降低功耗|如何使用 MRAM 提高边缘计算的可靠性,减少延迟并降低功耗( 二 )


此外,MRAM 提供的持久性还能让新一代物联网节点进行机器学习,而无需在每次设备唤醒后都重新加载推理算法。本地处理包括分析传感器数据、做出决策,甚至在某些情况下重新配置节点。这种本地智能化需要持久的低功耗存储器。这些器件可以实现实时本地粗略推断,并可以使用云端进行增强分析。
MRAM 的速度有利于在边缘设备中实现机器学习,例如企业资源计划 (ERP) 系统、制造执行系统 (MES)、监督控制和数据采集 (SCADA) 系统等。在这些系统中可对数据进行分析,确定中间模式,并与相邻域共享。边缘架构需要快速处理能力和持久性存储器。
设计人员还可以将 MRAM 应用于射频识别 (RFID) 非常有用的医疗保健设备中。低功耗加上抗辐射性能让 MRAM 适用于医院环境。医院中的 RFID 标签有多种用途,包括库存管理、患者护理和安全、医疗设备识别,以及耗材的识别和监控。
高性能串行 MRAM 存储器
M30082040054X0IWAY 配备串行外设接口 (SPI),因而无需软件设备驱动程序。SPI 是一种同步串行接口,采用单独的数据和时钟线来帮助保持主机和从机的完美同步。时钟可准确告知接收器何时对数据线上的位进行采样。这可以是时钟信号的上升沿(从低到高)或下降沿(从高到低)或在两个沿同时进行。
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M30082040054X0IWAY 支持芯片内执行 (XIP),可以完成一系列读写指令,而不必为每条指令单独加载读或写命令。因此,XIP 模式可节省命令开销并减少随机读写访问时间。
M30082040054X0IWAY 提供基于硬件和软件的数据保护方案。硬件保护通过 WP# 引脚提供。软件保护由状态寄存器中的配置位控制。两种方案均禁止写入寄存器和存储器阵列。该器件具有一个独立于主存储器阵列的 256 字节增强存储阵列。此阵列可由用户进行编程,并且可以进行写保护以防意外写入。
该器件采用小巧的 8 焊盘 DFN (WSON) 和 8 引脚 SOIC 封装。这些封装与类似的低功耗易失性和非易失性产品兼容。它提供工业(-40°C 至 85°C)和扩展工业工作温度范围(-40°C 至 105°C)选择。
使用 MRAM
与其他存储器技术相比,MRAM 可以显著降低总能耗。但是,节能量可能会因特定应用设计的使用模式而异。与其他非易失性存储器一样,写入电流远高于读取或待机电流。因此,在功耗关键型应用中,特别是在需要频繁写入存储器的设计中,需要将写入时间降到最少。与其他非易失性存储器选择(如 EEPROM 或闪存)相比,MRAM 较短的写入时间可以缓解这种担忧,并能降低能耗。
若采用电源选通系统架构并尽可能地将存储器置于待机状态,MRAM 就可以实现额外的节能。MRAM 的上电至写入时间更快,因此能比其他非易失性存储器更频繁地进入待机状态。MRAM 在待机状态下的零漏电对于这方面也有所帮助。请注意,采用电源选通技术时,通常需要使用更大的去耦电容器来支持上电能量需求。
MRAM 评估板
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结语
在利用诸如 DRAM、SRAM、闪存和 EEPROM 之类常规存储器技术设计边缘计算设备时,需要进行各种取舍,因而会限制性能。对于边缘计算,设计人员可以考虑最近推出的 MRAM,它们提供了真正的随机访问能力,并允许在存储器中进行随机读写。
如上所述,MRAM 满足了边缘计算设计人员对存储器的需求:器件必须能存储和检索数据而不会产生较大延迟;待机时零漏电以降低功耗;能够承受 1016次的写入循环,并在 85°C 下保留数据 20 年以上。
作者:Jeff Shepard
来源:Digi-Key
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