閃存微控制器的“新閃存”架構技術

簡介

　　嵌入式微控制器越來越多樣化，可以滿足嵌入式系統市場的應用需求，而主流已經從傳統的掩模ROM微控制器轉向了內置閃存(可擦寫的非易失性只讀存儲器)的閃存微控制器。

　　閃存微控制器目前有兩種主要應用：CPU程序代碼存儲和包含用戶信息和更新信息的數據存儲。這兩種應用所需的屬性各不相同：程序代碼存儲的編程/擦寫次數少，而數據存儲的編程/擦寫次數多。采用1晶體管型浮柵單元技術，富士通半導體可以提供這兩種不同的屬性，并能實現高可靠性：程序代碼存儲能夠將數據保存20年;數據存儲能夠擦寫10萬次。

　　近年來，由于嵌入式系統的性能越來越高，導致市場對于能夠降低環境負荷的生態技術的需求也日益增加。針對這些市場需求開發閃存宏成為一個挑戰。盡管通過使用突發模式可以實現加速，但是由于存在“等待時間”，仍然會有很多問題，因為“等待時間”由不同的命令產生，而閃存微控制器是進行實時處理的，因此會導致性能越來越差。

　　“新閃存”架構

　　將富士通半導體專有的高速存儲器存取技術——快速循環隨機存取存儲器(FCRAM)電路技術應用于富士通半導體高度可靠的NOR型閃存技術，可以實現“新閃存”架構，由此產生兼具高可靠性和低功耗雙重性能的閃存宏。

　　圖1 顯示了“新閃存”架構技術的特點。

　　圖1 “新閃存”架構技術的特點

　　有了“新閃存”架構技術，富士通半導體可以通過優化單元陣列降低驅動負載，這是FCRAM電路技術的特點。還通過一種自行設計的電源電路技術和數據讀取方法的加速，實現了訪問字線電壓的高速啟動。通過這些設計，存取速度可以高達10ns/MHz(傳統產品的2.5倍)，而工作電流損耗則低至9μA/位(傳統產品的三分之一)。

　　生態閃存微控制器有助于進一步降低環境負荷

　　一般來說，電流損耗會隨著工作頻率的增加而變大。追求高頻會導致工作電流損耗的增加及環境負荷的加大。

　　圖2顯示了“新閃存”架構技術在閃存微控制器中的應用實例。

　　圖2 內置“新閃存”架構的生態微控制器實例

　　即便嵌入式微控制器的性能(隨機存取)提升了兩倍，工作電流仍可以被壓縮三分之二，因此可以同時實現性能提升和生態保護。

　　未來發展

　　圖3顯示了富士通半導體的閃存技術路線圖。

　　圖3 閃存技術路線圖

　　富士通半導體將繼續開發工作，把超低漏電工藝和高熱阻技術列入開發計劃(這是正在開發的環保技術)，并且將“新閃存”架構閃存宏作為富士通半導體生態技術的核心。通過提供采用這些生態技術的閃存微控制器，富士通半導體可以為汽車市場提供高可靠性、高溫支持和高速運行，從而降低嵌入式系統的環境負荷。