Tuổi thọ RAM vi điều khiển


15

Một biến trong RAM vi điều khiển thay đổi 50 lần / giây. Điều đó có làm suy giảm vị trí bộ nhớ của MCU trong thời gian dài không? Nếu vậy, vị trí bộ nhớ dự kiến ​​sẽ hoạt động trong bao lâu?


9
Trong các CPU tổng quát hơn, một số biến số thay đổi hàng tỷ lần mỗi giây (nghĩ rằng TSC trong x86) và hoạt động mà không suy giảm trong nhiều thập kỷ ... Tôi sẽ nói khá nhiều về sự vĩnh cửu
anrieff

2
Có lẽ là SRAM, được làm từ các bóng bán dẫn giống như bộ đếm chương trình trong CPU.
Colin

Nhìn vào bảng dữ liệu dưới độ bền RAM. Sê-ri TI MSP430FR có độ bền đọc và ghi FRAM tối thiểu 10 ^ 15 chu kỳ.
Peter Karlsen

8
@PeterKarlsen câu hỏi không phải là về FRAM mà là một công nghệ riêng biệt. Một RAM thông thường sẽ không có thông số kỹ thuật cho việc này. Ngay cả trong MSP430, FRAM không đóng vai trò "RAM" và do đó sẽ không phải là nơi tìm thấy một biến thông thường, mà trở thành bộ lưu trữ bán cố định trong đó các bộ phận khác thường sử dụng FLASH hoặc EEPROM.
Chris Stratton

Câu trả lời:


28

SRAM , DRAM có sức chịu đựng vô hạn.

FLASH , FRAMEEPROM có độ bền hạn chế.

SRAM được chế tạo với bóng bán dẫn hoặc mosfet. Đây là một thành phần hoạt động mất trạng thái khi mất điện.

Tế bào SRAM

DRAM sử dụng các tụ điện nhỏ để tạm thời lưu trữ dữ liệu, chúng được làm mới liên tục bởi bộ điều khiển bộ nhớ vì các tụ này bị rò rỉ. Cả DRAM và SRAM sẽ hoạt động cho đến khi xuống cấp vật liệu làm cho phần không thể sử dụng được. (thập kỷ)

FLASH và EEPROM hoạt động tương tự nhau, bằng cách sử dụng các hiệu ứng điện dung trên các cổng của thai nhi, và những thứ này có độ bền hạn chế. "Hao mòn flash" là do xóa do tích lũy từ từ xung quanh các tế bào flash trong quá trình xóa. Khi flash bị xóa, nó sẽ bị xóa thành logic 1 bởi điện áp "cao".

FRAM hoạt động từ tính, nó cũng có độ bền hạn chế. Nhưng các chu kỳ viết là trong hàng nghìn tỷ, gần như vô hạn.


13

Không có thứ gọi là tuổi thọ RAM . Bạn có thể có ấn tượng sai này vì có một số chu kỳ xóa giới hạn mà bạn có thể áp dụng cho các ô EPROM và EEPROM (flash).

Đối với các tế bào EPROM / EEPROM, lý do bạn không thể xóa chúng không giới hạn là chúng bị rò rỉ với mỗi chu kỳ xóa. Nó giống như một cái xô bạn xử lý không quá cẩn thận. Nhưng điều quan trọng đối với chức năng là rò rỉ không quá lớn, vì vậy thông tin được giữ lại ở trạng thái không được cấp nguồn.

Đối với RAM, vấn đề này không áp dụng:

  • DRAM bị rò rỉ bởi thiết kế, nó mất thông tin trong vòng vài ms, vì vậy bộ điều khiển RAM phải đọc nó ra và nạp lại khi cần. Đương nhiên, điều này chỉ hoạt động khi RAM được cung cấp.

  • SRAM cũng bị rò rỉ nhưng thay vì bộ điều khiển RAM, mỗi ô duy nhất có một mạch phản hồi tích cực giữ một trong hai thùng chứa đầy và các thùng còn lại được làm trống. Đương nhiên, điều này chỉ hoạt động khi RAM được cung cấp.


@ Janka & Jeroen3: Cảm ơn bạn rất nhiều vì đã làm rõ chiều sâu.
Giăng

8

Tôi đã tìm thấy một tài liệu về tỷ lệ lỗi mềm, trong đó cũng đề cập đến tỷ lệ lỗi cứng cho SRAM. SRAM thường được sử dụng trong vi điều khiển, vì vậy nó nên được áp dụng.

Đoạn văn viết:

Ngoài các lỗi mềm, các hạt có năng lượng cao có thể gây ra thiệt hại vĩnh viễn cho các tế bào bộ nhớ. Các lỗi cứng cứng này thể hiện tỷ lệ lỗi liên quan chặt chẽ đến tỷ lệ lỗi mềm [29], ước tính khác nhau ở mức 2% tổng lỗi [26] hoặc một hoặc hai đơn hàng có cường độ nhỏ hơn tỷ lệ lỗi mềm - thường trong phạm vi 5 đến 20 FIT [7]. Lỗi cứng một bit có thể sửa được với ECC *, giống như đó là lỗi mềm; tuy nhiên, lỗi sẽ tái diễn mỗi lần sử dụng ô xấu. Khi các lỗi cứng tích lũy, cuối cùng chúng sẽ khiến thiết bị bộ nhớ không thể sử dụng được. Gần đây, một số rất ít thiết bị bộ nhớ tiên tiến đã tích hợp các công nghệ tự phục hồi mới để sửa chữa các lỗi cứng; những công nghệ này nằm ngoài phạm vi của bài viết này.

Vì vậy, 5 đến 20 FIT. Nếu FIT không có ý nghĩa gì với bạn: Tỷ lệ thất bại trong thời gian (FIT) của thiết bị là số lần thất bại có thể xảy ra trong một tỷ (10 ^ 9) giờ hoạt động của thiết bị.

Vì vậy, thời gian trung bình giữa các lần thất bại (MTBF) sẽ là 10 ^ 9 giờ chia cho 20, và đó là khoảng 5700 năm.

Và thông thường những con số FIT ​​này khá bi quan.

Bạn có thể sẽ không thấy SRAM thất bại mà không thấy căng thẳng bất thường. Bạn có thể nhận thấy rằng trong mô hình lỗi được mô tả, không có liên quan đến việc sử dụng ô. Giống như những người khác đã nói, một SRAM được thiết kế đúng sẽ không bị suy giảm trong quá trình sử dụng.


3
Cần lưu ý rằng bạn sẽ nhận được thiệt hại trên bất kỳ chất bán dẫn nào nếu bạn bắn phá chúng bằng các hạt năng lượng cao. Đó là lý do tại sao các phần cứng rad thường được che chắn.
Jeroen3

1
Mặc dù đúng, đây là một vấn đề khác với câu hỏi của OP. Thiệt hại từ các hạt năng lượng cao là một tác động hoàn toàn bên ngoài, giống như thiệt hại từ phóng tĩnh hoặc tác động vật lý. OP đã hỏi về thiệt hại có thể xảy ra với RAM do trạng thái thay đổi của ô nhớ trong hoạt động bình thường.
Graham

@Graham thực tế là đối với các lỗi cứng, việc sử dụng bình thường thậm chí không được coi là nói lên ý kiến ​​của riêng tôi, điều mà tôi đã thể hiện trong câu trả lời là tốt.
Arsenal
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.