È necessario un CI di memoria non volatile con capacità di lettura / scrittura quasi illimitate

Ho bisogno di una soluzione di memoria che verrà utilizzata per tenere traccia di un conteggio accumulato in un progetto basato su microcontrollore.

Per conteggio accumulato, intendo dire che il microcontrollore utilizza questa posizione di memoria per tenere conto dell'occorrenza di un evento. Il conteggio deve essere preservato durante le interruzioni di corrente, quindi la necessità di memoria NON VOLATILE.

Anche il verificarsi dell'evento di incremento del conteggio è frequente, quindi ci saranno molte scritture in memoria, quindi la mia esitazione a usare EEPROM.

L'interfaccia di comunicazione preferita sarà I2C, ma altre alternative sono benvenute.

Dalla parte superiore della mia testa, immagino un CI di memoria volatile a bassa potenza SRAM con la possibilità di essere alimentato da una batteria di riserva come una pila a bottone su power-down.

Tre tipi di memoria non volatile soddisfano le tue esigenze, in ordine di dimensioni disponibili:

• Indossare EEPROM / FLASH livellato.
• Batteria di backup SRAM.
• FRAM.

In termini di costi, FRAM è la migliore. Tutto ciò che serve è all'interno del chip, compresi i condensatori di backup per completare la scrittura. Tuttavia le dimensioni disponibili sono basse.
La batteria di backup SRAM è ampia e costosa nei materiali.
La EEPROM a livello di usura richiede un firmware per gestire il livellamento dell'usura.

Ecco cosa ho fatto su un prodotto ancora in produzione in serie.

• Conserva tutti i parametri e i contatori nella RAM
• Collegare una linea di interruzione a un rilevatore di soglia della tensione di alimentazione
• Quando si attiva l'interrupt, spegnere tutto ciò che consuma energia (la maggior parte delle periferiche, LED, ecc.) E eseguire il backup di tutta la RAM per il flash.

Si è scoperto che c'erano circa 10-20 ms di tempo tra il grilletto a bassa tensione e il tempo in cui l'IC di gestione dell'alimentazione è entrato e ha spento tutto (in modo ordinato). Il fatto che funzioni o meno dipende dall'accumulo di energia nel tuo alimentatore, ma anche un alimentatore di piccole dimensioni può rallentarlo abbastanza da poter scrivere un piccolo set di dati in modo affidabile.

Si dice che Toggle MRAM (RAM magnetoresistiva) abbia una durata di scrittura effettivamente infinita (non sono a conoscenza di alcun meccanismo che provocherebbe il logorio della scrittura). Non sono a conoscenza di tali chip che parlano I2C, quindi dovresti accontentarti di SPI. Ecco una di queste parti: https://www.digikey.com/product-detail/en/everspin-technologies-inc/MR25H256ACDF/819-1064-ND/8286370

Sembra che tu possa semplicemente usare un chip o un modulo di clock RTC. Questi hanno il backup della batteria, SRAM extra per i dati dell'utente e sono dotati di interfaccia I2C.

Oppure utilizza una MCU con SRAM alimentata a batteria per iniziare, quindi non sono necessari componenti esterni.

Cypress rende ciò che chiamano SRAM non volatile . È SRAM standard che esegue automaticamente il backup in caso di interruzione dell'alimentazione. Poiché scrive solo nella memoria non volatile in caso di mancanza di corrente, ha una durata potenzialmente molto maggiore. È disponibile in versione seriale e parallela. Potrebbe essere un po 'eccessivo, poiché il più piccolo è 64 KB.

Durante il normale funzionamento, nvSRAM si comporta come una SRAM asincrona convenzionale che utilizza segnali e temporizzazione standard. nvSRAM esegue letture e scritture parallele ad accesso casuale fino a 20 ns.

In caso di mancanza di corrente, nvSRAM salva automaticamente una copia dei dati SRAM nella memoria non volatile, dove i dati sono protetti per oltre 20 anni. Il trasferimento tra SRAM e memoria non volatile è completamente parallelo, consentendo il completamento dell'operazione in 8 ms o meno, senza alcun intervento dell'utente.

All'accensione, nvSRAM restituisce i dati alla SRAM e l'operazione di sistema continua da dove era stata interrotta. nvSRAM fornisce anche i comandi di avvio STORE e RECALL del software controllato dall'utente, nonché un comando STORE hardware controllato dall'utente nella maggior parte delle versioni.

Per una singola variabile a 4 byte, EEPROM andrebbe benissimo.

Diciamo che ci stai scrivendo una volta al secondo e hai una tipica EEPROM da 32 Kb e andiamo con una resistenza conservativa di 100.000 cicli di scrittura.

Puoi scrivere i tuoi 4 byte 8000 volte prima di dover cancellare. Quindi dovrebbero essere 800 milioni di volte che puoi scriverlo anche usando una stima prudente.

Ora ci sono solo 31,5 milioni di secondi in un anno, quindi a una scrittura al secondo ci vorranno 25 anni per raggiungere la stima di fascia bassa della resistenza EEPROM.

Ci sono molte opzioni qui, ma il vero problema è impedire che i dati vengano danneggiati. La perdita di potenza durante una scrittura potrebbe danneggiare i dati. I2C è una buona opzione per evitarlo, perché ad es. Con SPI potresti trovare una scrittura (dal punto di vista della memoria) per completare a metà dell'aggiornamento dicendo 4 byte di una parola a 32 bit. I2C è un po 'più robusto, ma solo un po'.

Il mio consiglio sarebbe di conservare 4 copie del valore. In questo modo, anche se la scrittura viene interrotta, due corrisponderanno sempre.

FRAM o simili è probabilmente l'opzione migliore.