Een slimmer geheugen voor IoT-apparaten

Over het algemeen word ik net zo opgewonden als de volgende persoon als ik hoor dat iemand op het punt staat een nieuwe 8-bit flash-geheugenchip te lanceren... dat wil zeggen helemaal niet. Af en toe komt er echter iets voorbij waarvan ik bij mezelf denk:“Wauw! Dat is slim!”

Er zijn twee belangrijke dingen om op te merken over traditionele 8-bits flash-geheugenchips. Ten eerste zijn ze overal en verschijnen ze in het internet der dingen (IoT), industrieel IoT (IIoT), slimme meters, domotica, consumentenelektronica en medische bewakingsapparatuur, om er maar een paar te noemen. Ten tweede zijn ze behoorlijk dom in het schema van de dingen.

Beide aspecten inspireerden de slimme chaps en chappesses bij Adesto Technologies om hun FusionHD-apparaten te introduceren. Naast het concept van ultra-low-power geheugen naar een hoger niveau te tillen, beschikken FusionHD-chips over een reeks slimme functies om te voldoen aan de behoeften van producten van de volgende generatie.

De kleine boefjes programmeren
Traditionele 8-bits flashgeheugenapparaten zijn doorgaans georganiseerd als gegevensblokken van 4 kilobits (kb) groot. Om zelfs kleine hoeveelheden gegevens te kunnen programmeren, moet een heel geheugenblok worden gewijzigd. Dit omvat het inlezen van het 4-kb-blok in een tijdelijke cache, het wijzigen van de gegevens in de cache en het wissen van het 4-kb-blok in de flash (dit kost veel tijd en de CPU moet het flash-apparaat blijven polijsten om te controleren voortgang).

De laatste stap is het herprogrammeren van het 4-kb-blok, waarbij de programmering 128 bits of 256 bits per keer wordt uitgevoerd. Dit betekent dat er 32 × 128-bits pagina's of 16 × 256-bits pagina's moeten worden geschreven om het 4-kb-blok te herprogrammeren. De CPU moet elke pagina-programmagebeurtenis initiëren en controleren, wat betekent dat hij wakker moet blijven tijdens het branden van processorcycli terwijl het programmeren plaatsvindt, in plaats van te gaan slapen of meer nuttige taken uit te voeren.

Ter vergelijking:FusionHD-chips verminderen de vereisten voor CPU-supervisie drastisch. We beginnen met het feit dat FusionHD in staat is om ofwel een 128-bits pagina of een 4-kb blok te wissen en te programmeren, waardoor kostbare tijd en energie wordt bespaard voor kleine datapakketten. Dit wordt aangevuld met een read-modify-write-opdracht, waarbij een enkele opdracht het mogelijk maakt om maximaal 128 bits aan gegevens op te slaan. Dit proces is volledig automatisch en vereist geen tussenkomst van de CPU.

Dit is een van de echt slimme dingen (geen woordspeling bedoeld) omdat een van de dingen over 8-bit flash-geheugenapparaten is dat de functies van de pinnen zijn gedefinieerd. Vier van de pinnen worden ingenomen door de SPI-interface, die vroeger de bidirectionele communicatie van opdrachten en gegevens tussen de CPU en het flashgeheugen uitvoerde. Nou, de jongens en meiden van Adesto hebben een sluw plan bedacht (een plan dat zo sluw is dat je er een staart aan zou kunnen hangen en het een wezel zou kunnen noemen). Zodra de CPU het commando heeft verzonden om het schrijven van de gegevens naar het geheugen te starten, herprogrammeert het een van zijn SPI-interfacepinnen om te fungeren als een edge-triggered interrupt, waarna het ofwel andere taken kan uitvoeren, waardoor tijd wordt bespaard, of slapen, waardoor energie wordt bespaard. Wanneer de flash-chip zijn schrijfbewerking heeft voltooid, activeert deze de interrupt om de CPU te waarschuwen dat deze klaar is voor nieuwe instructies.

Flexibele SRAM-buffer
Elk flashgeheugen heeft een interne SRAM-buffer, die wordt gebruikt om de snelheid van de interne flashgeheugenarray los te koppelen van de snelheid van het externe geheugen. Wanneer gegevens in deze buffer worden geladen, worden deze automatisch naar de flash-array geschreven.

Het probleem hier is dat het flash-geheugen verslijt omdat elke wis- en programmeercyclus minieme schade aan de flash-geheugencellen veroorzaakt. Als gevolg hiervan kan een flashgeheugencel na ~ 100.000 wis- en programmeercycli defect raken.

FusionHD's antwoord op dit raadsel is een flexibele SRAM-buffer waarin gegevens kunnen worden geschreven zonder dat de programmacyclus automatisch start. Dit betekent dat de CPU nieuwe gegevens kan toevoegen ….[meer]