非易失性存储器

上电时可擦除并且可编程的只读存储器（EEPROM）
使用浮栅技术保存数据的通用非易失性存储器
页写
对存储器长度固定的连续模块进行写操作
等待时间
数据出现在输入缓冲区后，完成EEPROM页写操作需要5 ms时长
写入次数
非易失性存储器单元磨损前，可以对其进行的重写操作次数
耗损均衡技术
一种延长EEPROM写入耐久性的方法，该方法使用8倍的容量和一个软件算法，以便在达到有效地址上的写入耐久性限制之前将存 储移位到未使用的存储器内
赛普拉斯提供行业中最节能和最可靠的多种F-RAM产品系列
F-RAM只消耗最先进的EEPROM的30%的功耗，但提供了比EEPROM高100,000,000倍的擦写周期 容量从4Kb至2Mb，供电电压范围从2.0 V到5.5 V SPI和I2C串行F-RAM产品可以支持SOIC8，DFN8与EIAJ的封装形式 集成实时时钟也在nvSRAM产品中提供
由Siemens生产的可编程逻辑 控制器
路由器Hale Waihona Puke BaiduCisco 生产的
自动老虎机 由IGT生产的
由LSI生产的RAID 卡
001-91769 版本*A 演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
航空子系统由Rockwell Collins生产的
NVRAM产品概述演示 12
赛普拉斯提供了工业中最快的串行nvSRAM产品系列
访问时间范围从20 ns到45 ns，具有无限次的读写周期 容量范围从64Kb到16Mb，供电电压从3.0 V到5.0 V，I/O供电电压为1.8 V 异步的x8、x16、x32 SRAM并行接口并可支持不同的封装类型 并在nvSRAM产品中集成了实时时钟功能
硅 — 氧化硅 — 氮化硅 — 氧化硅 — 硅（SONOS）
晶体管中用于制造非易失性存储器存储单元的绝缘性电荷存储层
非易失性静态随机存取存储器（nvSRAM）
带有SONOS非易失性存储器单元（嵌入式在各SRAM单元内）的快速SRAM存储器，掉电时可以保留数据
电池备份SRAM （BBSRAM）
连接到锂电池的SRAM存储器，掉电时可以保留数据
由Ricoh生产的多功能 打印机
NVRAM产品概述演示
由Oticon生产的数字 助听器
7
并行非易失性存储器术语
非易失性存储器（NVM）
掉电时，仍保留数据的存储器
非易失性随机存取存储器（NVRAM）
允许通过任何随机顺序直接访问存储数据的非易失性存储器
写入次数
非易失性存储器单元磨损前，可以对其进行的重写操作次数
100年
20年
1 条件：最大电流，SPI，从10
MHz到40 MHz，2.7到3.3 V，−40° C到+85° C
NVRAM产品概述演示 6
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
如何开始?
1.
2. 3.
在F-RAM产品列表中选择赛普拉斯串行F-RAM产品，然后点击“Order”订购免费样本
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
4
串行F-RAM是更好的解决方案
简化一个基于EEPROM的通用、 复杂设计… 选择F-RAM作为你的串行的非易失性存 储器解决方案… 为各种应用程序，特别是具有关键任务的应 用程序提供更好的解决方案，并且需要较低 的成本。
ns （nvSRAM）、45 ns （异步SRAM）、35 ns （MRAM），2.7到3.6 V，−40° C到+85° C
NVRAM产品概述演示 11
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
如何入门?
1. 2. 3. 在nvSRAM产品列表中选择赛普拉斯并行nvSRAM产品，然后点击“Order”订购免费样本 下载应用笔记： nvSRAM和BBSRAM之间的比较 通过注册访问在线技术支持：Cypress.com
有害物质的限制（RoHS）
防止在电气组件内使用有害物质的欧盟指令
独立磁盘冗余阵列（RAID）
使用两个或更多磁盘驱动器的存储技术，以下用于冗余性能或提高的性能
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
8
并行NVM的设计问题
1. 许多系统需要使用带有高写入耐久性的快速非易失性存储器
EEPROM
20 MHz
NOR Flash
50 MHz
3.4 MHz
1 MHz
1 MHz
N/A
0 ms
0 ms
5 ms
50 ms
1014
1012
106
105
3 mA
6 mA
10 mA
15 mA
容量范围
非易失性 保留
4Kb - 2Mb
4Kb - 2Mb
1Kb - 1Mb
4Mb - 512Mb
100年
10年
1 低功耗的16Mb异步SRAM
nvSRAM
20 ns
MRAM
35 ns
0 ms
无 无限制 75 mA 256Kb - 16Mb 有 20年 无
0 ms
有 无限制 50 mA 64Kb - 64Mb 无 N/A 无
0 ms
无 无限制 180 mA 256Kb - 16Mb 有 20年 有
2 条件：最大电流、x16、45
赛普拉斯：
是第一个生产F-RAM和nvSRAM产品的公司，拥有25年以上的经验 并且继续大量投资新产品 保证提供的产品满足最严格的汽车和军用标准 承诺长期提供F-RAM和nvSRAM产品 已经销售了10亿片的NVRAM芯片
赛普拉斯提供工业中最快、最节能和最可靠的NVRAM解决方案，以存储和保护世界上最重要的数据
提供电源的额外电容 每一次页写操作的5 ms EEPROM等待时间
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
5
赛普拉斯串行NVRAM对比竞争对手的方案
特性 SPI速度 I2C速度 写延迟 次数 （周期） 激活写 电流1
F-RAM
40 MHz
F-RAM
33 MHz
AEC-Q100
汽车电子协会定义的汽车应用质量和可靠性标准
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
3
串行NVM的设计问题
1. 掉电后，许多电子器件必须将系统数据保存在非易失性存储器内
对于每个页写操作，EEPROM需要保持5 ms的有效供电由于写等待时间限制 所以需要增加额外的电容或电池，以便在掉电时支持页写操作，这样会提高成本并降低其可靠性 重要的任务数据会受到辐射和/或磁域的影响
NVRAM产品概述
赛普拉斯提供行业中最快与 最节能的非易失性RAM解决方案
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
赛普拉斯是NVRAM市场的领导者
赛普拉斯提供最丰富的串行和并行非易失性随机存取存储器产品系列
F-RAM™：行业中最节能的串行NVRAM nvSRAM：行业中最快的并行NVRAM
掉电时，用户保留数据的电池 无电池的并行nvSRAM解决方案
电子游戏
电池占用额外的电路板面积
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
10
赛普拉斯并行NVRAM与竞争对手方案
异步SRAM1 + 电池
45 ns
特性 访问时间 写延迟 电池的要求 次数（周期） 有功写电流2 密度范围 符合有害物质限制（RoHS） 标准 非易失性保留 磁性损坏的风险
2. 许多应用要求的数据记录次数都会超过EEPROM一百万次写周期
在产品生命周期内要提高EEPROM写入耐久性时，需要使用耗损均衡技术 耗损均衡技术需要8倍的x存储器容量和其他软件，因此将加大成本
3. 使用EEPROM会增大了系统功耗
对于5 ms EEPROM的写等待时间的问题 对于需要耗损均衡技术的问题
传统EEPROM或闪存非易失性存储器的写时间较长（> 1 ms），并且写入耐久性受限制 低功耗的异步SRAM具有45 ns左右的访问时间，且需要电池备份，以便掉电时可以存储数据
2. 电池提高成本，增大了设计复杂性，并且降低了可靠性和RoHS标准
电池、功耗管理电路和固件提高了成本和复杂性，并降低了可靠性 由于纽扣电池的使用寿命有限，因此强制规定定期进行维护系统和停机时间 在恢复系统功耗之前，如果电池耗尽，将丢失数据，因此需要快速修复时间 电池含有重金属，违反了RoHS标准
如需要2 x 256Kb 应用在只需要 64Kb容量的系统
需要8倍的EEPROM 的容量用于耗损均衡技术
汽车电子 工业控制
文件系统
智能电表 多功能打印机
控制器
医疗设备
存储器 受损单元
需要提高EEPROM写入耐久性的耗损均衡技术 软件算法EEPROM写入耐久性
F-RAM引脚至引脚的兼容 （对于EEPROM SOIC8）
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
2
串行的非易失性存储器术语
非易失性存储器（NVM）
掉电时，存储器仍保留信息
非易失性随机存取存储器（NVRAM）
非易失性存储器允许完全随机的直接存储数据
铁电性随机存储存储器（F-RAM）
使用铁电技术来保存数据的写速度快、高耐久性和低功耗非易失性存储器
F-RAM 方案将会解决所有这些问题
由于没有写等待时间，因此完成页写操作时不需要增加额外的电容和电池 支持一百万亿个写操作，不需要使用耗损均衡技术 有效功率的功耗比EEPROM的小两倍到五倍 ，因此能够降低系统功耗 F-RAM单元受伽马辐射容差而且不受由磁域造成的损坏
赛普拉斯F-RAM提供一亿次的写操作 而功耗只有EEPROM的30%
001-91769 版本*A
演示者：RHOE 技术负责人：EWOO
NVRAM产品概述演示
9
并行nvSRAM是更好的解决方案
简化一个基于BBSRAM的复杂设计 … 通过选择nvSRAM为并行非易失性存储器 解决方案… 为关键任务的应用程序提供可靠的解 决方案，并且成本较低。
标准的SRAM存储器
RAID存储 工业自动化 运算和网络 航空与国防
nvSRAM可以解决这些问题
提供20 ns读/写SRAM访问时间，不限制耐久性 对于不受限制的周期，掉电时不需要用于保留数据的电池 掉电时可以存储数据而不需要外部功耗管理电路和固件 符合RoHS的要求
赛普拉斯nvSRAM符合RoHS标准，它传统的非易失性存储器更快，并且比BBSRAM解决方案更可靠和更简单
下载F-RAM的SPI指南 通过注册访问在线技术支持：www.cypress.com
由Hyundai生产的信息 娱乐系统
由Hyundai生产的汽车 安全系统
由SEW 生产的 电机控制
智能电子计量仪表 （由Landis + Gyr生产）
001-91769 版本*A 演示者：RHOE 技术负责人：EWOO