微控制器 RAM 寿命

电器工程 微控制器
2022-01-21 16:50:57

微控制器 RAM 中的变量每秒变化 50 次。从长远来看,这会降低 MCU 的内存位置吗?如果是这样,内存位置预计活动多长时间?

3个回答

SRAMDRAM具有无限的耐力。

FLASHFRAMEEPROM的耐用性有限。

SRAM 由晶体管或 MOSFET 制成。它是一个有源组件,在断电时会失去其状态。

SRAM单元

DRAM 使用微型电容器来临时存储数据,由于这些电容器会泄漏,因此内存控制器会不断刷新这些数据。DRAM 和 SRAM 都可以工作,直到材料退化导致部件无法使用。(几十年)

FLASH 和 EEPROM 的工作方式类似,都是在 FET 栅极上使用电容效应,但它们的耐用性确实有限。“闪存磨损”是由于擦除过程中闪存单元周围的电荷缓慢积累而导致的擦除。当闪存被擦除时,它会被“高”电压擦除为逻辑 1。

FRAM 以磁性方式工作,它的耐用性也有限。但是写入周期数以万亿计,几乎是无限的。

没有RAM 预期寿命之类的东西。您可能会产生这种错误的印象,因为您可以将有限数量的擦除周期应用于 EPROM 和 EEPROM(闪存)单元。

对于 EPROM/EEPROM 单元,您不能无限制地擦除它们的原因是它们在每个擦除周期都会增加泄漏。它就像一个你不小心处理的水桶。但是对于该功能来说至关重要的是泄漏不是太大,因此信息保留在非供电状态。

对于 RAM,此问题不适用:

  • DRAM 在设计上是如此泄漏,它会在几毫秒内丢失信息,因此 RAM 控制器必须将其读出并根据需要重新填充。当然,这仅在 RAM 通电时才有效。

  • SRAM 也是泄漏的,但不是 RAM 控制器,而是每个单元都有一个正反馈电路,该电路使两个桶中的一个保持填充状态,而另一个则为空。当然,这仅在 RAM 通电时才有效。

我找到了一篇关于软错误率的文档,其中还提到了 SRAM 的硬错误率。SRAM通常用于微控制器,因此应该适用。

该段内容如下:

除了软错误之外,高能粒子还会对存储单元造成永久性损坏。这些“硬”错误表现出与软错误率密切相关的错误率 [29],估计为总错误率的 2% [26] 或“比软错误率低一个或两个数量级——通常在5 到 20 FIT [7]”。使用 ECC* 可以纠正一位硬错误,就像它是一个软错误一样;但是,每次使用坏单元时都会再次出现错误。随着硬错误的累积,它们最终会导致存储设备无法使用。最近,极少数最先进的存储设备采用了新的自我修复技术来修复硬错误。这些技术超出了本文的范围。

所以 5 到 20 FIT。如果 FIT 对您没有任何意义:设备的及时故障 (FIT) 率是在十亿 (10^9) 设备运行小时内可预期的故障数。

因此,平均故障间隔时间 (MTBF) 为 10^9 小时除以 20,即大约 5700 年。

通常这些 FIT 数字相当悲观。

您可能不会看到没有看到异常压力的 SRAM 故障。您可能会注意到,在所描述的故障模型中,与单元的使用无关。就像其他人所说的那样,设计合理的 SRAM 不会因使用而退化。