Ein Daten-Airbag für sichere Energienetze

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Aufbau und Einsatz des nicht-flüchtigen Speichers

Ein nvSRAM (non-volatile SRAM) verfügt in jeder Speicherzelle über ein nicht-flüchtiges SONOS (Silizium-Oxid-Nitrid-Oxid-Silizium) Flash-Speicherelement. Die Datenspeicherung erfolgt Zelle für Zelle über eine parallele Schnittstelle. Der komplette Inhalt eines SRAMs lässt sich in nur 8 ms speichern. Die bisherige Lösung sah die Datenspeicherung aus einem schnellen flüchtigen Memory in ein Flash über ein Standardbussystem vor. Aufgrund der begrenzten Speichergeschwindigkeit kann es in vielen Anwendungen bei einem Spannungsabfall zu einem Verlust der Daten kommen.

Die robuste, kostenoptimierte SONOS-Technologie ermöglicht die nicht-flüchtige Speicherung aller Daten bei einem unvorhersehbaren Abfall der Betriebsspannung unter einen definierten Wert in z.B. weniger als 15 ms. Der nicht-flüchtige Speicherbaustein bietet daneben die für SRAMs typischen Vorteile wie kurze Zugriffszeiten und unbegrenzte Lese- und Schreibzyklen (R/W Endurance). Der Hersteller gibt 100 Jahre nicht-flüchtige Data Retention an.

Das von Anvo-Systems gerade vorgestellte nicht-flüchtige Speicherprodukt ist das serielle nvSRAM ANV32AA1W mit einer hohen Speicherkapazität von 1 Mbit. Der Baustein mit Double Memory-Architektur weist eine Organisation von 128k Worten zu je 8 Bit auf und unterstützt SPI Modes 0 und 3. Besonders hervorzuheben ist die hohe Taktrate von 66 MHz. Das nvSRAM kann mit 2,7 V - 3,6 V betrieben werden. Geliefert wird das Produkt wahlweise in einem 8 Pin DFN oder 16 Pin 169 mil TSSOP Gehäuse.

Zum Einsatz kommen die nicht-flüchtigen Speicher beispielsweise in intelligenten Energiezählern (Bild 2), Temperaturmessgeräten (Bild 3) und Datenloggern. Dabei kommen einige der wichtigsten technischen Merkmale der nvSRAMs zum Tragen wie das nicht-flüchtige Schreiben der Daten bei Busgeschwindigkeit und die unbegrenzte R/W Endurance. Einzigartige Sicherheits-Features wie die prüfsummengeschützten Speicherzugriffe Secure READ und Secure WRITE sowie ein Time Monitoring sorgen für eine hohe Zuverlässigkeit des nvSRAMs. Hinzu kommt ein energieeffizienter Code Update.

Eine integrierte Power Down-Funktionalität (Hibernate Mode) sorgt für einen geringen Stromverbrauch des Systems. Dabei werden ungenutzte interne Blöcken von der Versorgungsspannung getrennt. Der Standby-Strom Ihib des nvSRAM ANV32AA1W ist kleiner als 1 µA. Mit einer Änderung eines beliebigen I/O Pins kann das System innerhalb von 500 µs wieder in den aktiven Zustand gebracht werden. Durch die Überwachung der Versorgungsspannung während des Hibernate-Zustands lassen sich zu geringe Spannungswerte (Brownouts) erkennen und das Zurückkehren zu einem definierten Status sicherstellen.

Die seriellen und parallelen nicht-flüchtigen Speicher von Anvo-Systems sind mit einer Kapazität von 64 Kb bis 1MB erhältlich. Die nvSRAMs eignen sich u.a. für Anwendungen in der Medizintechnik, Industrieautomatisierung z.B. Motorsteuerung oder Robotik und Messtechnik.

* Bernd Dahlheimer ist Marketing Director bei Anvo Systems Dresden

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