Uma memória mais inteligente para dispositivos IoT

De modo geral, fico tão animado quanto qualquer pessoa quando ouço que alguém está prestes a lançar um novo chip de memória flash de 8 bits ... o que quer dizer que não. De vez em quando, porém, surge algo que me faz pensar:“Uau! Agora isso é inteligente! ”

Há duas coisas importantes a serem observadas sobre os tradicionais chips de memória flash de 8 bits. Primeiro, eles estão em todos os lugares, aparecendo na Internet das coisas (IoT), IoT industrial (IIoT), medição inteligente, automação residencial, produtos eletrônicos de consumo e dispositivos de monitoramento médico, para citar apenas alguns. Em segundo lugar, eles são muito burros no esquema das coisas.

Ambos os aspectos inspiraram os espertos chaps e chappesses da Adesto Technologies a apresentar seus dispositivos FusionHD. Além de levar o conceito de memória de consumo ultrabaixo para o próximo nível, os chips FusionHD apresentam um conjunto de recursos inteligentes para atender às necessidades dos produtos de próxima geração.

Programando os malandros
Dispositivos tradicionais de memória flash de 8 bits são normalmente organizados como blocos de dados de 4 kilobits (kb). Para programar até mesmo pequenas quantidades de dados, um bloco de memória inteiro deve ser alterado. Isso envolve ler o bloco de 4 kb em um cache temporário, modificar os dados no cache e apagar o bloco de 4 kb no flash (isso leva um tempo significativo e a CPU tem que manter o controle do dispositivo flash para monitorar progresso).

A última etapa é a reprogramação do bloco de 4 kb, onde a programação é realizada em 128 bits ou 256 bits por vez. Isso significa que páginas de 32 × 128 bits ou páginas de 16 × 256 bits devem ser gravadas para reprogramar o bloco de 4 kb. A CPU deve iniciar e monitorar cada evento do programa de página, o que significa que ela deve permanecer acordada, queimando os ciclos do processador enquanto a programação ocorre, em vez de ir dormir ou realizar tarefas mais úteis.

Em comparação, os chips FusionHD reduzem drasticamente os requisitos de supervisão da CPU. Começamos com o fato de que FusionHD é capaz de apagar e programar uma página de 128 bits ou um bloco de 4 kb, economizando tempo e energia valiosos para pequenos pacotes de dados. Isso é complementado por um comando de leitura-modificação-gravação, em que um único comando permite que até 128 bits de dados sejam armazenados. Este processo é totalmente automático e não requer intervenção da CPU.

Agora, esta é uma das partes realmente inteligentes (sem trocadilhos) porque uma das coisas sobre os dispositivos de memória flash de 8 bits é que as funções dos pinos são definidas. Quatro dos pinos são ocupados pela interface SPI, que costumava realizar a comunicação bidirecional de comandos e dados entre a CPU e a memória flash. Bem, os garotos e garotas da Adesto bolaram um plano astuto (um plano tão astuto que você poderia colocar um rabo nele e chamá-lo de doninha). Depois que a CPU envia o comando para iniciar a gravação dos dados na memória, ela reprograma um de seus pinos de interface SPI para atuar como uma interrupção acionada por borda, após o que pode realizar outras tarefas, economizando tempo, ou ir dormir, economizando energia. Quando o chip flash conclui sua operação de gravação, ele aciona a interrupção para alertar a CPU para o fato de que está pronto para novas instruções.

Tampão SRAM flexível
Cada memória flash possui um buffer interno SRAM, que é usado para desacoplar a velocidade do array da memória flash interna da velocidade da memória externa. Quando os dados são carregados neste buffer, eles são gravados automaticamente no array flash.

O problema aqui é que a memória flash se desgasta porque cada ciclo de apagamento e programa causa danos mínimos às células da memória flash. Como resultado, após aproximadamente 100.000 ciclos de apagamento e programa, uma célula de memória flash pode falhar.

A resposta do FusionHD para este enigma é um buffer SRAM flexível no qual os dados podem ser gravados sem o início automático do ciclo do programa. Isso significa que a CPU pode adicionar novos dados .... [mais]