分享

楊念釗-物聯網應用中的嵌入式快閃記憶體方案

楊念釗
楊念釗 DIGITIMES主辦的「物聯網應用與技術大會—深圳場」活動,8月22日於中國深圳「2012工業電腦及嵌入式系統展」中盛大舉辦。來自台灣常憶科技的楊念釗資深顧問,分享嵌入式快閃記憶體在物聯網應用上的解決方案。
楊念釗常憶科技(Chingistek)在內嵌快閃記憶體的儲存單元設計上,採用有專利的雙電晶體PMOS 和band-to-band-tunnel(BTBT)的資料寫入機制,可確保最佳的擦寫與讀取性能、智財面積的最小化、以及最短的測試時間,目前已泛應用於消費性電子產品、電腦及其周邊設備、無線通訊、網路裝置以及工業控制等。
楊念釗嵌入式快閃記憶體在物聯網的應用
常憶科技資深顧問楊念釗指出,在物聯網方面,系統廠商會推薦常憶的嵌入式解決方案,背後具備非常大的戰略意義。因為在物聯網時代,移動互聯是一個關鍵因素,在移動互聯資料的儲存非常重要;而快閃記憶體技術適時的出現,能夠讓大家在輕薄短小的應用,儲存大量的資料,包括各位的手機,像iPhone、iPad能夠很快的把Hard Disk給取代掉,這是快閃記憶體無法抹滅的功能。他指出常憶科技專注於嵌入式記憶體技術解決方案,接下來會介紹高容量嵌入式產品與低容量嵌入式產品,以及pFusion的概括性介紹。
楊念釗首先他列舉在物聯網各種應用領域上,所需要的嵌入式快閃記憶體容量大小,像是農業、食物保鮮、零售、防偽,運籌、供應鍊管理可追蹤到上游生產的應用,大多使用RFID,佔用記憶體儲存量約64~512 byte;在銀行金融轉帳安全的應用上則使用Smartcard,容量約 32KByte~1MByte;政府機關門禁、醫療照顧與社會福利應用上,也到Smartcard,儲存容量需求則從8KB~256KB。智慧家庭與家電則用到MCU微控制器,儲存容量從32KB~1MB;智能電錶也使用MCU,儲存容量64KB~512KB之間。
楊念釗以PMOS低功耗半導體製程的e2Flash與e2Logic技術
楊念釗指出目前晶圓廠代工Flash製程大多是傳統NMOS半導體製程技術,再細分為標準邏輯製程(Standard)以及雙聚合物製程(Double Poly),常憶以pFusion提供2-T PMOS半導體製程來說,再以此區分出採標準邏輯製程的e2Logic以及採雙聚合物製程的e2Flash,前者與主控邏輯製程相容,無須附加多餘光罩製程,針對低密度應用4KB以下的彈性程式與資料儲存空間,可達到10年儲存時間與10萬次抹寫;後者e2Flash具備超小紀錄細胞元特性,提供多達8KB以上較大的儲存空間、較快讀寫時間、較長讀寫壽命,可達到20年儲存時間與20萬次抹寫耐用度。
楊念釗無論是e2Logic或e2Flash,兩者較傳統NMOS半導體製程的Flash技術,能更為降低抹除/寫入電流以及耗電量,執行效能達到內嵌EEPROM MCU的水準,且避免寫入資料時引起造成鄰近記錄單位干擾。同時E2logic與e2Flash可用於邏輯與類比IP電路庫,以較小的紀錄單元與巨集電路尺寸,提供產業等級高耐用度、高品質與可信賴度,可做為MCU微控制器應用,低洩漏電流可做為需低功耗手持式裝置,超低功耗做可為無接觸式卡片、近距感應智慧卡(SMIC)以及長距離RFID的應用。-40~+105℃的廣域溫度可做為工控或汽車電子之用,並可配合製程微縮持續進入下一世代。
楊念釗e2Flash的技術優勢與效益
楊念釗進一步介紹e2Flash內嵌技術細節。e2Flash藉由PMOS以電場驅動電子移動,提供單一記錄細胞元低於0.1微安培寫入電流(<0.1μA/cell),單一字組程式化時間低於20μs,區塊抹除時間低於2ms,並提供20年保存期限與至少20萬次抹寫週期,工作溫度以0.13微米製程下則可從 -40~125℃。同時相較於傳統單週期(1T) Flash在第二次程式化時,往往紀錄細胞元(Cell)會因為相鄰Cell被為寫入或抹寫而受到干擾,而e2Flash採取兩週期(2T)設計,程式化寫入需要兩個週期步驟才能完成,已紀錄資料的Cell比較不受到相鄰Cel被為寫入或抹寫的干擾,因而增加長期耐用度。
楊念釗總結E2Flash的優勢,在於跟主控邏輯製程相容,以相同0.18微米製程下,巨集電路面積比業界縮減40%,並具備業界最佳耐用度,長年低於4ppm不良率的高供貨品質與信賴度,同時進展到65奈米製程下仍可使用。
符合標準邏輯製程的e2logic技術與效益
楊念釗接著介紹以標準邏輯製程的e2logic嵌入式快閃記憶體技術。目前常憶提供的0.18微米製程e2Logic Flash IP,它能以1.8V/3.3V之下,頁尺寸128位元組為單位,位元讀取時間40奈秒,位元寫入時間為30或100微秒(程式或資料),抹除時間50毫秒,待機電流5μA、讀取電流每MHz為150uA;程式化電流與抹除電流均為4mA,e2Logic的Flash IP技術提供程式碼與資料儲存區彈性化配置的優勢,從64KB+1KB面積僅1.58mm2、32KB+1KB為0.94mm2,64KB+512B為1.52mm2、32KB+512B為0.88mm2;64KB+256B為1.49mm2,32KB+256B為0.65mm2,並且提供OCP、OTP、MCP等不同成本、封裝的solution應用。
楊念釗他指出e2Logic優勢,在於可應用在一般標準邏輯或高電壓製程,無須多加光罩、特殊機台或額外製程步驟,具備非常小的紀錄細胞與巨集電路面積,適合低功耗快速存取的MCU應用設計,且提供在-40~105℃工作溫度下,資料保存時間確保10年及10萬次抹寫週期的耐受度。彈性化的設計應用平台,使用於單電壓或雙電壓LV+3.3、LV+5V、BCD、驅動IC等。
楊念釗總結,在物聯網上像是農業、食物保鮮、零售、防偽,運籌、供應鍊管理可追蹤到上游生產等RFID的應用,內嵌快閃記憶體容量需要在64~512位元組之間,可使用標準邏輯製程的e2Logic;在銀行金融、轉帳安全、政府機關門禁、醫療照顧與社會福利應用等Smartcard智慧卡應用,內嵌快閃記憶體容量約8KByte~1MByte,可以使用雙聚合物製程的e2Flash;至於智慧家庭、智慧家電以及智能電力網路╱智能電錶等需要用到MCU微控制器的應用上,其所需的內嵌記憶體容量從32KB~1MB,仍舊可使用e2Flash技術。
楊念釗最後他指出,pFusion嵌入式快閃記憶體技術,除了提供性價比的優勢之外,卓越的高讀╱抹寫效能,應用用途廣泛,同時提供高耐用度,經市場驗證過的品質與信賴度,同時可配合製程世代的微縮持續拓展其應用,可說是物聯網IC應用的最佳解決方案。
#楊念釗 
分類:科技

評論
更多文章
載入中... 沒有更多了