nvSRAM

nvSRAM

nvSRAM은 NVRAM(비휘발성 Random-Access Memory)의 일종으로, nvSRAM은 SRAM 칩에 EEPROM과 같은 비휘발성 스토리지를 추가하여 기본 SRAM의 기능을 확장한다.[1][2]작동 중, 고속 접속으로 SRAM 부분에 데이터를 쓰고 읽는다. 그런 다음, SRAM의 데이터는 필요한 경우 저속으로 비휘발성 저장소에 저장하거나 비휘발성 저장소에서 검색할 수 있다.

nvSRAM은 특히 SRAM 속도에서 배터리 없는 솔루션과 장기 보존이 필요한 애플리케이션을 위해 배터리 지원 정적 RAM(Random Random-Access Memory)을 빠르게 대체하고 있는 첨단 NVRAM 기술 중 하나이다.nvSRAM은 데이터 보존이 중요하고 배터리가 비실용적인 많은 다른[3] 것들 중에서도 네트워킹, 항공우주 및 의료와 같은 광범위한 상황에서 사용된다.

nvSRAM은 EPROM, EEPROM 솔루션보다 빠르다.[citation needed]

설명

데이터를 읽고 쓸 때 nvSRAM은 표준 비동기 SRAM과 다를 바 없다.연결된 프로세서나 컨트롤러는 8비트 SRAM 인터페이스를 볼 수 있지만 다른 것은 볼 수 없다.STORE 작업은 SRAM 배열에 있는 데이터를 비휘발성 부품에 저장한다.사이프레스와 심텍 nvSRAM은 데이터를 비휘발성 영역에 저장하는 세 가지 방법을 가지고 있다.다음 구성 요소:

  1. 오토스토어
  2. 철물점
  3. 소프트웨어 스토어

자동 시작은 데이터 주 전압 소스가 장치의 작동 전압 아래로 떨어질 때 자동으로 발생한다.이 경우 전원 컨트롤이 V에서CC 커패시터로 전환된다.캐패시터는 SRAM 내용물을 비휘발성 부품에 저장할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 칩에 전원을 공급한다.HSB(하드웨어 저장소 사용 중) 핀은 외부에서 비휘발성 하드웨어 저장소 작업을 시작한다.비휘발성 하드웨어 STORE 사이클을 요청하는 HSB 신호 사용은 선택 사항이다.소프트웨어 저장소는 특정한 운영 순서에 의해 개시된다.정의된 작업이 순서대로 수행되면 소프트웨어 저장소가 시작된다.

소노스 기술이 적용된 nvSRAM

NvSRAM-SONOS-기술

SONOS는 EEPROM, 플래시 메모리 등 비휘발성 메모리에 사용되는 MOSFET의 단면 구조물이다.소노스 기술로 빌드된 nvSRAM은 SRAM과 EEPROM의 조합이다.SRAM 셀은 EEPROM 셀과 일대일 쌍을 이룬다.nvSRAM은 CMOS 프로세스에 있으며 EEPROM 셀은 비휘발성 저장소를 제공하기 위해 SONOS 스택을 가지고 있다.nvSRAM은 표준 SRAM 셀과 SONOS 기술의[4] EEPROM 셀을 결합하여 빠른 읽기/쓰기 액세스와 20년 동안 전력 없이 데이터를 보존할 수 있도록 한다.SRAM 셀은 EEPROM 셀과 일대일로 쌍을 이룬다.nvSRAM은 CMOS 프로세스에 있으며 EEPROM 셀은 비휘발성 저장소를 제공하기 위해 SONOS 스택을 가지고 있다.정상 전원이 공급되면 장치는 표준 SRAM과 유사한 방식으로 보고 동작한다.그러나 전원이 차단되면 각 셀의 내용물은 SRAM 셀 위에 위치한 비휘발성 요소에 자동으로 저장될 수 있다.이 비휘발성 소자는 표준 CMOS 프로세스 기술을 사용하여 표준 SRAM의 높은 성능을 얻으며, 또한 SONOS 기술은 신뢰성이 높아 100만 STORE 작동을 지원한다.

SONOS 메모리는[5] 트랩이 있는 질화규소 같은 단열층을 전하 저장층으로 사용한다.질화물의 트랩은 채널로부터 주입된 캐리어를 포착하고 전하를 유지한다.이러한 유형의 메모리는 "Charge Trap Memory"로도 알려져 있다.충전 스토리지 계층은 절연체이기 때문에 이 스토리지 메커니즘은 본질적으로 산화 터널 결함에 덜 민감하고 데이터 보존을 위해 더 강력하다.SONOS에서 옥사이드-니트라이드-아산화물(OOO) 스택은 ONO 형성의 증착 파라미터를 제어하여 소거 및 프로그램 운용 시 충전 트랩 효율을 극대화하고 보존 시 충전 손실을 최소화하도록 설계되었다.

SONOS 기술의 장점:

  • 프로그램/삭제 작업에 필요한 전압이 플로팅 게이트 MOSFET에 비해 낮음
  • 본질적으로 산화 터널 결함에 덜 민감함
  • 강력한 데이터 보존

적용들

  • 데이터 로깅
  • POS 단자/스마트 단자
    단말기는 추후 처리를 위해 결제 거래 기록을 로컬로 저장할 수 있어 지연 및 침입 취약성을 줄일 수 있다.
  • 자동차 크래시 박스
  • 의료기기
  • 고급 서버
  • BBSRAM용 배터리를 사용할 수 없는 환경
  • 현장 서비스를 사용할 수 없는 원격 장치

다른 유형의 메모리와의 비교

nvSRAM BBSRAM 강전 램 자기저항 랜덤 액세스 메모리
테크닉 고성능 SRAM과 함께 비휘발성 요소 포함 외부 전원이 꺼져 있을 때 전력을 위한 리튬 에너지원을 보유함 두 전극 사이에 강전 결정체가 있어 콘덴서를 형성한다.전기장 적용 시 원자의 모멘트는 데이터를 저장하는 데 사용된다. 강전 램과 유사하지만 원자는 외부 자력 방향으로 정렬한다.이 효과는 데이터를 저장하는 데 사용된다.
데이터 보존 20년 배터리 및 주변 온도에 따라 7년 이내 10년 20년
지구력 무제한 한정된 1010 대 1014 108 [8]
스토어 메커니즘 VCC 전원 끄기가 감지될 때 자동 시작됨 칩 활성화는 의도하지 않은 읽기/쓰기 방지를 위해 높은 논리로 유지되어야 함 정적 작동.데이터가 비휘발성 부품에만 저장됨
데이터 복원 전원 켜기 비휘발성 데이터는 SRAM에서 자동으로 사용 가능 SRAM이 배터리에서 V로CC 전환됨
SRAM으로 대체 nvSRAM은 외부 캐패시터를 추가하기 위해 약간의 보드 수정으로 SRAM을 대체할 수 있다. 배터리 공급 시 배터리 크기를 더 크게 조절할 수 있도록 보드 재설계가 필요함 기존 SRAM과 핀 대 핀 호환이 가능한 부품도 있다. 기존 SRAM과 호환되는 핀 투 핀
납땜 표준 SMT 사용 배터리가 폭발할 수 있으므로 배터리를 장착한 상태에서는 리플로우 솔더를 수행할 수 없음 표준 SMT 사용
속도(최상) 15-45ns 70–100ns 55ns 35ns

참조

  1. ^ Ma, Yanjun; Kan, Edwin (2017). Non-logic Devices in Logic Processes. Springer. ISBN 9783319483399.
  2. ^ Xie, Yuan (2013). Emerging Memory Technologies: Design, Architecture, and Applications. Springer Science & Business Media. ISBN 9781441995513.
  3. ^ Computer organization (4th ed.). [S.l.]: McGraw-Hill. 1996. ISBN 0-07-114323-8.
  4. ^ https://www.cypress.com/file/46216/download
  5. ^ Ramkumar, Krishnaswamy; Prabhakar, Venkataraman; Geha, Sam. "Cypress SONOS Technology". infineon.com. Retrieved 30 June 2021.
  6. ^ https://www.fujitsu.com/us/Images/MB85R4001A-DS501-00005-3v0-E.pdf[bare URL PDF]
  7. ^ http://www.cypress.com/file/136476/download
  8. ^ http://www.electronicdesign.com/industrial-automation/unleashing-mram-persistent-memory.

외부 링크