiàn)是什么(SPI數(shù)據(jù)寬度和時鐘速率)?設(shè)置時鐘和數(shù)據(jù)寬度也會影響連續(xù)訪問之間的時間。
 
2.產(chǎn)品在一段時間內(nèi)處于閑置狀態(tài)還是閑置狀態(tài)?不活動的時間段(例如僅會在50%的時間內(nèi)使用產(chǎn)品的使用模型)即使在訪問時間較短的情況下也可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期的目標(biāo)。
 
3.是否可以使用大型順序訪問來訪問關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?SPI訪問允許順序操作,從而增加地址。僅通過將順序傳輸添加到這些設(shè)備訪問中,就可以緩解持久性問題。
 
4.對軟件中單個存儲器位置進(jìn)行操作之間最短的時間是什么?這可能取決于所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(LIFO與FIFO),還是取決于存儲器是否用作暫存器(兩次使用之間的時間,由MCU衡量)。這還取決于實(shí)現(xiàn)的MCU是否將SPI接口用作外圍設(shè)備或用作內(nèi)存映射設(shè)備。外圍設(shè)備要求每個命令的設(shè)置和拆卸時間,從而延長了兩次操作到同一位置的時間。內(nèi)存映射的設(shè)備可能需要測量程序的調(diào)用和返回,以確定兩次堆棧操作之間最壞情況的時間。
 
讓我們舉一個例子來說明如何計(jì)算產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的FRAM耐久性。讓我們從設(shè)計(jì)的最壞情況開始:20MHzQSPI連續(xù)運(yùn)行。如果我們看一下“惡意”軟件在最壞情況下的FRAM耐用性(該軟件只能永遠(yuǎn)以這種速率訪問一個字節(jié)),那么在1014個周期中,該部件的指定耐用性約為1.71年,對于大多數(shù)實(shí)現(xiàn)。如果我們的目標(biāo)是產(chǎn)品使用壽命為10年,則可以采用以下任何緩解措施來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。使用以下任何一種方法來確保不存在鐵電存儲器耐久性問題,因?yàn)閷M足產(chǎn)品耐久性的所有設(shè)計(jì)要求。
•將時鐘速率降低到3.2MHz。
•每天僅使用4個小時。
•使傳輸大小為28個字節(jié)或更大。
•設(shè)計(jì)軟件,以防止在3.2微秒內(nèi)訪問同一位置。
 
 
本文關(guān)鍵詞: 鐵電存儲器

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