赛普拉斯推出业界最快的高密度 NVRAM解决方案

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1 赛普拉斯推出业界最快的高密度 NVRAM解决方案
16 Mb nvSRAM 新产品介绍 赛普拉斯推出业界最快的高密度 NVRAM解决方案 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计）

2 对高性能的需求正在推动 非易失性RAM的增长
估计20142 年非易失性RAM（NVRAM）1的全球总有效市场可达5.9亿美元 到2018年为止，年均增长率将达10% 赛普拉斯的16 Mb NVRAM应用： 工业自动化 计算机和网络 航空与国防 电子游戏 该市场的客户要创建高性能系统， 该系统在掉电时要立即且可靠保存数据 客户喜欢无电池且节能的系统 某些客户还要求兼容ONFI3的NVRAM接口 目前的解决方案—电池备份SRAM—不能满足上述任何要求 请体验从电池备份SRAM转到NVRAM带来的巨大变化 1 总体有效市场 2 根据Web-Feet研究 3 开放式NAND闪存接口标准 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 3a

3 赛普拉斯是NVRAM市场的领导者 赛普拉斯提供最丰富的串行和并行非易失性随机存取存储器产品系列
F-RAM™：行业中最节能的串行NVRAM nvSRAM：行业中最快的并行NVRAM 赛普拉斯提供行业中最节能和最可靠的多种F-RAM产品系列 F-RAM只消耗最先进的EEPROM功耗的30%，支持高达100,000,000次的擦写 F-RAM容量从4 Kb至2 Mb，供电电压范围从2.0 V到5.5 V SPI和I2C串行F-RAM产品在SOIC8、DFN8和EIAJ封装中提供 在nvSRAM产品中提供了实时时钟和计数器 赛普拉斯提供了工业中最快的串行nvSRAM产品系列 访问时间范围从20 ns到45 ns，具有无限次的读写次数 容量范围从64 Kb到16 Mb，供电电压从3.0 V到5.0 V，I/O供电电压为1.8 V 异步x8、x16、x32 SRAM可支持不同的封装类型 并在nvSRAM产品中集成了实时时钟功能 赛普拉斯： 是第一个生产F-RAM和nvSRAM产品的公司，拥有25年以上的经验 并且继续大量投资新产品 保证提供的产品满足最严格的汽车和军用标准 承诺长期提供F-RAM和nvSRAM产品 已经销售了10亿片的NVRAM芯片 赛普拉斯提供工业中最快、最节能且最可靠的NVRAM解决方案， 用于存储和保护世界上最重要的数据 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 3b

4 并行非易失性存储器术语 非易失性存储器（NVM） 非易失性随机存取存储器 (NVRAM)
掉电时，仍保留数据的存储器 非易失性随机存取存储器 (NVRAM) 允许通过任何随机顺序直接访问存储数据的非易失性存储器 写入耐久性 非易失性存储器单元磨损前，可以对其进行的重写操作次数 硅 — 氧化硅 — 氮化硅 — 氧化硅 — 硅（SONOS） 用于创建非易失性存储器存储单元的晶体管，它由多晶硅栅（S）、氧化氮氧化（ONO）栅极电介质和硅衬底 （S）组成。 非易失性静态随机存取存储器（nvSRAM） 带有SONOS非易失性存储器单元（嵌入式在各SRAM单元内）的快速SRAM存储器，掉电时可以保留数据 开放式NAND闪存接口(ONFI)标准 开放式接口标准，用以确保来自不同供应商的NAND器件间的兼容性和互操作性 电池备份SRAM（BBSRAM） 连接到电池的SRAM存储器，掉电时能够保留数据 有害物质的限制（RoHS） 防止在电气组件内使用有害物质的欧盟指令 独立磁盘冗余阵列（RAID） 使用两个或更多磁盘驱动器的存储技术，以用于冗余性能 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 4

5 并行NVM的设计问题 1. 许多系统需要使用带有高写入耐久性的快速非易失性存储器 2. 常规的BBSRAM解决方案被迫面对不受欢迎的权衡
传统EEPROM和闪存非易失性存储器的写时间较长（> 1 ms），并且写入耐久性受限 低功耗异步SRAM的访问时间大概为45 ns，且需要电池备份，以便在发生掉电时可以存储数据 大多数NVRAM并不提供ONFI标准，因此它们不能与其他许多控制器相兼容 2. 常规的BBSRAM解决方案被迫面对不受欢迎的权衡 电池要求电源管理电路和固件，使得系统成本和复杂性均被增加 由于纽扣电池的使用寿命有限并会降低可靠性，因此会强制规定进行维护系统和停机时间 在恢复系统功耗前，如果电池耗尽，会丢失数据，因此要求快速修复时间 电池中含有重金属，违反RoHS规定 3. 许多系统要求对大量数据进行精确的时间记录和即时捕获 用于对数据进行时间记录的精确外部实时时钟芯片提高了成本和复杂性 对常规NVRAM进行存储容量超过8 Mb的访问，时间限制在35 ns到100 ns之间 赛普拉斯的16Mb nvSRAM能解决上述所有的问题 提供25 ns的读/写访问时间，写入耐久性不受限制 提供了高速度异步并行和ONFI标准1.0兼容接口 不受次数限制的读写，掉电时不需要电池进行保存数据，从而能满足RoHS规定 掉电时仍能存储数据而不需要外部功耗管理电路和固件 提供集成的高精度实时时钟 赛普拉斯16 Mb nvSRAM是业界最快的高密度NVRAM。它通过移除电池和时钟芯片 能够降低系统成本和复杂性 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 5

6 并行nvSRAM是更好的解决方案 简化一个基于BBSRAM的复杂设计 … 通过选择nvSRAM为并行 非易失性存储器解决方案…
为关键任务应用程序提供可靠的解决方案，并且成本较低。 标准的SRAM存储器 工业自动化 计算机和网络 航空与国防 电子游戏 掉电时，用户保留数据的电池 无电池的并行nvSRAM解决方案 电池占用额外的电路板面积 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 6

7 赛普拉斯16Mb NVRAM解决方案与 竞争对手的方案的比较
特性 nvSRAM CY14B116 异步SRAM1 + 电池 R1LV1616HBG MRAM MR4A16B 访问时间 25 ns 45 ns 35 ns 电池的要求 无 有 最大操作电流2 75 mA 50 mA 150 mA 符合有害物质限制（RoHS） 标准 非易失性保留时间 20年 5年3 磁场抗扰 无4 实时时钟 ONFI标准1.0接口 1 低功耗的16Mb异步SRAM 2 条件：最大电流、x16、45 ns （nvSRAM）、45 ns（异步SRAM）、45 ns （MRAM），2.7到3.6 V、−40°C 到+85°C 3 根据备份电池的典型寿命 4 电机和电磁铁附近的磁场会损坏MRAM 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 7

8 nvSRAM系列 大容量 | 高速度 并行nvSRAM SPI nvSRAM I2C nvSRAM 并行nvSRAM SPI nvSRAM
CY14V116F/G 16Mb；3.0, 1.8 V I/O 30 ns；ONFI3 1.0 x8, x16；Ind1 CY14B116R/S 16Mb；3.0 V 25, 45 ns；x32；Ind1 RTC2 估计用于QSPI5 nvSRAM 受保密协议（NDA） 保护 CY14B108K/L 8Mb；3.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 RTC2 CY14B108M/N 8Mb；3.0 V 25, 45 ns；x16；Ind1 RTC2 CY14B116K/L 16Mb；3.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 RTC2 CY14B116M/N 16Mb；3.0 V 25, 45 ns；x16；Ind1 RTC2 512 Kb - 16 Mb CY14B104K/LA 4Mb；3.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 RTC2 CY14V104LA 4Mb；3.0，1.8 V I/O 25, 45 ns；x8；Ind1 CY14B104M/NA 4Mb; 3.0 V 25, 45 ns；x16；Ind1 RTC2 CY14V104NA 4Mb；3.0，1.8 V I/O 25, 45 ns；x16；Ind1 CY14B101P 1Mb; 3.0 V 40 MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B101I 1Mb; 3.0 V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 CY14B101KA/LA 1Mb；3.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 RTC2 CY14V101LA 1Mb；3.0, 1.8 V I/O 25, 45 ns；x8；Ind1 CY14B101MA/NA 1Mb; 3.0 V 25, 45 ns；x16；Ind1 RTC2 CY14V101NA 1Mb；3.0, 1.8 V I/O 25, 45 ns；x16；Ind1 CY14B512P 512Kb; 3.0 V 40 MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B512I 512Kb; 3.0 V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 CY14B256KA/LA 256Kb；3.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 RTC2 CY14V/U256LA 256Kb；3.0, 1.8V I/O 35 ns；x8；Ind1 CY14E256LA 256Kb; 5.0 V 25, 45 ns；x8；Ind1 STK14C88-5 256Kb; 5.0 V 35，45 ns；x8；Mil4 CY14B256P 256Kb; 3.0 V 40 MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B256I 256Kb; 3.0 V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 64 Kb Kb STK11C68-5 64Kb; 5.0 V 35, 55 ns；x8；Mil4 STK12C68-5 64Kb; 5.0 V 35, 55 ns；x8；Mil4 CY14B064P 64Kb; 3.0 V 40 MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B064I 64Kb; 3.0 V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 1 工业范围：−40ºC 至 +85ºC 2 实时时钟 3 开放式NAND闪存接口标准 4 军用级别：−55ºC 至 +125ºC 5 四路串行外设接口 生产 开发/概念 最新 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 10

9 16 Mb并行nvSRAM 应用 框图 特性 材料 可用性 工业自动化 计算机和网络 航空与国防 电子游戏 16 Mb并行nvSRAM
VCAP4 16 Mb并行nvSRAM SONOS阵列 电源控制 存储 3 控制逻辑 SRAM阵列 控制 存储/回读 控制 特性 HSB5 异步并行接口：25 ns的访问时间，总线宽度为x8、x16、x32 ONFI标准1.0：30 ns的访问时间，总线宽度分别为x8和x16 无限的读/写次数 断电时能够实现一百万次的存储周期 在85ºC温度下，数据保留时长为20年，在65ºC温度下为150年 工作电压：3.0 V、5.0 V；1.8 V I/O 低待机(750 µA）和睡眠(10 µA)电流 集成的高精度实时时钟（RTC） 集成的高精度实时时钟 封装：44-TSOP II、48-TSOP I、54-TSOP II、165-FBGA x32 数据 I/O控制 回读 XIN1 地址解码 软件指令检测 XOUT2 RTC INT3 x21 地址 材料 可用性 初步数据手册：联系销售人员 样本：2014年4月 量产：2014年7月 1晶体连接输入 2晶体连接输出 3中断输出/校准/方波 4 外部电容连接 5 硬件存储忙碌 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 11

10 如何开始？ 下载应用笔记：nvSRAM和BBSRAM之间的比较
通过注册访问在线技术支持 : 请求初步数据手册：联系销售人员 由Siemens生产的可编程逻辑控制器 路由器由Cisco 生产 航空子系统由Rockwell Collins生产的 电子游戏机 由IGT生产的 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 12

11 附录 16 Mb nvSRAM新产品介绍（工程设计） 15 11

12 nvSRAM产品选择器指南 16Mb nvSRAM 器件型号 接口 访问 时间 总线 宽度 电源 电压 I/O 电压 RTC 温度 封装
访问 时间 总线 宽度 电源 电压 I/O 电压 RTC 温度 封装 CY14B116L-ZS25XI 异步并行 25 ns x8 3.0 V 无 -40至85°C 44-TSOP II CY14E116L-ZS25XI 5.0 V CY14B116K-ZS25XI 有 CY14B116N-Z30XI 30 ns x16 48-TSOP I CY14B116N-Z45XI 45 ns CY14E116N-Z30XI CY14B116N-ZSP25XI 54-TSOP II CY14B116N-ZSP45XI CY14V116F7-BZ30XI ONFI 1.0 1.8 V 165-FBGA CY14V116G7-BZ30XI CY14B116N-BZ25XI CY14B116M-BZ45XI CY14B116S-BZ25XI x32 CY14B116S-BZ45XI CY14E116S-BZ25XI 16Mb nvSRAM器件型号解码器 CY 14 X 116 X X – XXX XX X X 温度范围：I = 工业 铅含量：X = 无铅 访问时间：25 = 25 ns、30 = 30 ns、45 = 45 ns 封装：ZS = 44-TSOP II、Z = 48-TSOP I、ZSP = 54-TSOP II、BZ = 165-FBGA 接口：空 = 异步并行，7 = ONFI 1.0 总线宽度：L = x8、N = x16、S = x32、F = x8 NAND、G = x16 NAND 密度：116 = 16Mb nvSRAM 电压：B = 3.0 V、E = 5.0 V、V = 3.0 V、1.8 V I/O 市场代码：14 = nvSRAM 公司ID：CY = 赛普拉斯 16 Mb nvSRAM新产品简介（工程设计） 16

13 参考及链接 赛普拉斯非易失性产品网站：www.cypress.com/nonvolatile
所有公开的非易失性产品的文档和资料来源 赛普拉斯非易失性产品路标：赛普拉斯非易失性RAM路标 想要得到数据手册和要求NDA的产品路标，请联系您的赛普拉斯销售代表或发送电子邮件至 应用笔记：非易失性产品应用笔记 知识库文章：非易失性产品知识库文章 16 Mb nvSRAM新产品简介（工程设计） 18

14 16 Mb nvSRAM解决方案的价值 $10.50 $5.82 $12.23 $28.55 竞争对手 材料清单（BOM）的集成 附加价格
$2.12 $3.70 $5.82 $9.93 $2.40 -$0.22 $0.12 $12.23 $28.55 竞争对手 低功耗SRAM：Renesas R1LV1616RSA-5SI 价格：$10.501 材料清单（BOM）的集成 电池 + 外壳：Panasonic CR 存储器保护设备公司 BH1000G-ND 外壳 价格：$2.121 电源管理电路：Maxim MXD1210ESA 价格：$3.702 附加价格 现场电池替换价格3: 增值：$9.93 行业最快的访问时间（25 ns）： 增值： $2.40 外部电容：22 µF、6.3 V、钽 成本浪费：-$0.223 节省电路板面积： 增值：$0.124 竞争对手 电池 + 外壳 电源管理电路 BOM集成价值 现场电池替换 更快的访问时间 外部电阻 节省电路板面积 总附加值 产品总价值 目标赛普拉斯解决方案： 总价格： 总共节省12%的成本： CY14B116N-Z25XI $25.12 $3.43 1 来自Digikey的“1 Ku”网站价格 2 供应商网上价格 3 $5.76（15年内换四次，每个电池价格为$1.44），加上人工成本：$4.17（15年内 换四次，人工成本为$50/小时，估计每个电池的替换时间为75秒） 4 8层PCB上能节约的面积为12.25平方厘米，每平方厘米的价格为$0.01 16 Mb nvSRAM新产品简介（工程设计） 19