Потрібен енергонезалежний об'єм пам'яті з майже необмеженою здатністю операцій читання / запису

Мені потрібно рішення пам'яті, яке буде використовуватися для відстеження накопиченого рахунку на проекті, що базується на мікроконтролері.

Під накопиченим підрахунком я маю на увазі сказати, що мікроконтролер використовує це місце пам'яті, щоб зберігати підрахунок події. Кількість потрібно зберігати під час відключення електроенергії, отже, потреба в НЕЗАПАДНОМУ пам'яті.

Крім того, часто відбувається збільшення події підрахунку, тому в пам'ять буде багато записів, отже, я вагаюся використовувати EEPROM.

Кращим інтерфейсом для зв'язку буде I2C, але інші альтернативи вітаються.

У верхній частині голови я передбачаю, що мікросхема енергонезалежної пам’яті SRAM з низькою потужністю, з можливістю живлення від резервного акумулятора, як монета, при відключенні живлення.

Три типи енергонезалежних пам'яті відповідають вашим потребам у порядку доступного розміру:

• Носіть вирівняний EEPROM / FLASH.
• Резервне копіювання акумулятора SRAM.
• ФРАМ.

З точки зору вартості найкраща FRAM. Все, що вам потрібно, знаходиться всередині мікросхеми, включаючи резервні конденсатори для завершення запису. Однак доступні розміри низькі.
Резервне копіювання акумуляторної батареї SRAM - це велика і витратна матеріали.
Знос рівня EEPROM для вирівнювання зносу вимагає прошивки.

Ось що я зробив на продукт, який все ще знаходиться у масовому виробництві.

• Зберігайте всі параметри та лічильники в оперативній пам'яті
• Підключіть лінію переривання до детектора порогу напруги живлення
• Коли спрацьовує перерва, вимкніть все, що споживає живлення (більшість периферійних пристроїв, світлодіодів тощо) та створіть резервну копію всієї ОЗУ, щоб миготіти.

Виявилося, що між тригером низької напруги та часом, коли ІС управління електроживленням запустив і зачинив усе (впорядковано), пройшло приблизно 10-20 мс. Працює це чи ні, залежить від накопичення енергії у вашому джерелі живлення, але навіть невеликий джерело може досить сповільнити це, щоб ви могли надійно записати невеликий набір даних.

Стверджується, що переключення MRAM (магніторезистивної оперативної пам’яті) має фактично нескінченну витривалість при записі (вони не знають жодного механізму, який спричинив би їх зношення). Я не знаю жодних подібних чіпів, які говорять про I2C, тому вам доведеться погодитися на SPI. Ось одна така частина: https://www.digikey.com/product-detail/en/everspin-technologies-inc/MR25H256ACDF/819-1064-ND/8286370

Здається, ви можете просто використовувати чіп або модуль годин RTC. У них є резервне копіювання акумулятора, додаткова SRAM для даних користувачів та поставляються з інтерфейсом I2C.

Або просто використайте MCU з SRAM-накопичувачем акумулятора, щоб не потрібні зовнішні компоненти.

Cypress робить те, що вони називають енергонезалежним SRAM . Це стандартний SRAM, який автоматично створює резервну копію при відмові живлення. Оскільки він записує лише енергонезалежну пам'ять при відключенні живлення, він має потенційно набагато більшу довговічність. Він випускається в серійній та паралельній версіях. Це може бути трохи зайвим, оскільки найменший - 64 Кбіт.

При нормальній роботі nvSRAM поводиться як звичайний асинхронний SRAM, використовуючи стандартні сигнали та синхронізацію. nvSRAM виконує зчитування та запис паралельного довільного доступу з швидкістю 20 нс.

При відключенні живлення nvSRAM автоматично зберігає копію даних SRAM в енергонезалежну пам'ять, де дані захищені протягом більше 20 років. Передача між SRAM та енергонезалежною пам'яттю повністю паралельна, що дозволяє завершити операцію за 8 мс або менше без будь-якого втручання користувача.

При включенні живлення nvSRAM повертає дані в SRAM, і робота системи продовжується з того місця, де вона припинилася. nvSRAM також надає керовані користувачем програмні команди STORE та RECALL команди ініціації, а також керовану користувачем апаратну команду STORE у більшості версій.

Для єдиної 4-байтної змінної EEPROM було б абсолютно нормально.

Скажімо, ви пишете це раз на секунду, і у вас є типовий 32 Кбіт EEPROM, і ми йдемо з консервативною витривалістю 100 000 циклів запису.

Ви можете записати свої 4 байти 8000 разів, перш ніж вам потрібно зробити очищення. Отже, це має бути в 800 мільйонів разів, що ви можете написати це навіть за допомогою консервативної оцінки.

Зараз на рік припадає лише 31,5 мільйонів секунд, тож за один раз на секунду потрібно 25 років, щоб досягти низької оцінки витривалості EEPROM.

Тут є маса варіантів, але справжньою проблемою є запобігання пошкодження даних. Втрати потужності під час запису можуть пошкодити дані. I2C є хорошим варіантом для уникнення цього, оскільки, наприклад, за допомогою SPI ви зможете виявити, що запис (з точки зору пам'яті) з’являється для завершення на півдорозі через оновлення скажімо 4 байтів 32-бітного слова. I2C трохи міцніший, але лише трохи.

Моєю порадою було б зберігати 4 копії цінності. Таким чином, навіть якщо запис буде перервано, два завжди будуть відповідати.

FRAM або подібне, мабуть, найкращий варіант.