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新一代智能電表對成本和性能提出了更高的要求。而PCM(相變存儲器)作為新一代存儲器，對智能電表存儲架構進(jìn)行統一整合，優(yōu)化了電表成本和性能。2010年5月7日，美光(Micron)宣布并購恒憶。合并后，兩大存儲器芯片廠(chǎng)商將為客戶(hù)提供業(yè)內最完整、最具創(chuàng )新性的產(chǎn)品組合，其中包括PCM產(chǎn)品。 PCM綜合性能高 PCM是利用特殊材料在加熱和冷卻過(guò)程中，通過(guò)晶態(tài)和非晶態(tài)之間相互轉化所表現出來(lái)的導電性差異來(lái)存儲數據。 據美光亞洲區嵌入式業(yè)務(wù)總經(jīng)理徐宏來(lái)先生介紹，PCM的概念其實(shí)早在上世紀60年代就被提出。隨著(zhù)DRAM、NAND、NOR等主流存儲器的工藝技術(shù)逐步逼近它們的極限尺寸，基于分子材料的PCM存儲器開(kāi)始獲得業(yè)界的關(guān)注。今年4月，美光率先在市場(chǎng)上推出相變存儲器OmneoP5Q和OmneoP8P。與其他存儲器相比，PCM有幾大突出優(yōu)勢： 制造工藝升級空間大。理論上估計，PCM可以做到5nm量級，小于電子存儲技術(shù)的極限值。 具備位修改特性。PCM大大簡(jiǎn)化了存儲過(guò)程中的寫(xiě)操作過(guò)程，提升了寫(xiě)的速度。而 NAND和NOR不具備位修改特性。 耐擦寫(xiě)次數高。PCM達到100萬(wàn)次，是一般閃存的10倍。 與其他存儲器相比，PCM的綜合性能非常高。 優(yōu)化電表成本和可靠性 PCM存儲器的優(yōu)勢可以表現在智能電表設計中。在智能電表的設計中，基于對寫(xiě)入次數、可靠性和成本的考慮，主要是采用3類(lèi)獨立的存儲器件。具體來(lái)說(shuō)，主要是MCU通過(guò)SPI串行接口或者并行接口使用NVRAM(非易失性隨機訪(fǎng)問(wèn)存儲器)來(lái)記錄實(shí)時(shí)信息，EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)和Flash(閃存)記錄歷史數據。該存儲方案是對成本和可靠性綜合考慮后的折中方案�！癙CM由于具有先進(jìn)的工藝(目前PCM是 90nm，EEPROM一般采用200nm～300nm)、高可擦寫(xiě)次數、位改寫(xiě)以及快速接口(CLK頻率66MHz)的優(yōu)勢，因而可以對目前的電表存儲架構進(jìn)行統一整合�！毙旌陙�(lái)先生介紹說(shuō)，“也就是說(shuō)，智能電表只使用一顆PCM芯片P5Q就可以滿(mǎn)足目前存儲方案的要求�！绷硗�，其較大的容量也為電表未來(lái)存儲更多數據提供保障。 成本降低和設計簡(jiǎn)化是PCM給電表工業(yè)帶來(lái)的最大益處之一。通過(guò)對目前電表存儲器進(jìn)行整合，由一顆PCM芯片完成所有的存儲功能，芯片成本可以降低30%～50%，設計得到簡(jiǎn)化;同時(shí)，相關(guān)隱性成本的降低，如PCB上SPI接口數量的減少(3個(gè)到1個(gè))，斷電保護電容或電池可以選擇較小容值的產(chǎn)品，這些也使電表整體成本下降。而且，PCM的單芯片方案不需要采購多種芯片，可以減少庫存和現金的占用。 在可靠性方面，PCM作為一種整合方案，其可靠性要高于采用多種存儲器件的方案。徐宏來(lái)先生介紹說(shuō)，PCM主要從以下兩個(gè)方面來(lái)降低設計風(fēng)險：一是提供業(yè)界標準的SPI接口，使客戶(hù)在設計中可以利用原有的軟硬件資源，如電路板設計、軟件驅動(dòng)等;二是對PCM器件進(jìn)行系列高標準的可靠性試驗，從而保證美光產(chǎn)品滿(mǎn)足客戶(hù)的多種使用要求。 在溫度應用范圍方面，由于PCM基于熱相變材料，對溫度有一定的敏感性。這對PCM的影響主要體現在回流焊階段。由于回流焊的溫度在200℃以上，會(huì )對PCM中存儲的數據造成影響。這對需要預先燒錄存儲器件的產(chǎn)品應用影響較大。但在電表領(lǐng)域，由于很少在存儲器件中預存大量的數據，因此基本沒(méi)有影響。當然，未來(lái)隨著(zhù)工藝的改進(jìn)，相信PCM的操作環(huán)境溫度可以擴展到-45℃～80℃，這將與傳統的存儲器一樣。 目前，美光提供的SPI接口產(chǎn)品在各個(gè)方面都可以滿(mǎn)足MCU接口的要求，并在接口速度等方面超過(guò)了目前的其他存儲器件。美光正在與MCU廠(chǎng)商和主要的電表設計公司合作，不斷改進(jìn)其解決方案。 中國電子報 |
