В настоящее время,
энергонезависимая память должна обладать такими
характеристиками:
1. Обеспечивать надежность в обширном диапазоне питающих напряжений;
2. Обеспечивать малое время программирования;
3. Возможность эффективного размещения масси
вов данных (несколько бит, либо десятки килобайт) с
наибольшей плотностью.
На разработку собственной технологии NVM фир
му Microchip подтолкнуло то, что ни один из производителей не выпускал память, соответствующую данным требованиям.
В результате фирма Microchip разработала 0.5 микронную технологию, названную P-channel Electrically
Erasable Cell (PEEC) (память, стираемая по P каналу).
Необходимо отметить, что в настоящее время фирма Microchip применяет данную технологию, как для
памяти программ микроконтроллеров, так и для памяти с последовательным доступом – EEPROM.
Память фирмы Microchip обладает следующими
преимуществами:
- Использование FowlerNordheim tunneling технологии для обеспечения повышенной надежности;
- Использование однотранзисторной технологии,
что позволяет существенно уменьшить размер кристалла;
- Возможность записи/стирания одной ячейки памяти, а не целого массив данных, как в других технологиях;
- Индивидуальные биты конфигурации и калибровки;
- Встроенный преобразователь напряжения программирования и задатчик тактирующих импульсов;
- Лучшие в своем классе показатели надежности.
Понятие Устойчивость (Endurance) (количество
циклов стирания/записи, после которого происходит
сбой) объединяет в себе сбой ячейки и изменение исходного состояния (disturb condition). Изменение исходного состояния с 0 на 1 может произойти под воздействием высокого напряжения программирования,
многократно прилагаемого к соседнему массиву памяти во время процедуры стирания/записи.
На рис. 1 показаны результаты тестирования партии микросхем памяти 24ХХ256.
Во время данного теста один ряд памяти программировался/стирался 10 млн. раз при температуре
85°C. Первый сбойный бит был обнаружен после, приблизительно, 5 млн. процедур стирания/записи. В результате этого же теста, но при температуре 25 °C не
было обнаружено ни одного сбойного бита даже после 10 млн. перезаписей.
Сохранность данных (Retention) означает, как долго
ячейка сохраняет свое значение. Данный тест проводился в температурном диапазоне 200–250 °C. Значение напряжения на транзисторе измерялось несколько
раз в минуту. Результаты тестов приведены на рис. 2
Верхняя линия – "VtE" – напряжение на транзисторе в "стертом" состоянии, нижняя – "VtP", напряжение на транзисторе в "записанном" состоянии.
Линиями по середине отмечено то напряжение, когда появляется неустойчивое состояние. Как видно из
графика, утечки не существенные, и если произвести пересчет на эксплуатацию в промышленных условиях, то срок сохранности данных составит более
100 лет.
В чем преимущества NVM технологии фирмы
Microchip для разработчиков?
1. Сохранность данных на протяжении 100 лет;
2. Количество циклов стирания/записи – 1 млн. для
EEPROM памяти и 100 тысяч для FLASH памяти программ;
3. Расширенный диапазон рабочих температур – 40°C .. + 125°C;
4. Расширенный диапазон питающих напряжений (2.0В .. 5.5В);
5. Самопрограммирование – в микропроцессоры
фирмы микрочип встроены специализированные преобразователи и времяформирующие цепи, позволяющие обходится без внешнего источника высокого напряжения и внешнего тактирования;
6. Чрезвычайно высокая скорость программирования. 128Кбайт памяти FLASH может быть запрограммировано за 1 секунду. Время программирования
1 байта (отдельного) памяти составляет 1mc.
Заключение
Возможно, что Вы не будете использовать всех
возможностей NVM технологии от фирмы Microchip,
однако, надежность всегда является важным фактором. В настоящее время 0.5 микронная технология
PEEC является серьезным конкурентом для всех производителей микропроцессоров, так как она обеспечивает высокую надежность, чрезвычайную гибкость
и малую цену, и все это без потери качества и производительности памяти!
|