芯片接口,时序,访问速度等同SRAM完全兼容的NVSRAM

zhangdinghua

nvSRAM-在一个芯片中集成了SRAM与EEPROM
那些强大的处理器系统往往把高可靠性放在系统性能的首位，这就需要一种近乎完美的数据存储方案，来自德国ZMD公司的nvSRAM(non-volatile Static Random Access Memory)就提供了一种全世界唯一的、性能卓越的数据存储解决方案。
nvSRAM不仅仅是提供了一个快速的SRAM（快速地读写操作），而且也包括了一个EEPROM (non-volatile data retention).，每个SRAM核同时也配置了一个EEPROM核，他们是一一对应的。nvSRAM同时包括了复杂的逻辑控制电路，提供给用户便利的功能，并使他们得到安全的数据存储。

nvSRAM的典型应用包括工业控制和汽车电子，同时也包括医疗及测量系统。在极端环境下，如果数据的可靠性存储需要得到保证，那么nvSRAM将是一种完美的解决方案。
在各种数字设备中，nvSRAM可以用于保存各种紧急数据。在小型化的应用中，可以将数据存储器与程序存储器集中在一片nvSRAM中，以此来减少电路板上IC的数目，提高了系统的灵活性及性能。具有快速访问特性的nvSRAM是测量及医疗应用中的理想的数据存储方案，测量的数据可以保存在SRAM中，然后在系统正常下电或者系统突然掉电时，将数据转移进EEPROM中。
对于微处理器系统而言，nvSRAM的另一个重要特性就是简单而快速的重编程，这可以应用于那些需要程序及参数下载的应用中，包括智能化传感器、执行器以及工业控制网络等。nvSRAM的另外一个优点就在于RAM/ ROM中的任意一个区域都可以用于处理器运行数据存储区域。
外表是SRAM，内部却是EEPROM
除了SRAM阵列以外，nvSRAM还包括对应的 EEPROM 阵列，每个SRAM核都有EEPROM核与之相对应。
nvSRAM具有两种操作模式，SRAM模式与非易失性模式，
在SRAM模式中，存储器可以像普通的静态RAM一样操作，SRAM可以读写无限次，且读写访问时间小于25ns，所有的nvSRAM都是以字节方式组织的。
在非易失性模式中，数据从SRAM中保存进EEPROM中（STORE操作），或者从EEPROM回读至SRAM中（RECALL操作），STORE和RECALL可能会按下面的方式开始。
在系统上电或者下电时，自动开始STORE或者RECALL操作。
通过软件序列或者硬件信号，由用户控制开始STORE或者RECALL操作。
一旦STORE和RECALL周期开始后，SRAM的进一步输入输出便被禁止，直至周期结束，片上的STORE和RECALL控制单元控制数据在SRAM与EEPROM之间转移
在任何时间，几毫秒之内SRAM中的数据就可以被存储于EEPROM中，数据可以写进EEPROM中至少10万次，从EEPROM中读出数据至SRAM中的次数是没有限制的，nvSRAM保证数据从上一次保存周期结束后可以至少保存十年以上，它保证在芯片调换时或者未来电压突然中断时，数据不会丢失。
制造工艺与电路设计
ZMD的nvSRAM采用0.8 μm制造工艺，这种工艺采用双多晶硅与双金属层结构，数据非易失性存储能力是由另外的oxynitride层提供的（SiliconNitrideOxidSilicon），这种存储原理与采用浮动门（floating gates.）技术的EEPROM及FLASH有着显著的不同，高压MOS管已经集成在芯片中，以产生非易失性存储时的高压。nvSRAM的复杂的功能需要由很多的模拟技术提供，比如电容、电阻以及二极管等。

易失性存储器由使用四晶体管结构的高负载能力的flip-flops完成的，这种结构使得拥有高效面积以容纳大容量内存阵列成为可能。
非易失性存储是采用双EEPROM单元完成的，它与每个SRAM核直接相联，在SRAM模式，EEPROM核与SRAM核是独立的，它们仅在STORE和RECALL操作时与SRAM核相连。
nvSRAM核的的一个特别优点就在于它使用了在一个SRAM核中使用两个EEPROM核的方法来提供不同的信息，这种结构保证了在一个较宽的温度范围内数据的安全性及长时间的保存，所有的内存阵列都是采用并行的方法来保存数据，一个非易失性的STORE操作包含了两个内部步骤：
第一个步骤是通过产生一个负10V的电压擦除EEPROM内容，此时他们与SRAM核没有相连。
第二个步骤是将SRAM与EEPROM核相连，非易失性存储操作（STORE）通过产生一个正的12V电压来完成，编程与擦除电压通过片上的充电泵产生。充电泵由一个高精度的能量参考电路控制的，此电路在较宽的电压与温度范围内有着非常高的稳定性。
在整个内存阵列中，RECALL操作也是采用并口方法来完成的，为了将非易失性信息由EEPROM中转移到SRAM中，SRAM的内容首先必须被彻底清除，紧跟着EEPROM与SRAM内核相连完成RECALL操作，在这个过程中，EEPROM的编程门电压必须严格保持为0V，以防止在RECALL操作过程中对保存的非易失性数据造成任何影响。
在PowerStore的nvSRAM中，集成了一个电压传感器，当系统电压丢失时，它自动执行一个非易失性存储操作。电压阀值的精度是由内部的电压参考电路完成的。
nvSRAM的类型
HardStore nvSRAM
控制管脚上的信号控制nvSRAM中的数据从SRAM保存进EEPROM上（STORE），或者从EEPROM回读至SRAM中（RECALL）。
SoftStore nvSRAM
一个预定义的六个连续的SRAM读操作控制nvSRAM中的数据从SRAM保存至EEPROM中（STORE），或者从EEPROM回读至SRAM中（RECALL）。
PowerStore nvSRAM
数据从SRAM保存至EEPROM中，是在内部的电压传感器控制下自动执行的，当传感器检测到操作电压跌落低于一个最小值的时候，会自动启动保存操作，保存数据的能量是由外部的一个联接至电容能量管脚的电容提供，或者由系统固有容性提供能量。
CapStore nvSRAM
数据从SRAM转移至EEPROM中是在电压检测器的控制下自动执行的，当电压检测器检测到操作电压跌落低于一个最小值时，自动启动保存操作，保存数据的能量由一个内部的电容提供。
所有类型的nvSRAM在系统上电时自动执行回读操作（RECALL）。
PowerStore和CapStore可以提供硬件或者软件的保存（STORE）或者回读（RECALL）操作，除了在系统下电或者掉电时转移数据是自动执行的。

prgray

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