Слика 1: Блок дијаграм на медицински стимулација уред со помош на надворешна меморија за поддршка на напредна функционалност
Првиот предизвик за систем архитекти е да се идентификуваат на правилниот систем на чип (СПЦ) или микроконтролерот да служи како срцето на системот. Таа мора да биде способен за обезбедување на саканиот перформанси, додека истовремено намалување на буџетскиот моќ на севкупниот систем е.
Периферни уреди, како што се надворешните мемории, сензори, и телеметрија интерфејси мора да се спореди со СПЦ / микроконтролер перформанси, а исто така ја поддржуваат компактна форма фактор и ефикасна потрошувачка на енергија.
избори меморија
Избраниот уред обично се интегрира два вида на мемории, блиц и SRAM.
Флеш е релативно бавно пишувам, не-Сам меморија која ги поддржува ограничен број на запишување циклуси. Тоа се користи за да се одржи фиксни или бавно менување на податоци како што се примена код, информации за системот, и / или пост-процесирање логови податоците на корисникот.
SRAM е брз пристап, Сам меморија која овозможува неограничен издржливост пишуваат циклус. Тоа се користи за чување на привремено податоците од овој систем кандидира време.
Како систем за комплексноста се зголемува, така код за комплексноста на повеќе математички функции и алгоритми. Внатрешен капацитет на-чип меморија може да биде доволен. Пренослив медицински системи често се потребни дополнителни складирање, која бара дизајнерите да се зголеми внатрешна меморија со надворешна меморија (Слика 1).
А ниска моќност надворешна меморија може да се користи за RAM меморија проширување, обично една SRAM со екстремно ниски активни и чекање за струја. Опции за не-Сам складирање вклучуваат блиц, EEPROM, MRAM, и F-RAM меморија.
Сериски флеш меморијата се користи за не-Сам програма и складирање на податоци експанзија поради неговата ниска цена и достапноста на висока густина. Меѓутоа, таа има релативно висока потрошувачка на енергија, со што се намалува работниот век на батеријата-базирани уреди.
Некои апликации замени Дел од меморијата со EEPROM, но тоа се уште не е батеријата-пријателски, особено кога операции вклучуваат широк пишува на EEPROM. Таа, исто така го отежнува примената кодот дизајн.
Магнетно резистивни RAM (MRAM) има неограничен пишуваат издржливост. Нејзината неповолна положба, сепак, е дека таа троши многу високо активна и режим на подготвеност струи и е подложно на магнетни полиња, кои може да ја оштетите складирани податоци. Затоа, овие карактеристики го прават тоа несоодветни во батеријата-управувана медицински помагала.
Ferroelectric RAM (F-RAM), има неколку клучни предности во преносни медицински помагала и тоа има висока издржливост пишуваат циклус.
медицински компликации
Слика 2: Потрошувачка на енергија по 4Мб запишување (μJ) за не-Сам меморија технологии
ограничен пишуваат издржливост на EEPROM и блиц создава потенцијални проблеми за медицинските помагала кои треба да логови чување на податоци кои постојано се ажурираат. Флеш понуди издржливост од редот на 1E + 5 и EEPROM е 1E + 6. F-RAM запишување издржливост на циклус е 1E + 14 (или 100 трилиони). Ова им овозможува на уредите да бидат во можност да се најавите на повеќе податоци, без да се спроведе комплексни носат израмнување алгоритми и над-обезбедување на дополнителен капацитет (Слика 3).
Втората предност е тоа што внатрешната архитектура на Ф-RAM троши наредба на големината пониски активна енергија од плаќање-базирани уреди блиц или EEPROM меморија (Слика 2).
На пример, Excelon Ф-овни од Cypress поддршка мирување, длабоко моќ надолу и хибернираат неактивен режим на работа. Спроведувањето на овие во некоја апликација може да ја намали потрошувачката на енергија за околу два реда на големина во комбинација со понизок режим на активна моќност.
Слика 3: Издржливост споредба циклус за не-Сам меморија технологии
EEPROM и FLASH бараат дополнителни страница на страницата на страницата / страница-пишуваат циклуси, со што се зголемува активното време на системот за пишување на операции. Несреќната не-нестабилност на F-RAM меморијата овозможува системи со батерии целосно да го исклучите напојувањето или побрзо да го испуштите системот во режим на низок напој за да го намалите активното време и активната струја.
Ова, исто така, ја подобрува сигурноста во апликациите кои имаат прецизни временски услови каде што податоците се изложени на ризик за време на грешка. F-REM клетките се исто така многу толерантни за разни видови зрачење, вклучувајќи ги и рендгенските зраци и гама зрачењето и се имуни на магнетни полиња, за заштита на снимените податоци.
Некои уреди со F-RAM, како што е Excelon LP, обезбедуваат корекција на корекција на чип (ECC), кои можат да ги детектираат и исправат еднократните грешки во секој 64-битен податочен збор, зголемувајќи ја осетливоста на податоците на податоците на системот за податоци на системот. F-RAM меморија, исто така, поддржува контролирана максимална струја (т.е. Inrush тековната контрола помала од 1,5 mA) за да се спречи прекумерно испуштање на батеријата.
F-RAM меморија може да биде сместен во пакување што е ефикасен простор. На пример, Excelon LP нуди до 8Mbit и е достапен во индустрискиот стандард осум-пински SOIC и минијатурни пакети од осум пински GQFN со автопат до 50MHz SPI I / O и 108MHz QSPI (Quad-SPI) I / O.
Ф-РАМ е практично бесконечна издржливост, инстант не-нестабилност и ниска потрошувачка на енергија им овозможуваат на дизајнерите на системот да ги комбинираат и податоците и функциите на RAM и ROM и ROM-от во рамките на една меморија.
Ром-базирани технологии, вклучувајќи маски-ROM, OTP-EPROM, и Nor-Flash, не се нестабилни и се ориентирани кон апликации за складирање на код.
Nand-Flash и EEPROM, исто така, можат да служат како нестабилна меморија на податоци. Овие сите бараат компромис, бидејќи тие вршат код и складирање на податоци со ниски перформанси во споредба со алтернативните спомени.
Овие технологии се фокусираат на пониски трошоци, што бара компромис на леснотија и / или перформанси.
Technologies базирани на RAM меморија служат како меморија на податоци, а исто така и како работен простор за извршување на кодот кога извршувањето од Flash се покаже премногу бавно. RAM меморијата обезбедува мешавина на код и функционалност на податоци, но неговата испарлива природа ја ограничува неговата употреба за привремено складирање.
Преносливите апликации бараат оптимизирани перформанси во колку што е можно повеќе компоненти.
Користењето на повеќе типови на меморија може да доведе до неефикасност, го комплицира дизајнот на кодот и обично троши повеќе енергија.
Ефикасноста и сигурноста на F-RAM овозможуваат единствена мемориска технологија да се справи со кодот и податоците.
Таа има издржливост за поддршка на логирање на податоци за висока фреквенција при намалување на трошоците на системот, зголемување на ефикасноста на системот и намалување на сложеноста на системот.
