|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Мікросхеми пам'яті компанії STMICROELECTRONICS Довідкові дані
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / застосування мікросхем У статті дається огляд різних видів пам'яті розроблюваних і вироблених компанією STMicroelectronics, одного зі світових лідерів з виробництва електронних компонентів, у тому числі мікросхем пам'яті, і унікальної технології виробництва Flash-пам'яті і програмованих систем пам'яті на одному кристалі. В даний час компанія STMicroelectronics (ST) розробляє та виробляє в промислових масштабах такі види мікросхем пам'яті: EPROM - пам'ять з ультрафіолетовим стиранням та з одноразовим програмуванням, у тому числі стандартні мікросхеми пам'яті типу ОТП и UV EPROM, удосконалені мікросхеми пам'яті ОТП и UV EPROM сімейства Тигр діапазон, мікросхеми нової родини пам'яті FlexibleROM, розробленого для заміни MaskROM, а також мікросхем пам'яті ВИПУСКНИЙ БАЛ и RPROM компанії WSI (США), що увійшла до складу ST; EEPROM и СЕРІЙНИЙ NVM (Послідовна енергонезалежна довготривала пам'ять) - з послідовної енергонезалежної пам'яті, що перепрограмується, випускаються мікросхеми пам'яті EEPROM з різним шинним інтерфейсом, мікросхеми послідовної спалах -пам'яті, стандартні мікросхеми пам'яті спеціального призначення (ASM) та безконтактні (БЕЗКОНТАКТНІ MEMORIES) мікросхеми пам'яті; Flash-пам'ять типу NOR - у виробництві у ST знаходяться мікросхеми Flash-пам'яті: індустріального стандарту з різним харчуванням, з розширеною архітектурою для різних областей застосування, мікросхеми з різнорідною пам'яттю та мікросхеми Flash-пам'яті сімейства. LightFlash "; Flash-пам'ять типу NAND - Новий напрямок у виробництві мікросхем пам'яті ST. SRAM - компанія ST виробляє асинхронні малопотужні мікросхеми пам'яті типу SRAM з різним живленням та швидкодією; NVRAM - є різні рішення для SRAM з аварійним батарейним живленням, які класифікуються як Супервізори, Zeropower, Timekeeper та годинник реального часу з послідовним інтерфейсом (Serial RTC); PSM - у відповідність до стратегічного напрямку створення "систем на кристалі, ST розробляє і виробляє мікросхеми програмованих систем пам'яті, які забезпечують комплексне системне рішення пам'яті для мікроконтролерів і розробок на сигнальних процесорах (DSP); Смарт-карта - у наявності великий асортимент мікросхем для Smartcard та систем забезпечення безпеки. Велика кількість видів і типів мікросхем пам'яті, вироблених компанією ST, не дозволяє їх докладне освітлення в рамках однієї оглядової статті. Тому тут ми спробуємо зупинитися лише на основних особливостях деяких сімейств мікросхем пам'яті ST із представлених на рис. 1.
Компанія ST знаходиться серед світових лідерів-виробників пам'яті типу ОТП и EPROM з ультрафіолетовим стиранням, яка зручна для розробки, виробництва та для заміни масочної ROM з огляду на те, що вони програмуються на завершальній стадії виробництва. Мікросхеми, що випускаються, мають ємність від 64 кбіт до 64 Мбіт при живленні 5 і 3 В, достатньою швидкодією, різними корпусами, в тому числі і для поверхневого монтажу. Організація пам'яті пристроїв може бути типу x 8, x 16 та x 8/ x 16. Розшифровка позначень мікросхем пам'яті ST виду ОТП и UV EPROM наведено на Мал. 2. Набір продукції включає стандартні мікросхеми з харчуванням 5 і 3,3 В, удосконалені мікросхеми сімейства Тигр Діапазон з харчуванням 3 В (2,7-3,6 В) та мікросхеми нового сімейства FlexibleROM™. Мікросхеми цих типів пам'яті доступні у FDIP керамічних корпусах з віконцем та PDIP пластикових дворядних корпусах, а також у корпусах PLCC та TSOP для поверхневого монтажу. Для низьковольтної серії Тигр Діапазон компанія ST використала новітню технологію OTP та UV EPROM. Структурні вдосконалення, пов'язані із товщиною основних шарів, дозволили значно покращити електричні характеристики. Зменшення на 25% товщини оксидного шару затвора дозволило знизити граничну напругу комірки та збільшити швидкість вибірки при живленні від 2,7 Ст. Компанія STMicroelectronics прагне забезпечити споживача новими виробами з покращеними електричними характеристиками, і тому рекомендує замовникам замінити "V" серію з живленням 3 - 3,6 на серію "W" - Тигр діапазон, яка має найкращі характеристики при живленні 2,7 – 3,6 В. Тимчасові параметри для серії Тигр Діапазон гарантуються подвійним тестуванням мікросхем при напрузі 2,7 і 3 В. Час доступу при живленні 2,7 В маркується на мікросхемі і більш швидкий час доступу специфікується в описі. Часи доступу для напруги живлення вище 2,7 є робочими. сім'я UV та ОТП EPROM Тигр Діапазон характеризується надмалим споживанням, високою швидкістю роботи та одночасно швидким доступом з коротким часом програмування. Час програмування мікросхем однаково як пословного, і побайтного режимів програмування. Для останніх мікросхем із щільністю 4 Мб і 8 Мб швидкість програмування доведена до 50 мкс на слово або байт. Мікросхеми низьковольтної серії Тигр Діапазон повністю сумісні за штирками зі стандартною серією 5В UV и ОТП EPROM . Це гарантує їхню повну відповідність для додатків, у яких мікропроцесорне харчування замінюється з 5 на 3 ст.
Технологія ST щодо EPROM безперервно удосконалюється. Нові перспективи відкриваються з впровадженням нової архітектури мікросхем пам'яті, що ґрунтується на використанні технології багаторозрядного осередку пам'яті для отримання високих щільностей запису, починаючи з ємності в 64 M біт. Крім того, кожна нова розробка містить кілька фотолітографічних нововведень, що покращують електричні характеристики мікросхем. З входом до складу STMicroelectronics компанії WAFERSCALE INC (США) відкрилися можливості постачання мікросхем пам'яті типу ВИПУСКНИЙ БАЛ (Programmable ROM) / RPROM (Re - programmable ROM). Ці мікросхеми випускаються у трьох робочих температурних діапазонах: комерційному (від 0 до + 70 ° C), індустріальному (від -40 до + 85 ° C) та військовому (від -55 до + 125 ° C). Крім того, деякі компоненти виготовляються за стандартом для військового призначення (SMD), у тому числі EPROM. Найостаннішою розробкою компанії STMicroelectronics в галузі ПЗУ, що електрично програмується, є сімейство FlexibleROM ™, яке може використовуватись як проста заміна для будь-якого ПЗУ. Це одноразове програмоване сімейство, що виготовляється за 0.15 мкм технології ST, доступно споживачеві з початковою ємністю пам'яті в 16 M біт. Нове сімейство мікросхем пам'яті " FlexibleROM " належить до типу енергонезалежної пам'яті призначене зберігання програмного коду. "FlexibleROM" - ідеально підходить для використання замість масочного ПЗУ (MaskROM) та переходу від Flash-пам'яті на ПЗУ після налагодження програми, якщо надалі не планується змінити програмний код. Завдяки технології, заснованій на Flash, час програмування також значно зменшено. Мікросхеми FlexibleROM забезпечені типовою здатністю багатослівної програми з великим потоком даних, що дозволяє програмувати пристрій з ємністю 64 М біт за дев'ять секунд. Ще однією перевагою порівняно з іншими одноразово-програмованими ПЗП є висока продуктивність програмування, оскільки 100% функціональних можливостей масиву пам'яті перевіряються під час тестування. Мікросхеми сімейства пам'яті FlexibleROM використовують напругу живлення від 2,7 до 3,6 для операцій читання і від 11,4 до 12,6 для програмування. Пристрої мають 16-розрядну організацію, за умовчанням при включенні живлення встановлюється режим пам'яті "Читання", тому вони можуть читатися як ПЗУ (ROM) або ЕПЗУ (EPROM). Послідовна енергонезалежна пам'ять - найбільш гнучкий тип довгострокової енергонезалежної пам'яті, яка забезпечує можливість запису до байтового рівня, без необхідності стирання даних перед записом нового значення. Це робить їх ідеальними для зберігання параметрів. Сімейства послідовної Flash-пам'яті компанії ST мають можливість "секторного стирання/сторінкової прошивки" та "сторінкового стирання/сторінкової прошивки". Це стало можливо завдяки більш тонкій дрібної пористості пам'яті в порівнянні зі стандартною Flash-пам'яттю, характеристика зернистості якої не відповідає характеристиці байтового рівня послідовного ЕППЗУ. Компанія ST має багатий досвід використання мікросхем послідовної пам'яті у побутовій техніці. Вона займає лідируючі позиції з виробництва мікросхем пам'яті для автоелектроніки, а також ринку компонентів комп'ютерів і периферії. Ці напрями – основні споживачі мікросхем довгострокової пам'яті. Цього року для EEPROM компанією використовується 0.35 мкм технологія виробництва, що дозволило довести ємність пам'яті до 1 Мбіт у відповідність до потреб ринку. У той же час технологія виготовлення послідовної Flash-пам'яті досягла рівня 0.18 мкм і з'явилася можливість виробництва цього виду пам'яті повністю відповідно до ринкових запитів. Асортимент мікросхем послідовної енергонезалежної пам'яті ST включає набір схем ємністю від 256 біт до 16 Мбіт. Всі мікросхеми пам'яті компанії ST забезпечені описами, прикладами із застосування та модельними файлами, що робить їх зручними у використанні. За напругою живлення мікросхеми послідовної енергонезалежної пам'яті ST доступні в п'яти діапазонах: від 4,5 до 5,5, від 2,5 до 5,5, від 2,7 до 3,6, від 1,8 В до 5,5 і від 1,8 до 3,6 в. Проектна зносостійкість EEPROM - понад мільйон циклів перезапису із збереженням даних протягом більш ніж 40 років. Мікросхеми виробляються в різних корпусах, включаючи традиційні PSDIP, TSSOP, SO, а також сучасного типу LGA та SBGA (тонкоплівкові). Крім того, є можливість постачання мікросхем в упаковках на барабані і не розпиляному вигляді. ST М icroelectronics виробляє широкий діапазон високоякісної послідовної пам'яті EEPROM, із щільністю від 1 кб до 1 Мб, з трьома промисловими стандартами послідовних шин (400 кГц, I ? C, 2-провідна шина із щільністю до 1 M біт, швидка 1 M Гц шина типу MICROWIRE (r) з щільністю від 1 кбіт до 16 кбіт і надшвидка 10 M Гц шина типу SPI з щільністю до 256 кбіт), з живленням 5, 2,5 і 1,8 В. Система позначень послідовної EEPROM для типових корпусів показана на малюнку 3. Для нерозпиляних пластин та мікросхем у барабанах позначення можуть дещо відрізнятися.
Мікросхеми послідовною EEPROM з шиною I2C рекомендуються для використання у додатках, що не вимагають високої шинної швидкості для накопичення та зберігання даних, але бажаючих мати можливість побайтового та сторінкового читання/запису. Шина працює з тактовою частотою 400 кГц при напрузі живлення до 1,8 В. Послідовна EEPROM випускається ST у різних корпусах: пластикових DIP з дворядним розташуванням висновків, SO, MSOP, TSSOP для поверхневого монтажу та SBGA з матрицею кулястих висновків. Мікросхеми пам'яті EEPROM із шиною SPI переважні для додатків із високошвидкісною передачею інформації по шині. З появою мікросхем зі швидкістю від 5 МГц до 10 МГц та ємністю від 512 кбіт до 1 Мбіт, ця шина швидко завойовує популярність на ринку мікросхем пам'яті. EEPROM із шиною SPI мають вхід ВТРАТИ ("Захоплення"), що дозволяє зберігати синхронізацію при паузах у процесі передачі послідовностей даних по шині. Крім того, є спеціальний керуючий вхід W захисту матриці пам'яті від запису. Мікросхеми пам'яті EEPROM із шиною MICROWIRE ® доступні з ємністю від 256 біт до 16 кбіт. В даний час шина MICROWIRE широко застосовується в багатьох сучасних пристроях, для яких потрібна досить висока швидкість передачі без використання зовнішніх шин адреси/даних. Сімейство мікросхем високошвидкісної низьковольтної послідовної Flash-пам'яті ST має чотирипровідний SPI-сумісний інтерфейс, що дозволяє використовувати Flash-пам'ять замість послідовної EEPROM. Дані мікросхеми, що виготовляються за високозносостійкою КМОП Flash-технологією, забезпечують принаймні 10000 циклів перепрограмування на сектор із збереженням даних понад 20 років. В даний час доступні дві підсімейства послідовної Flash-пам'яті, що доповнюють одна одну, з можливістю стирання сектора або сторінки: Послідовна Flash-пам'ять із секторним стиранням та сторінковим програмуванням: серія M 25 Pxx (повністю у виробництві) Послідовна Flash-пам'ять із сторінковим стиранням та програмуванням: серія M 45 PExx (це нова серія, доступні зразки, розгортається повне виробництво). Якщо розглянути різні види мікросхем послідовної довготривалої пам'яті з високою щільністю, то M25Pxx з тактовою частотою 25 MГц виявляються значно швидше, ніж інші типи схем Flash-пам'яті з послідовною вибіркою. Сімейство послідовної Flash-пам'яті ST дозволяє завантажувати в оперативну пам'ять 1 Мб за 43 мс за мінімальної кількості команд, що робить їх зручними у використанні. Технічні та програмні засоби захисту оберігають збережену інформацію від перезапису. Для зниження споживаної потужності ці мікросхеми працюють від одного джерела живлення від 2,7 до 3,6 і мають режим зниженого енергоспоживання, в якому споживаний струм менше 1 мкА. Крім того, чотирипровідний інтерфейс значно зменшує кількість висновків пристрою, що використовуються для управління передачею даних по шині, що забезпечує високу інтеграцію та меншу вартість порівняно з іншими подібними схемами. Мікросхеми пам'яті серії M25Pxx випускаються у широкому та вузькому S08, LGA та MLP корпусах. Для оцінки та програмування M 25 PXX є зручний програматор/зчитувач. Цей програматор підключається безпосередньо до комп'ютера та забезпечує користувачеві прямий доступ та керування послідовною Flash-пам'яттю M 25 xxx у будь-якій конфігурації. M45PExx - серія мікросхем енергонезалежної пам'яті високої продуктивності, що володіє вищою зернистістю, ніж раніше. Будь-яка сторінка 256 Байт може бути окремо стерта і запрограмована, а команда Write передбачає можливість модифікування даних на байтовому рівні. Крім того, архітектура M45PExx оптимізована щонайменше необхідного прикладного програмного забезпечення. Для модифікування однієї сторінки в 256 байт потрібен час 12 мс для запису, 2 мс для програмування або 10 мс для стирання. Це робить високопродуктивні мікросхеми послідовної енергонезалежної пам'яті M45PExx дуже зручними для використання в додатках, що вимагають зберігання великої кількості даних, що часто змінюються. Спеціалізовані мікросхеми пам'яті мають індивідуальні характеристики для конкретних додатків або розробляються відповідно до вимог, що пред'являються. Вони засновані на стандартних матрицях пам'яті зі специфічною електричною схемою введення-виведення та спеціалізованою внутрішньою логікою. Ці вироби засновані на послідовній EEPROM і включають логіку додатків типу комп'ютерного монітора " Plug and Play " зі стандартом VESA, комп'ютерні модулі DRAM та інших. Серед даних мікросхем можна назвати М 24164 - 16 K б каскадується EEPROM із спеціальною адресацією, можливістю використання 8 пристроїв каскадом на одній шині та спеціальною адресацією, що використовується при конфліктах на шині I 2 C . Інша спеціалізована мікросхема, яка може знайти широке застосування на нашому ринку є M 34 C 00 - електронний дескриптор плати, призначений для зберігання невеликих електронних нотаток про плату . У M34C00 можна зберігати реєстраційний номер, заводські установки (за замовчуванням), настройки користувача, дані про події протягом терміну служби плати, відомості про відмови і сервісне обслуговування будь-якої плати та ін. Дана мікросхема має 3 банки по 128 біт (один не стирається ( OTP-типу), один стандартний банк EEPROM та один стандартний банк EEPROM з можливістю постійного захисту від запису), двопровідний I? C шинний послідовний інтерфейс, живлення від 2,5 до 5,5 В, корпус SO 8 або TSSOP 8, робочий діапазон температур - 40 … + 85°C . Безконтактні мікросхеми пам'яті є специфічним продуктом. За класифікацією їх з одного боку можна віднести до спеціалізованих EEPROM, а з іншого боку їх можна виділити як самостійний вид пам'яті, який останнім часом отримує дуже широке застосування в різних сферах. Компанія ST брала участь у розробці нового стандарту ISO для безконтактної комунікаційної пам'яті - ISO 14443 тип В (реалізований у мікроконтролерних пристроях на Smartcard на транспорті та багатьох інших додатках), а також ISO 15693 та ISO 18000. В даний час ST пропонує нову серію мікросхем безконтактної пам'яті та безконтактних мікросхем зв'язку з радіочастотним інтерфейсом для додатків типу міток, радіочастотної ідентифікації (RFID) та безконтактних систем доступу з використанням спеціалізованих мікросхем пам'яті. Зазначимо особливості деяких мікросхем цього типу популярних російському ринку. мікросхема SRIX 4 K має 4096 біт EEPROM з OTP, двійковий лічильник і захист запису. Відповідає стандарту ISO 14443-2/3 тип B. Має патентовану компанію France Telecom функцію антиклонування. Працює на несучій частоті 13,56 М Гц з частотою 847 кГц, що піднесе, частота зі швидкістю передачі даних 106 кбіт/с. Використовується амплітудна модуляція (ASK) даних при передачі зі зчитувача на карту та двійкова фазова модуляція (BPSK) для передачі з картки на зчитувач. мікросхема LRI 512 має 512 біт із блокуванням на рівні блоку даних. Вона повністю відповідає стандарту ISO 15693 (до 1 метра) та вимогам E . A. S. Працює на несучій частоті 13,56 M Гц з 1/4 і 1/256 імпульсним кодуванням на високій та низькій швидкості передачі даних на одній або двох частотах, що піднесуть. Виробляється амплітудна модуляція даних під час передачі з зчитувача на карту та манчестерське кодування під час передачі з картки на зчитувач. У мікросхемі CRX 14 є вбудований у чіп механізм радіозв'язку з протоколом та модуляцією за стандартом ISO 14443 типу B (радіоінтерфейс). Має патентовану France Telecom функцію антиклонування. Забезпечує послідовний доступ до бази на частоті 400 кГц по двопровідній послідовній шині I? C з можливістю з'єднання по одній шині з вісьмою CRX 14. Має буфер 32 байти для вхідного та вихідного пакета та вбудований обчислювач циклічного надлишкового коду (CRC calculator). Випускається в корпусі S 016 Narrow (стислий). Компанія ST є однією з небагатьох компаній, що здійснюють розробку та виробництво мікросхем енергонезалежних ОЗП (NVRAM). Рішенням ST, що дозволяє забезпечити збереження даних ОЗП при збоях і втрати зовнішнього живлення, є використання резервного живлення (мініатюрної літієвої батареї), безпосередньо зверху розташованої мікросхеми або на системній платі. Виходячи з завдань розв'язуваних з використанням ОЗП, ST виробляє чотири типи мікросхем NVRAM: супервізори, ZEROPOWER ® NVRAM, Послідовний годинник реального часу (Serial RTC) і TIMEKEEPER ® NVRAM . Виділяють два класи супервізорів: супервізори мікропроцесорів (мікропроцесор supervisor) та супервізори енергонезалежних ПЗУ (NVRAM supervisor), і навіть можлива комбінація обох класів. Основними функціями супервізора мікропроцесора (µ P) є моніторинг напруги та функція сторожового таймера (Watchdog). Більшість супервізорів мікропроцесорів включають ці функції. У комбінованих мікросхемах можлива інтеграція та інших функцій. Основними функціями супервізора NVRAM є моніторинг напруги з перемиканням батареї та захист запису. Монітор напруги оберігає мікропроцесор (і систему) шляхом контролю напруги джерела живлення та генерації сигналу СКИДАННЯ (RESET) для переходу мікропроцесора в початковий стан при неприпустимо низькому значенні напруги живлення. Ця опція називається низький Напруга Виявлення (LVD) - "Виявлення низької напруги". При включенні живлення монітор напруги також видає сигнал RESET доти, доки напруга живлення не стабілізувалася. Ця опція називається Потужність - on скидання (POR) - "Скидання при включенні живлення". Вбудована з хема перемикання аварійної батареї контролює напругу зовнішнього джерела живлення. Коли воно падає нижче за певний поріг перемикання, відбувається перемикання на батарейне живлення, що забезпечує безперервну подачу напруги до малопотужного статичного ОЗУ (LPSRAM) для збереження в ньому даних. Інтегрована схема захисту запису контролює напругу зовнішнього джерела живлення і, коли воно падає нижче за деякий пороговий рівень, закриває доступ до LPSRAM . Іноді для отримання енергонезалежної ОЗУ розробники вирішують завдання їх створення замість використання модулів, що є в наявності. Стандартне малопотужне ОЗП (SRAM) може бути перетворене в NVRAM шляхом додавання батареї живлення, схеми захисту запису та схеми перемикання батарейного живлення. Компанія ST має кілька пристроїв, які інтегрують усі ці функції. Крім того, батарея та кварц інтегровані в корпус типу SNAPHAT ®, що спрощує завдання розробки NVRAM рішення. Так як для безперебійного живлення годинника реального часу потрібно перемикач батареї і ланцюг захисту запису, то це природно викликає бажання мати годинник реального часу в супервізорі NVRAM. У ST є три мікросхеми, які мають таку комбінацію – це мікросхеми M41ST85, M48T201 и M48T212 . Всі ці три пристрої включають функції супервізора мікропроцесора: POR, LVD і сторожового таймера. Супервізори NVRAM з годинником реального часу мають назву "Супервізор TIMEKEEPER ® . Однією з останніх розробок ST є мікросхема M41ST87 у корпусі SOX28 призначена для використання у касових машинах. Цей супервізор цілеспрямовано розроблений для додатків, які потребують високого ступеня захисту даних та безпеки. Мікросхеми M41ST87 комбіновані зі схемами виявлення несанкціонованого доступу зі стиранням вмісту пам'яті всередині супервізора для забезпечення безпеки віддалених пристроїв типу касових терміналів та терміналів кредитних карток. Вони в одному новому 28-штирковому корпусі компанії ST типу SOIC (SOX28) інтегровані супервізор NVRAM, послідовний годинник реального часу та мікропроцесорний супервізор. У корпусі SOX28 крім кристала розміщено і кварц на 32 кГц, що зменшило профіль та розмір контактної площі мікросхеми. Доступні по живленню в 3 і 5 В версіях, мікросхеми M41ST87 інтегрують багато різних функцій і використовують своє резервне джерело живлення від зовнішньої батареї або зазвичай наявний в системах, економлячи ще й вартість. Схема виявлення несанкціонованого доступу має два незалежні введення, кожен з яких може бути конфігурований для декількох різних схем підключення. Після виявлення явища несанкціонованого доступу, варіанти можливостей користувача включають очищення внутрішніх 128 байтів RAM, посилку переривання до системного мікропроцесора і спеціальний висновок сигналу для очищення зовнішньої RAM. Ці функції запобігають доступу до вразливих даних (напр., пароль користувача), що містяться в будь-якій оперативній пам'яті, так само як і переривання для системного процесора, який буде інформований щодо прориву захисту. Ці функції забезпечуються також під час роботи мікросхем M41ST87 як із батарейним живленням. Інші опції захисту включають виявлення збою тактового генератора і тимчасову автоматичну мітку при виявленні несанкціонованого доступу. Крім того, M41ST87 забезпечує користувача унікальним 64-розрядним порядковим номером. Корпус мікросхем M41ST87 із вбудованим кварцем також сприяє забезпеченню безпеки. Крім економії простору та вартості, пов'язаної із системотехнічними роботами, кварц закритий від доступу ззовні. Крім того, він краще захищений від впливів природного середовища. З урахуванням всіх факторів можна стверджувати, що таке рішення ST дозволяє зменшити вартість системи загалом. Супервізор NVRAM мікросхем M41ST87 може використовуватися для управління малопотужною ОЗП. Тут задіяні такі вбудовані схеми: схема автоматичного перемикання батареї, схема роздільної здатності доступу (Chip - Enable Gate) для захисту ОЗУ від запису та монітор батареї. Це дозволяє користувачеві створити NVRAM, використовуючи резервну батарею M41ST87 для дублювання живлення LPSRAM . В основі мікросхеми M41ST87 лежать програмовані, з батарейним живленням годинник реального часу з регістрами лічильників, які простежують час і дату з роздільною здатністю в межах від сотих часток секунд до сотень років. Звернення до них здійснюється за інтерфейсом I 2 C із частотою 400 кГц. Сформовані з використанням малопотужної КМОП технології, ОЗУ схеми годинника реального часу M41ST87 організовано як 256x8 біт, з регістрами по 21 байт і має 128 байт власної NVRAM плюс 8 байт відведеної на унікальний порядковий номер. Мікропроцесорний супервізор мікросхем M41ST87 включає дві незалежні схеми попереднього попередження про збій живлення (PFI/PFO) з опорною напругою компараторів 1,25 В, схему скидання, яка може запускатися від декількох джерел по двох входах, і схему виявлення падіння стабілізованого напруги живлення скидання. Як джерело скидання може використовуватися і сторожовий таймер з програмованим часом очікування від 62,5 мсек до 128 сек. Крім того, як джерела скидання можуть бути сконфігуровані і ланцюги виявлення несанкціонованого доступу. Один або обидва ланцюги PFI / PFO можна використовувати не тільки для попереднього попередження про збій живлення, але і для управління ланцюгами повторного включення. Таким чином, при використанні M41ST87 можна контролювати до трьох різних напруг живлення (включаючи Vcc). Низькопрофільний корпус SOX28 займає мало простору на платі (2,4 х10,42, 41 мм, включаючи висновки). Мікросхеми M87ST40 працюють в індустріальному діапазоні температур від -85°С до +XNUMX°С. Для рішень з поверхневим монтажем та високою щільністю ОЗУ компанія ST пропонує використовувати окремо супервізор та кілька LPSRAM. Таке багатокристальне рішення часто вимагає менше місця на платі, ніж інші рішення, і набагато нижчі за вартістю, ніж гібридні DIP. Користувачі можуть підключати до відповідного супервізора NVRAM компанії ST різну кількість LPSRAM, що дозволяє конфігурувати широке розмаїття щільностей та можливостей. Типові комбінації включають: - 16 Мбіт, 3 або 5 В SMT рішення, що використовує M40Z300 супервізор без верхньої батареї з чотирма малопотужними ОЗУ типу M68Z512; - 1 Мбіт або 4 Мбіт, 3 В SMT рішення, що використовує M40SZ100W SNAPHAT ® супервізор та малопотужні SRAM типу M68Z128W або M68Z512W. Мікросхеми серії ZEROPOWER ® отримали свою назву за здатність зберігати дані за відсутності зовнішнього мережного живлення. Вони складаються з двох основних компонентів: малопотужної ОЗП (LPSRAM) і супервізора NVRAM (рис. 4). Типове ОЗУ типу LPSRAM споживає зазвичай менше одного мкА при роботі тільки з батареєю і може зберігати дані протягом декількох років при використанні мініатюрної літієвої батарейки. Супервізор NVRAM складається з двох основних схем: схеми перемикання батареї та схеми захисту запису. Схема перемикання батареї перемикає LPSRAM живлення від системного стабілізованого джерела живлення (Vcc) на батарейне живлення (Vbat). Ця схема здійснює контроль за Vcc і коли воно починає падати, живлення LPSRAM перемикається на резервну батарею.
При зниженні Vcc меншого порогового значення мікропроцесор може вести себе нестійко, і це може призвести до помилкових записів і навіть очистити зміст ОЗУ. Схема захисту запису закриває мікропроцесору доступ до LPSRAM для запобігання такій ситуації. Усі мікросхеми ZEROPOWER ® NVRAM компанії ST мають такі ж можливості, і ніяких інших зовнішніх схем при цьому не потрібно. В даний час випускаються мікросхеми з інтегрованими на одному кристалі супервізором NVRAM та LPSRAM із щільністю до 256 кбіт та нижче. Для вищих щільностей поки що використовуються дві окремі мікросхеми.
Мікросхеми NVRAM компанії ST доступні у різних корпусах. Основним корпусом для поверхневого монтажу (SMT) є корпус SNAPHAT ® (Рис. 5а). Мікросхема у корпусі SOH 28 має стандартне розташування висновків SRAM, а батарея кріпиться зверху на застібках, що забезпечує її легку заміну. Корпус типу CAPHAT (рис. 5б) має батарею, що не від'єднується. Він рекомендується для додатків, які використовують монтаж "через отвір". Для рішень з монтажем "через отвір" та високою щільністю ОЗУ пропонується гібридний корпус DIP, в якому LPSRAM та супервізор – окремі мікросхеми, встановлені на загальній друкованій платі разом із батареєю (рис. 15с). В даний час доступні щільності ОЗП до 16 М біт. З урахуванням потреб розробників, одним із останніх ZEROPOWER ® NVRAM є мікросхема M 48 Z 32 V у низькопрофільному корпусі. Мікросхема M48Z32V має LPSRAM c щільністю пам'яті 32 Kx8 при живленні 3,3 В. Низькопрофільний корпус SOIC з 44 штирьками, височить над монтажною платою всього на 0.12 "(3,05 мм), що надає користувачам велику гнучкість при компонуванні плати і знімає для проектувальників проблеми габаритів" по висоті. мікросхема M48Z32V має вбудований комутатор аварійного батарейного живлення та ланцюги захисту від запису при збоях живлення суміщені з 256 кбіт малопотужною SRAM. Час доступу цих мікросхем становить 35 нс для M48Z32V-35MT1 і 70 нс для M48Z32V-70MT1. Використовуючи лише 200 нА (тип при 40° C), M48Z32V може зберігати дані протягом десятирічного терміну служби батареї з ємністю 18 мА/год. Ця мікросхема сумісна з системами, які вже містять літієві батареї на платі. Поєднання низькопрофільного корпусу з вартістю M48Z32V дозволяє використовувати її як вдале рішення NVRAM у багатьох додатках. При використанні своїх контактів для підключення до будь-якого батарейного живлення мікросхема M48Z32V може використовуватися як звичайне асинхронне статичне ОЗУ для будь-якого мікропроцесора або мікроконтролера. Мікросхема M48Z32V виробляється у корпусі SO44, який аналогічний корпусу ST типу SOH44 SNAPHAT®, але без верхньої батареї. Вона живиться від джерела 3,3 (±10%) і працює в комерційному діапазоні температур (від 0 до 70° C).
Мікросхеми TIMEKEEPER ® NVRAM засновані на використанні базової технології NVRAM ST. Так як у мікросхемах ZEROPOWER ® NVRAM застосовується батарейне живлення, то додавання годинника реального часу істотно розширює можливості мікросхем NVRAM та області їх застосування. Своя назва TIMEKEEPER ® такі мікросхеми отримали саме через наявність годинника реального часу з календарем, який видає в систему точний час, день і дату навіть за відсутності зовнішнього системного живлення (рис. 6). Мікросхеми TIMEKEEPER ® NVRAM виготовляються на базі ZEROPOWER ® NVRAM, до яких додається схема годинника/календаря реального часу, включаючи кварцовий генератор на 32 кГц. Схема перемикання аварійного живлення, використовувана для збереження даних LPSRAM використовується також і для RTC . Аналогічно, для захисту запису RTC застосовується і схема захисту запису NVRAM . Генератор RTC оптимізований харчування та його споживання не перевищує 40 nA. Принцип роботи годинника реального часу полягає у використанні генератора 32 кГц з наступним розподілом частоти декількома лічильниками. Перший лічильник ділить частоту генератора на 32,768 і його виході виходить сигнал із частотою однією герц. Наступний лічильник вважає кількість секунд, і щохвилини видає сигнал на лічильник хвилин. Наступні послідовні лічильники продовжують розподіл частоти вниз до видачі одного імпульсу століття. Для керування числом днів у кожному місяці та обліку високосного року використовується додаткова логіка. Дані на виходах лічильників відповідають поточному часу та даті. Ці параметри переносяться до області розподіленої пам'яті NVRAM і фігурують як прості адреси осередків ОЗУ. Користувачі зчитують/записують час та дату шляхом читання/запису цих адрес у просторі NVRAM . Буфери забезпечують "безшовне" читання/запис даних RTC. При читанні RTC кадр захоплених даних про поточний стан реального часу зберігається в буферах, звідки і проводиться зчитування даних мікропроцесором. Наявність кадру даних гарантує незмінність часу у процесі чергового циклу зчитування мікропроцесором. Аналогічно протягом циклу запису, буфера затримують дані, що надходять від мікропроцесора, і чекають кінця циклу запису інформації "день-дата-час" для одночасної передачі лічильникам годин, що надійшли даних. Реєстри RTC відображаються в пам'яті LPSRAM. Для цього задіюється від 8 до 16 байт LPSRAM. День, дата, час зчитуються і записуються як звичайних адрес ОЗУ. Маючи у своєму складі ZEROPOWER NVRAM, мікросхеми TIMEKEEPER NVRAM зберігають і всі їх основні особливості, включаючи відсутність додаткових зовнішніх схем. При щільності пам'яті до 256 кбіт годинник реального часу і супервізор NVRAM інтегровані на одному кристалі з LPSRAM. Для вищих щільностей пам'яті використовується окрема мікросхема LPSRAM. Залежно від технології виконання, компоненти, що становлять мікросхему, можуть розміщуватися в одному "гібридному" корпусі, або ж на одній підкладці в окремому корпусі ІС (технологія упаковки TIMEKEEPER ®, що розвивається). Подібно до мікросхем TIMEKEEPER ® NVRAM послідовний годинник реального часу (Послідовний RTC) відстежують поточний час навіть за відсутності зовнішнього системного питания. Замість стандартного асинхронного паралельного інтерфейсу SRAM послідовні RTC використовують послідовну шину. Пристрої ST випускаються у двох версіях послідовного інтерфейсу промислового стандарту: I? C і SPI. Дані мікросхеми виготовляються на основі TIMEKEEPER NVRAM шляхом зменшення кількості NVRAM до декількох байт і зміни інтерфейсу до одного зі стандартів, перерахованих вище. Більшість пристроїв Послідовний РТК містять у собі перемикач батареї, ланцюги захисту запису та багато інших сучасних функцій мікропроцесорного супервізора, наприклад, скидання живлення та сторожового таймера (рис. 7). Для програм, які не потребують резервування або потребують лише короткострокового резервування з використанням конденсатора, компанія ST випускає простіші та дешевші пристрої Serial RTC, наприклад, M 41 T 0 и M 41 T 80 .
Мікросхеми повнофункціональних послідовних годинників реального часу ST мають багато функцій мікропроцесорного супервізора. Наприклад, M 41 T 81 - це Serial RTC з інтерфейсом I2C 400 кГц, Alarm, програмованим Watchdog, програмованим генератором меандра, у корпусі SO 8 або SOX28 типу SOIC (з вбудованим у корпус кварцом). Мікросхема M 41 T 94 є першим пристроєм Serial RTC ST c інтерфейсом SPI. У ній є інтегровані схеми P R / LVD, програмований Watchdog, Alarm, можливість підключення кнопки скидання. Мікросхема випускається у корпусах SO 16 та SOH 28 SNAPHAT ® . Мікросхема Serial RTC M 41 ST 84 з інтерфейсом I2З 400 кГц виділяється розширеними можливостями мікропроцесорного супервізора. Крім функцій P R / LVD, програмованого Watchdog і Alarm вона забезпечує функцію раннього попередження про збій живлення (PFI / PFO) і скидання по входу. Виготовляється у корпусі SO 16. Сучасні мікросхеми NVRAM компанії ST досягли такого рівня інтеграції, що деякі з них (M41ST85, M41ST87 и M41ST95) можна класифікувати як Serial RTC і як TIMEKEEPER ® супервізори. Досягнутий рівень інтеграції дозволяє тепер розміщувати кварц безпосередньо в монолітному корпусі мікросхеми поряд із кристалом, а не виносити його до верхньої батареї. Прикладом такого рішення, що забезпечує підвищення надійності та безпеки, є мікросхема М41СТ85МХ6 . Поряд із високо інтегрованими мікросхемами SERIAL RTC компанія ST випускає пристрої, що містять мінімум необхідного для безперервної видачі в систему реального часу. До таких пристроїв належать мікросхеми. M 41 T 0 и M 41 Т 80. Вони містять повний набір лічильників часу та враховують особливості високосних років. До додаткових можливостей цих пристроїв відносяться програмований сигнал аварії з функцією обробки переривань, програмований вихідний меандр і окремий висновок сигналу з частотою 32 кГц, що використовується як вхідний еталонний сигнал для тактових генераторів інших мікросхем. Маючи такі можливості, ці мікросхеми покривають потреби додатків у значній частині споживчого ринку. Мікросхеми M41T0 та M41T80 мають послідовний інтерфейс промислового стандарту I2C 400 кГц і працюють в індустріальному інтервалі температур від -40 о C до +85 про C. Виробні в корпусах для поверхневого монтажу, обидва пристрої працюють від джерела живлення з напругою від 2 до 5,5 В при малому споживанні струму. Наприклад, M41T0 споживає лише 900 нА в черговому режимі та 35 мкА в активному режимі (при типовому живленні 3,0 В). M41T80 споживає 1,5 мкА у черговому режимі (при типовому живленні 3,0 В) і лише 30 мкА в активному режимі (при максимальній напрузі живлення 3,0 В). Крім основного завдання хронометрування, в мікросхемі M41T0 є опція стопового біта генератора для виявлення догляду частоти тактового генератора через зменшення напруги живлення. Що стосується M41T80, його властивості хронометрування доповнені програмованим перериванням по сигналу Alarm з режимами повтору, спеціальним виведенням частоти 32 кГц і вихідним програмним меандром з частотою від 1 Гц до 32 кГц . Спеціалізований висновок частоти 32 кГц може використовуватися для управління мікропроцесорами та мікроконтролерами зі схемою фазової синхронізації тактового генератора, яка потребує 32 кГц як зразок. Крім того, цей висновок може використовуватися для тактової синхронізації мікросхем при їх роботі на режимах з малою потужністю. Висновок 32 кГц розрахований для умов постійної роботи, але може бути заблокований програмним забезпеченням користувача. Функція аварійного сигналу (Alarm) мікросхеми M41T80 має режим із повторенням Alarm від одного разу на рік до одного разу на секунду. Функція програмування меандру дозволяє програмувати частоту від 1 Гц до 32 кГц з множником 2.
Мікросхема M41T80 легко з'єднується по шині I2C 400 кГц з майже будь-якими мікропроцесорами та мікроконтролерами (рис. 8), а при додаванні зовнішнього діода та конденсатора, вона може завжди підтримати мікроконтролер при короткочасній відмові живлення. Оскільки шина I2C працює з відкритим стоком, то немає проблем щодо узгодження напруги між мікропроцесором та M41T80 і для розв'язки по напрузі достатньо використовувати один діод. При використанні конденсатора з ємністю 1 F і напругі живлення Vcc рівним 3,3 В, очікуваний час забезпечення резервного живлення становить приблизно 10 днів. Мікросхеми M41T80 випускаються у малорозмірному корпусі типу SO8. Можливе постачання і в корпусі TSSOP8. Найбільш простим пристроєм із серії мікросхем SERIAL RTC ST є мікросхема M 41 T 0, розроблена з урахуванням M41T00, M41T0. У цього пристрою немає перемикача батареї та програмного калібрування годинника, але є функція виявлення збою генератора та інтерфейс I2C з 400 кГц. мікросхема M41T0 при використанні зовнішнього конденсатора з ємністю 1 F при живленні 3,3 може забезпечити резервне живлення тривалістю до двох тижнів. Верхня батарея для мікросхем NVRAM компанії ST поставляється окремо, і це обов'язково треба враховувати під час замовлення даних схем. Мікросхеми пам'яті типу NVRAM виробляються й іншими компаніями, але в багатьох із них знайти тих особливостей, які притаманні компонентам компанії ST . Мікросхеми NVRAM STMicroelectronics відрізняються в першу чергу вищою інтеграцією, наявністю вбудованого перемикача батареї та можливістю програмного калібрування годинника, для чого використовується програмне забезпечення (доступно на сайті ST). Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Найшвидший комплект оперативної пам'яті
▪ розділ сайту Цифрова техніка. Добірка статей ▪ стаття Теорія організації. Шпаргалка ▪ стаття Як ми засинаємо? Детальна відповідь ▪ стаття Начальник відділу авторських програм. Посадова інструкція ▪ стаття Рідкий столярний клей. Прості рецепти та поради ▪ стаття Ланцюг, про який ти не знаєш. Фізичний експеримент
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page