EEPROM với độ bền cao

Tôi hiện đang làm việc trên một dự án nhúng trong đó tôi có một bộ đếm sẽ hoạt động mọi lúc. Nếu mất điện thì tôi cũng phải lưu trạng thái bộ đếm cuối cùng và tải lại trong lần khởi động tiếp theo. Vì vậy, tôi đã lên kế hoạch sử dụng EEPROM, trong đó tôi sẽ liên tục viết giá trị truy cập của mình. Nhưng tôi đã đọc được ở đâu đó rằng EEPROM có độ bền đọc / ghi ở mức khoảng 100.000 và tôi sẽ cập nhật bộ đếm đó có thể là 120.000 mỗi 24 giờ. Vì vậy, tôi đang tìm giải pháp thay thế để hoàn thành nhiệm vụ này. xin vui lòng cho tôi đề nghị của bạn để làm như vậy.

Một giải pháp khác có thể là sử dụng một vi điều khiển với FRAM không bay hơi. FRAM không gặp phải những hạn chế tương tự đối với các chu trình ghi như EEPROM.

Một số sản phẩm MSP430 từ TI có sẵn với FRAM, đây là liên kết đến một ứng dụng tương tự như những gì bạn mô tả:

MSP430 với trạng thái lưu FRAM khi mất điện

Đây là bài viết Wikipedia về FRAM: FRAM

Tôi có vấn đề này trong một dự án hiện tại.

Cách tôi xử lý là giữ giá trị trực tiếp của bộ đếm trong RAM. Tôi đã thêm một chút phần cứng để vi điều khiển có thể phát hiện ra rằng điện áp nguồn đầu vào thấp. Nếu vậy, nó dừng những gì nó đang làm, lưu giá trị bộ đếm trực tiếp trong EEPROM, sau đó chờ xem điện áp nguồn thô. Nếu nó đi lên, với một số độ trễ, thì vi cơ bản sẽ khởi động lại. Mặt khác, nếu nguồn điện tiếp tục giảm, micro cuối cùng sẽ bị dừng lại. Trong lần khởi động lại tiếp theo, giá trị bộ đếm được tải từ EEPROM, sau đó được sử dụng lại trong RAM cho đến khi tắt nguồn tiếp theo.

Sẽ không mất nhiều thời gian để viết một giá trị nhỏ vào EEPROM. Rất có thể hệ thống cung cấp năng lượng hiện tại của bạn có đủ bộ lưu trữ năng lượng để bạn có thể phát hiện điện áp xuống thấp và vẫn có đủ thời gian chạy được đảm bảo trước khi cấp nguồn cho vi mô xuống dưới ngưỡng ghi hoạt động hoặc EEPROM.

Trong trường hợp của tôi, phần cứng bổ sung duy nhất là một diode Schottky để ngăn chặn nguồn điện DC hút điện từ nguồn cục bộ trên đường xuống và hai điện trở làm bộ chia điện áp để micro có thể đọc điện áp đầu vào thô. Phần còn lại là phần sụn.

Điều quan trọng cần lưu ý là bạn nên xem điện áp trên đầu vào cho bất kỳ nguồn cung cấp cuối cùng nào cung cấp năng lượng cho micro, chứ không phải điện áp nguồn của micro. Vào thời điểm sau này xuống thấp, nó có thể là quá muộn. Hy vọng rằng có một phạm vi điện áp dưới mức tồi tệ nhất khi mọi thứ hoạt động chính xác, và trên mức cung cấp năng lượng của vi mô để đảm bảo điện áp quy định cho vi mô. Trong trường hợp của tôi, nguồn cung cấp của micro là một bộ điều chỉnh buck được cung cấp từ 48 V, do đó, có một phạm vi lớn dưới mức bình thường nhưng nơi mà micro vẫn có thể hoạt động đáng tin cậy.

Giải pháp cũ cũ, bộ đếm cmos + pin lithium hoặc Ram + pin lithium.

Nguồn cung cấp cho phần tử lưu trữ đến từ nguồn cung cấp bình thường khi có sẵn hoặc pin khi không có.

Rất nhiều micros hiện đại trong giấc ngủ sẽ duy trì trạng thái của chúng với nguồn cung hiện tại rất thấp. Vì vậy, bạn có thể sử dụng kỹ thuật này với tính năng phát hiện tắt nguồn để đi ngủ sau đó sử dụng pin để duy trì trạng thái trong thời gian ngủ trong khi nguồn cung cấp chính bị tắt.

Microchip có một loạt các bộ phận "EERAM" I ² C sẽ cho phép lưu trữ dữ liệu trong SRAM, sau đó ghi nó vào EEPROM (sử dụng năng lượng được lưu trữ trong tụ điện) khi mất điện, được nạp khi mất điện. Điều này có vẻ như nó sẽ là hoàn hảo cho ứng dụng của bạn.

Một ví dụ đại diện cho những bộ phận này là 47L04 .

Giải pháp khác.

Phát hiện mất điện và sử dụng siêu tụ điện hoặc siêu nắp để giữ năng lượng trong vài mili giây. Sử dụng thời gian này để viết giá trị truy cập của bạn vào EPROM. Chỉ viết thư cho EPROM khi mất điện. Số chu kỳ EPROM = không có chu kỳ giảm điện.

Sử dụng chip FRAM như FM24C04B. Họ có độ bền viết rất cao và không dễ bay hơi.

https://www.mouser.com/ds/2/100/001-84446_FM24C04B_4_KBIT_512_X_8_SERIAL_I2C_F-RAM-477782.pdf

Bạn cũng có thể sử dụng mô-đun SRAM (NVRAM) được hỗ trợ bằng pin. Ví dụ: M48Z02-150PC1

https://www.mouser.com/ds/2/389/m48z02-955115.pdf

Tôi đã quyết định đi với "DS1307 RTC". Bởi vì nó có 54byte SRAM được hỗ trợ năng lượng. cho phép chu kỳ đọc / ghi vô hạn.

Nếu dự án nhúng của bạn có NIC trên đó, hãy gửi bộ đếm của bạn đến máy tính / máy chủ từ xa. Có vẻ như 120.000 lần lặp trong 24 giờ là khoảng một lần lặp trong 0,72 giây, sẽ ổn cho lưu lượng mạng.

Máy chủ sẽ luôn có giá trị cuối cùng của bộ đếm được lưu trữ. Không có tham nhũng giá trị truy cập khi mất điện vì gói hợp lệ cần được phát hành để cập nhật giá trị trên máy chủ; tuy nhiên yêu cầu kết nối liên tục hoặc giao thức hết thời gian đặc biệt phải được thiết kế. Ngoài ra, như một phần thưởng, bạn sẽ có thể điều khiển thiết bị của mình từ xa nếu cần thiết.

A) Sử dụng tụ 100 100F (hoặc lớn hơn) để tăng sức mạnh cho bộ đếm trong thời gian tắt. Hoặc bất cứ logic nào được yêu cầu để giữ giá trị truy cập.

B) Sử dụng bộ nhớ lõi từ , chúng có thể là một chút iffy để thiết lập.

C) Tạo một chiết áp điều khiển động cơ (như servo), đến một lúc nào đó bộ đếm của bạn sẽ tràn ra, phải không? Bản đồ đến 360 độ. Sau đó tạo một vòng phản hồi để bạn có thể đặt giá trị của chiết áp kỹ thuật số và đọc kỹ thuật số.

D) Gửi giá trị truy cập của bạn một lần mỗi phút đến một số máy chủ hoặc máy chủ và để họ nhớ giá trị cho bạn trong thời gian nghỉ. Sau đó, một khi điện trở lại, lấy lại giá trị truy cập.