Kielelezo 1: kuzuia mchoro wa kifaa cha kuchochea matibabu kwa kutumia kumbukumbu ya nje ili kusaidia utendaji wa juu
Changamoto ya kwanza kwa wasanifu wa mfumo ni kutambua mfumo sahihi kwenye Chip (soc) au microcontroller kutumikia kama moyo wa mfumo. Ni lazima iwe na uwezo wa kutoa utendaji uliotaka wakati huo huo kupunguza bajeti ya nguvu ya mfumo wa jumla.
Vifaa vya pembeni, kama vile kumbukumbu za nje, sensorer, na interfaces za telemetry lazima zifanane na utendaji wa SOC / Microcontroller, wakati pia kusaidia fomu ya fomu ya compact na matumizi ya nguvu ya nguvu.
Uchaguzi wa Kumbukumbu.
Kifaa kilichochaguliwa kwa ujumla kinaunganisha aina mbili za kumbukumbu, flash na SRAM.
Flash ni kumbukumbu ya polepole-kuandika, isiyo ya tete ambayo inasaidia idadi ndogo ya mzunguko wa kuandika. Inatumiwa kushikilia data ya kudumu au ya polepole kama vile msimbo wa maombi, maelezo ya mfumo, na / au kumbukumbu za mtumiaji baada ya kusindika.
SRAM ni upatikanaji wa haraka, kumbukumbu tete ambayo hutoa unlimited kuandika mzunguko uvumilivu. Inatumiwa kuhifadhi data ya muda wa muda wa kukimbia.
Kama utata wa mfumo huongezeka, hivyo code ina utata kwa kazi nyingi za hisabati na algorithms. Nguvu ya kumbukumbu ya ndani ya chip inaweza kuwa haitoshi. Mifumo ya matibabu ya portable mara nyingi inahitaji hifadhi ya ziada, inahitaji wabunifu kuongeza kumbukumbu ya ndani na kumbukumbu ya nje (Kielelezo 1).
Kumbukumbu ya nje ya nguvu inaweza kutumika kwa upanuzi wa RAM, kwa kawaida SRAM yenye kazi ya chini sana na ya sasa. Chaguo kwa hifadhi isiyo ya tete ni pamoja na Flash, EEPROM, MRAM, na F-RAM.
Kumbukumbu ya Kiwango cha Serial hutumiwa kwa mpango usio na tete na upanuzi wa kuhifadhi data kwa sababu ya gharama zake za chini na upatikanaji wa densities ya juu. Hata hivyo, ina matumizi ya nishati ya juu, ambayo hupunguza maisha ya uendeshaji wa vifaa vya betri.
Baadhi ya maombi hubadilisha sehemu ya kumbukumbu na eEprom, lakini hii bado haifai betri, hasa wakati shughuli zinahusisha kinaandika kwa EEPROM. Pia inahusisha kubuni ya msimbo wa maombi.
RAM ya sumaria (MRAM) ina uvumilivu usio na ukomo. Hasara yake, hata hivyo, ni kwamba hutumia mikondo ya juu sana na ya kusubiri na inahusika na mashamba magnetic ambayo yanaweza kuharibu data iliyohifadhiwa. Kwa hiyo sifa hizi zinafanya kuwa haifai katika vifaa vya matibabu vya betri.
RAM ya Ferroelectric (F-RAM), ina faida kadhaa muhimu katika vifaa vya matibabu vya simu na ina uvumilivu wa juu wa kuandika.
Matatizo ya matibabu
Kielelezo cha 2: Matumizi ya Nishati kwa 4MB Andika (μJ) kwa teknolojia zisizo za tete za kumbukumbu
Uvumilivu wa kuandika mdogo wa EEPROM na Flash hujenga masuala ya uwezo wa vifaa vya matibabu ambavyo vinahitaji kuhifadhi kumbukumbu za data ambazo zinaendelea kusasishwa. Flash hutoa uvumilivu juu ya utaratibu wa 1E + 5 na Eeprom ni 1e + 6. F-RAM kuandika uvumilivu wa mzunguko ni 1E + 14 (au trilioni 100). Hii inawezesha vifaa kuwa na uwezo wa kuingia data zaidi bila ya kutekeleza algorithms ngumu ya kuvaa na uwezo wa ziada (Mchoro 3).
Faida ya pili ni kwamba usanifu wa ndani wa F-RAM hutumia maagizo ya ukubwa wa nishati ya chini ya nguvu kuliko vifaa vya msingi vya malipo au vifaa vya hifadhi ya EEPROM (Kielelezo 2).
Kwa mfano, Excelon F-RAM kutoka kwa usaidizi wa msaada wa cypress, nguvu ya kina na njia za hibernate. Utekelezaji wa haya katika programu inaweza kupunguza matumizi ya nguvu na takriban amri mbili za ukubwa pamoja na mode ya chini ya nguvu.
Kielelezo cha 3: Ulinganisho wa mzunguko wa uvumilivu kwa teknolojia zisizo za tete za kumbukumbu
EEPROM na Flash zinahitaji nyakati za ziada za ukurasa / ukurasa-kuandika nyakati, hivyo kuongeza mfumo wa kazi kwa ajili ya shughuli za kuandika. F-RAM ya haraka isiyo ya tete inaruhusu mifumo ya betri ili kuzima kabisa nguvu au haraka zaidi kushuka mfumo katika hali ya chini ya nguvu ya kutosha ili kupunguza muda wote na kazi ya sasa.
Hii pia inaboresha kuaminika katika maombi ambayo yana mahitaji ya wakati sahihi ambapo data ina hatari wakati wa kosa la nguvu. Seli za RAM pia zinavumilia sana kwa aina mbalimbali za mionzi, ikiwa ni pamoja na X-rays na mionzi ya gamma na ni kinga ya mashamba ya magnetic, kulinda data iliyorekodi.
Vifaa vingine vya F-R, kama vile ExceLON LP, hutoa msimbo wa kurekebishwa makosa ya chip (ECC) ambayo inaweza kuchunguza na kusahihisha makosa moja kwa kila neno la data 64-bit, na kuongeza usambazaji wa kumbukumbu ya data ya mfumo muhimu. F-RAM pia inasaidia kiwango cha sasa cha kudhibiti (yaani udhibiti wa sasa wa chini ya 1.5 MA) ili kuzuia kutokwa kwa kiasi kikubwa cha betri.
F-RAM inaweza kuingizwa katika ufungaji ambayo ni nafasi ya ufanisi. Kwa mfano, Excelon LP inatoa hadi 8Mbit na inapatikana katika sekta ya kiwango cha nane-pin na miniature pakiti nane-pin gqfn kwa njia ya hadi 50MHz SPI I / O na 108MHZ QSPI (Quad-SPI) i / o.
F-RAM ya karibu ya uvumilivu usio na nguvu, papo isiyo ya tete na matumizi ya chini ya nguvu kuruhusu wabunifu wa mfumo kuchanganya data zote za RAM- na Rom-msingi ndani ya kumbukumbu moja.
Teknolojia-msingi, ikiwa ni pamoja na mask-rom, OTP-EPROM, na NO-Flash, sio tete na inaelekezwa kuelekea maombi ya kuhifadhi msimbo.
Kiwango cha nand na EEPROM pia inaweza kutumika kama kumbukumbu ya data isiyo ya tete. Hizi zote zinahitaji maelewano fulani, kwani hufanya msimbo wote na kuhifadhi data na utendaji wa chini ikilinganishwa na kumbukumbu mbadala.
Teknolojia hizi zinazingatia gharama ya chini, ambayo inahitaji biashara ya urahisi wa matumizi na / au utendaji.
Teknolojia ya msingi ya RAM hutumikia kama kumbukumbu ya data na pia kama nafasi ya kazi ya utekelezaji wa kificho wakati wa kutekeleza kutoka flash hupungua sana. RAM hutoa mchanganyiko wa code na utendaji wa data, lakini asili yake inakabiliwa na matumizi yake kwa kuhifadhi muda mfupi.
Maombi ya portable yanahitaji utendaji ulioboreshwa katika vipengele vichache iwezekanavyo.
Kutumia aina nyingi za kumbukumbu kunaweza kusababisha ufanisi, inakabiliwa na muundo wa kificho na kawaida hutumia nishati zaidi.
Ufanisi na uaminifu wa F-RAM hufanya iwezekanavyo teknolojia ya kumbukumbu moja kushughulikia kanuni na data.
Ina uvumilivu wa kusaidia magogo ya data ya juu wakati wa kupunguza gharama ya mfumo, kuongeza ufanisi wa mfumo na kupunguza utata wa mfumo.
