提高智能电表精度新方法,内置高耐度nvSRAM
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周遭世界充斥着各种执行重复性作业的机器,例如智慧电表会读取并记录耗电数据,然后每隔几分鐘再将读取到的数据,上传至区域汇整设备进行重置,并重复之前的动作。其他设备如可携式医疗仪器、工厂生产线设备和无电刷马达等,也都必须进行一连串的量测动作,并对量测数据做出反应,然后再重新开始同样的流程。各式各样的工业产品,如在线式参数记录器、错误记录器、引擎监视器及电池充电器及暖气/通风/空调设备控制器(HVAC)等,也都会运用到重复性事件管理元件。
整体效能大胜EEPROM nvSRAM适于重复性事件应用
在许多应用中,持久性或非挥发性记忆体是处理重复性事件的必备元件。智慧电表绝不能在处理复杂作业时因电力中断而出现故障,因一旦读数流失就必须即时重新撷取,还有可能会遭遇样本遗失、材料损毁,导致营运商和使用者不满等问题。
重复性事件记忆体容量通常仅须16k?2MB,并拥有低成本、低切换杂讯的序列介面,且必须以合理的速度如串列周边介面(SPI)、内部整合电路(I2C)进行随机存取与循序式读取/写入动作。
以往最能符合需求的元件,就是序列式电子可抹除式唯读记忆体(EEPROM),这种平价记忆体在成本、密度及读/写速度方面,都能符合此类应用的需求,但却有两项缺点,其中之一是耐用度有限,一般最高上限仅允许十万次储存;其次是晶片/区块抹写时间有可能超过1秒,设计人员得花很多时间排除这些难题之后,才能享受序列式EEPROM带来的成本优势。专为重复性事件系统量身打造的非挥发静态随机存取记忆体(nvSRAM),运作模式类似SRAM,能进行高速读取、高速写入、随机存取和连续爆发(Burst)模式,但却没有序列式EEPROM或序列式快闪元件在抹写区块与IC资料时作业时间冗长的问题,使用者完全不会感觉到在幕后工作的非挥发性记忆体。
IC一旦侦测到电源异常时,就会自动把所有资料移到非挥发储存元件,在电源中断时储存资料完全不会受损。当电力恢復后,系统会自动把资料移回SRAM,系统会回復到电力中断之前的状态继续运作。
这类非挥发性记忆体的耐用度超过一百万次储存。由于这些储存事件仅在出现电力中断时才会发生,因此对于嵌入式与工业应用而言,如此的耐用度实际上等同于无限。SRAM则是在正常模式下持续运作,具备无次数上限的读取与写入功能。
此外,在这些低密度记忆体中,增加的单元电路会提供nvSRAM处理结果,而且成本很接近序列式EEPROM或序列快闪元件,考量到它对重复性事件应用带来的改良效益,可说是相当划算的选择。