Mynd 1: Block skýringarmynd af læknisfræðilegum örvun tæki með ytra minni til að styðja háþróaður virkni
Fyrsta áskorunin fyrir kerfi arkitekta er að bera kennsl á rétt kerfi á flís (SOC) eða microcontroller til að þjóna sem hjarta kerfisins. Það verður að vera fær um að veita tilætluðum árangri jafnframt að draga úr styrk fjárhagsáætlun í heild kerfi er.
Útlæga tæki, svo sem ytri minningum, skynjara, og telemetry tengi skulu vera sambærileg við SOC / microcontroller árangur, en einnig styðja a samningur mynd þáttur og skilvirka orkunotkun.
minni val
Sem valið Tækið almennt sameinar tvær tegundir af minningum, glampi og SRAM.
Flash er tiltölulega hægur-skrifa, non-rokgjarnra minni sem styður takmarkaður fjöldi skrifa lotum. Það er notað til að halda föstum eða hægur breytast gögn, svo sem kóða forritsins, kerfi upplýsingar, og / eða eftir vinnslu notandi gögn logs.
SRAM er a fljótur-aðgangur, rokgjarnra minni sem veitir ótakmarkaðan skrifa hringrás þrek. Það er notað til að geyma tímabundið hlaupa-tími kerfi gögn.
Sem kerfið flókið eykst, svo er númer flókið fyrir mörgum stærðfræði virka og reiknirit. Innri um flís minni getu getur verið ófullnægjandi. Flytjanlegur læknis kerfi þarf oft viðbótarrými, þurfa hönnuðir að auka innra minni með ytra minni (mynd 1).
A lágmark máttur ytra minni geta vera notaður fyrir RAM stækkun, yfirleitt gegn SRAM með afar lítilli virkum og biðtíma straumur. Valkostir fyrir non-rokgjarnra geymsla eru glampi, EEPROM, MRAM og F-RAM.
Serial glampi minni er notað fyrir non-rokgjarnra program og geymslu gagna stækkun vegna litlum tilkostnaði og aðgengi að hár þéttleika. Hins vegar hefur það tiltölulega mikla orkunotkun, sem dregur úr starfsleyfi líf rafhlaða-undirstaða tæki.
Sum forrit skipta hluta af minni með EEPROM, en þetta er samt ekki rafhlaða-vingjarnlegur, sérstaklega þegar rekstur annars felast skrifar til EEPROM. Það flækir einnig umsókn kóða hönnun.
Magneto-raunviðnám RAM (MRAM) hefur ótakmarkað Skrifa úthald. Ókostur þess er hins vegar að það eyðir mjög há virk og biðskjá strauma og er næm segulsviði sem geta spillt geymt gögn. Þessir eiginleikar þess vegna gera það ekki við hæfi í rafhlaða-ganga lækningatæki.
Ferroelectric RAM (F-RAM), hefur nokkra helstu kosti í flytjanlegur lækningatæki og það hefur mikla afskrift hringrás þrek.
fylgikvillar
Mynd 2: Orkunotkun á 4MB skrifa (μJ) fyrir non-rokgjarnra minni tækni
Hið takmarkaða skrifa þrek um EEPROM og blikka skapar hugsanleg vandamál fyrir lækningatæki sem þarf til að geyma gögn logs sem eru stöðugt að uppfæra. Flash býður þrek þeirra á röð af 1e + 5 og EEPROM er 1E + 6. The F-RAM skrifa hringrás úthald er 1E + 14 (eða 100000000000000). Þetta gerir tæki til að vera fær til að skrá þig fleiri gögn án þess að þurfa að framkvæma flókin slits efnistöku reiknirit og yfir-ákvæðinu frekari getu (mynd 3).
Annað kostur er að innri arkitektúr F-RAM eyðir stærðargráðum lægri virka orku en ákæra byggir glampi eða EEPROM geymsla tæki (mynd 2).
Til dæmis, Excelon F-hrútar frá Cypress stuðningi biðstöðu, djúpa máttur niður og leggjast í vetrardvala aðgerðalaus ham. Innleiða þessar inn umsókn getur dregið úr orkunotkun um það bil tvær stærðargráðum ásamt neðri virka máttur ham.
Mynd 3: Þrek hringrás samanburður fyrir non-rokgjarnra minni tækni
EEPROM og Flash krefjast viðbótar síðu-program / síðu-skrifa hringrás sinnum, þannig að auka virkan tíma til að skrifa aðgerð. F-RAM er nánasta óstöðugleiki, gerir rafhlöðubúnaðarkerfi kleift að slökkva á aflgjafa eða fljótt að sleppa kerfinu í lágmarksstillingu í lágmarki til að draga úr virkum tíma og virkum straumum.
Þetta eykur einnig áreiðanleika í forritum sem hafa nákvæmar tímasetningar kröfur þar sem gögn eru í hættu meðan á máttur stendur. F-RAM frumur eru einnig mjög þola ýmsar gerðir af geislun, þar á meðal röntgengeislum og gamma geislun og eru ónæmur fyrir segulsviðum, til að vernda skráð gögn.
Sumir F-RAM tæki, svo sem Excelon LP, bjóða upp á Correction Code (ECC) sem hægt er að greina og leiðrétta einfalda villur í hverri 64 bita gagnaorð, auka gagnstæða gagnvirka gagnrýni á kerfinu. F-RAM styður einnig stjórnað hámarksstraum (þ.e. að koma í veg fyrir núverandi stjórn minna en 1,5 mA) til að koma í veg fyrir of mikið af rafhlöðunni.
F-RAM getur verið hýst í umbúðum sem er pláss-duglegur. Til dæmis, Excelon LP býður upp á allt að 8mbit og er í boði í iðnaðarstaðlinum átta pinna soic og litlu átta pinna GQFN pakka með afköst allt að 50MHz SPI I / O og 108MHz QSPI (Quad-SPI) I / O.
F-RAM er nánast óendanlegur þrek, augnablik óstöðugleiki og lítil orkunotkun leyfa kerfishönnuðum að sameina bæði RAM-og ROM-undirstaða gögn og aðgerðir innan eins minni.
ROM-undirstaða tækni, þar á meðal Mask-ROM, OTP-Eprom og Nor-Flash, eru ekki rokgjarn og eru stilla í átt að kóða geymslu forritum.
Nand-Flash og EEPROM geta einnig þjónað sem óstöðugt gögn minni. Þessir þurfa allir að koma í veg fyrir málamiðlun, þar sem þeir framkvæma bæði kóða og gagnageymslu með lágmarkspróf samanborið við aðra minningar.
Þessi tækni leggur áherslu á lægri kostnað, sem krefst mikillar notkunar og / eða frammistöðu.
RAM-undirstaða tækni þjóna sem gögn minni og einnig sem vinnusvæði fyrir kóða framkvæmd þegar framkvæma frá Flash reynir of hægur. RAM veitir blöndu af kóða og gögnum virkni, en rokgjarnt náttúran takmarkar notkun þess að tímabundinni geymslu.
Portable forrit krefjast bjartsýni árangur í eins fáir þættir og mögulegt er.
Með því að nota margar minnisgerðir geta leitt til óhagkvæmni, flækir kóðahönnun og eyðir venjulega meiri orku.
Skilvirkni og áreiðanleiki F-RAM gerir það mögulegt fyrir eina minni tækni til að takast á við bæði kóða og gögn.
Það hefur þolgæði til að styðja við hátækni gögn skógarhögg meðan að lækka kerfi kostnað, auka kerfi skilvirkni og draga úr kerfi flókið.
