1. Irudia: Bloke mediku estimulazioa gailu baten eskema kanpoko memoriarekin funtzionalitate aurreratuak onartzen
sistemako arkitekto lehen erronka da txipa (SoC) edo mikrokontroladore on the eskuineko sistema identifikatzeko sistemaren bihotzean gisa balioko. Nahi den errendimendua eskaini aldi berean, sistema orokorra boterea aurrekontua murrizteko gai izan behar du.
Periferiko gailuak, hala nola kanpoko oroitzapenak, sentsore, eta telemetria interfazeak gisa SoC / performance mikrokontroladore alderatu izan behar dute, halaber, trinkoa forma-faktorea eta energia-kontsumoa eraginkorragoa euskarri bitartean.
Memoria aukerak
aukeratu gailua oro har, bi oroitzapen, flash eta SRAM mota integratzen.
Flash nahiko motela eta idazteko, ez-lurrunkor memoria bat da idazketa ziklo kopuru mugatu bat onartzen duela. It finkoa eduki edo, adibidez, aplikazioaren kodea, sistema-informazioa, eta / edo post-prozesatu erabiltzaileen datuak erregistroak datu motela-aldakor erabiltzen da.
SRAM azkar-sarbidea, lurrunkorrak memoria hori mugagabea idazketa ziklo erresistentzia eskaintzen duena. It aldi baterako run-time sistemaren datuak gordetzeko erabiltzen da.
sistemaren konplexutasuna handitzen den heinean, beraz Kodea anitz funtzio eta algoritmo matematiko egiteko konplexutasuna du. Barne on-chip memoria edukiera nahikoa izan daitezke. Portable sistemetan mediku askotan behar biltegiratze osagarriak, kanpoko memoria (1. irudia) barne-memoria areagotzen diseinatzaile eskatuko.
power baxua kanpoko memoria bat atal RAM hedapen, normalean egungo aktibo eta egonean oso txikiko SRAM bat erabil daiteke. biltegiratze ez-lurrunkor aukerak artean, flash, EEPROM, MRAM, eta F-RAM.
Serie flash memoria ez-lurrunkor programa eta datuak gordetzeko hedapen egiteko erabiltzen da, baita bere kostu baxua eta dentsitate handiko erabilgarritasuna. Hala ere, energia-kontsumoa nahiko handia da, eta horrek jarduten bateria-oinarritutako gailu iraupena murriztu ditu.
Aplikazio batzuk ordezkatu EEPROM batekin memoriaren zati bat, baina hori oraindik ez da bateria errespetatzen, batez ere, eragiketak EEPROM idazten zabala inplikatzeko. halaber, aplikazio kode diseinu zailtzen da.
Magneto-erresistentzia RAM (MRAM) mugagabea idazketa erresistentzia dauka. Desabantaila, ordea, korronte aktibo eta egonean oso handia kontsumitzen duela eta eremu magnetikoak bertan hondatuta gorde daiteke datuak jasan. beraz, ezaugarri hauek egiteko desegokiak bateria-operatu gailu mediko atalean.
Ferroelectric RAM (F-RAM), eramangarria gailu mediko funtsezko abantaila asko ematen ditu eta goi idazteko-ziklo erresistentzia dauka.
Mediku konplikazioak
2. irudia: Energia kontsumoa 4Mb idazketa (μJ) per ez-lurrunkor memoria teknologien
Mugatua idazketa EEPROM eta flash erresistentzia gailuak mediko arazo potentzial biltegiko datuen erregistroak beharra dagoela, etengabe ari eguneratzen dira sortzen. Flash eskaintza 1E + 5 ordena erresistentzia eta EEPROM 1E + 6 da. F-RAM idazketa ziklo erresistentzia The 1E + 14 (edo 100 bilioi) da. Horri esker, gailuak datu gehiago saioa hasteko konplexua higadura-berdinketa algoritmoak eta gehiagoko-xedapen gaitasun osagarriak (Figura 3) ezartzeko beharrik gabe egin ahal izateko.
Bigarren abantaila da F-RAM barne arkitektura dela kontsumitzen magnitude energia txikiagoa aktiboa karga-oinarritutako flash edo EEPROM biltegiratze gailuak (2. irudia) baino aginduetara.
Adibidez, Excelon Cypress laguntza egonean, sakona power behera eta aurrera F-RAM hibernatu idle moduak. Ezartzea hauen aplikazio bat sartu energia-kontsumoa murriztu daiteke magnitude aginduak bi inguru konbinatuta beheko aktiboa power moduan.
3. irudia: Endurance ziklo ez-lurrunkor memoria teknologien konparaketa
EEPROM eta Flash-ek orrialde programa / orrialdeak idazteko ziklo gehigarriak behar dituzte, horrela, sistema aktiboagoa da idazteko eragiketetarako. F-RAM-en berehalako hegazkortasunik gabeko sistemek energia-hornidura erabat itzaltzeko aukera ematen dute, sistema pizteko moduko modu eraginkorrean, bai korronte aktiboa murrizteko.
Horrek, gainera, fidagarritasuna hobetzen du denbora-eskakizun zehatzak dituzten aplikazioetan. F-RAM zelulak ere oso toleranteak dira hainbat erradiazio mota, besteak beste, X izpiak eta gamma erradiazioak eta eremu magnetikoen immunitatea dira, grabatutako datuak babesteko.
F-RAM gailu batzuek, esaterako, Excelon LP-k, txiparen akatsak zuzentzeko kodea (ECC) eskaintzen ditu, 64 biteko datu-hitzetan bit-biteko akatsak antzeman eta zuzendu ditzakeena, sistema kritikoko datuen erregistroen fidagarritasuna handituz. F-RAM-ek kontrolatutako gailurra kontrolatzen du (hau da, korronte korrontearen kontrola 1,5 ma baino gutxiago) bateria gehiegizko alta saihesteko.
F-RAM espazio-eraginkorra den ontzietan egon daiteke. Adibidez, Excelon LP-k gehienez 8mbit eskaintzen ditu eta zortzi pin pin eta miniaturako zortzi pin eta miniatura 50 MHZ spi i / o eta 108mhz QSPI (Quad-spi) i / o.
F-Ram-ek ia erresistentzia infinitua, berehalako hegazkortasuna eta potentzia txikiko kontsumoa ahalbidetzen du sistemaren diseinatzaileek RAM- eta ROM oinarritutako datuak eta funtzioak memoria bakarrean uztartzea ahalbidetzen dute.
ROM oinarritutako teknologiak, maskara-ROM, OTP-EPROM eta Nor-Flash barne, lurrunkorrak ez direnak dira eta kodeen biltegiratze aplikazioetara bideratuta daude.
Nand-Flash eta Eeprom datu-memoria ez-lurrunkorrak izan daitezke. Hauek guztiek konpromisoren bat behar dute, izan ere, kode eta datu biltegia errendimendu baxukoarekin egiten dute oroitzapen alternatiboekin alderatuta.
Teknologia horiek kostu txikiagoan oinarritzen dira, eta horrek erabiltzeko erraztasunak eta / edo errendimendua eskatzen ditu.
RAM oinarritutako teknologiek datuen memoria gisa balio dute eta, gainera, Flash exekutatzerakoan kode exekutatzeko lan-espazio gisa balio dute. RAMak kodea eta datuen funtzionaltasuna nahasten ditu, baina izaera lurrunkorrak aldi baterako biltegira eramaten ditu.
Aplikazio eramangarriek errendimendu optimizatua behar dute ahalik eta osagai gutxienetan.
Memoria mota anitzek erabiltzeak eraginkortasuna ekar dezake, kodeen diseinua konplizatzen du eta normalean energia gehiago kontsumitzen du.
F-RAMren eraginkortasuna eta fidagarritasuna ahalbidetzen du memoria teknologia bakarrerako, bai kodea eta datuak kudeatzeko.
Maiztasun handiko datuen erregistroa babesteko sistema kostua jaistea da, sistemaren eraginkortasuna handituz eta sistemaren konplexutasuna murrizteko.
