可靠性和性能俱佳的存儲(chǔ)器

除了NOR閃存之外，醫(yī)療電子中也會(huì)用到存儲(chǔ)量更大的NAND閃存，以及Managed NAND。醫(yī)療電子中可以用到的產(chǎn)品有工業(yè)級(jí)CF存儲(chǔ)卡和工業(yè)/汽車eMMC存儲(chǔ)器，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品可以更好的滿足醫(yī)療電子對(duì)工作溫度、平均無故障時(shí)間的要求。
恒憶（Numonyx）是有intel與ST的存儲(chǔ)部門合并組成，專注于為客戶提供完整的閃存解決方案，包括為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、路由器、自動(dòng)安全系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制以及便攜式存儲(chǔ)媒介等應(yīng)用提供NOR、NAND、以及MCP RAM 、PCM等解決方案。在第三屆中國(guó)國(guó)際醫(yī)療電子技術(shù)大會(huì)（CMET2010）中，恒憶嵌入式系統(tǒng)事業(yè)部亞洲市場(chǎng)部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理祁峰為大會(huì)嘉賓詳解了醫(yī)療電子應(yīng)用中需要的可靠性與性能俱佳的存儲(chǔ)器。

恒憶定位與優(yōu)勢(shì)

據(jù)祁峰介紹，醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用中對(duì)閃存的需求主要存在兩個(gè)方面：一個(gè)是引導(dǎo)，一個(gè)是對(duì)應(yīng)用程序代碼、數(shù)據(jù)日志以及海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。相對(duì)一般應(yīng)用，醫(yī)療電子中的存儲(chǔ)需要高可靠性、高啟動(dòng)速度，反復(fù)擦寫以及高密度等特性。

醫(yī)療應(yīng)用市場(chǎng)對(duì)閃存的要求

下邊我們針對(duì)醫(yī)療電子的要求探討一下閃存解決方案：

閃存主要分兩種：NOR和NAND，因?yàn)獒t(yī)療電子涉及到人的健康和生命安全，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、閃存質(zhì)量的可靠性要求更高，數(shù)據(jù)錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致醫(yī)療事故。另外除提高存儲(chǔ)密度的光刻技術(shù)進(jìn)步外，更快的I/O速率、更低的功耗、穩(wěn)健的安全保護(hù)機(jī)制和支持高效軟件API是今天的嵌入式系統(tǒng)的突出特性。因此經(jīng)常用到更加可靠的NOR閃存。

在便攜醫(yī)療電子應(yīng)用中經(jīng)常用到的NOR主要有兩種：P3X和M29EW。P3X工作電壓為3伏和1.8伏，整體功耗很低，可以提供很快的讀寫速度（每次16字節(jié)/40赫茲）、512字節(jié)的緩沖存儲(chǔ)。利用這些特性，P3X可以提供高速編程、作為執(zhí)行代碼的存儲(chǔ)。另一種M29EW閃存也是基于65納米工藝，符合工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

然后，我們還可以利用SPI NOR閃存提高應(yīng)用靈活性和代碼執(zhí)行速度，恒憶串行閃存（SPI）產(chǎn)品主要有M25PX和N25Q兩種，都是基于65納米工藝。M25PX最高時(shí)鐘頻率為75兆，可以提供2位、甚至4位的輸入輸出，并且兼容傳統(tǒng)的閃存產(chǎn)品。另外一款N25Q的頻率提高到108赫茲，同樣支持1位、2位和4位的輸入輸出協(xié)議。在4位輸入輸出時(shí)頻率高達(dá)432赫茲，因此可以大大提高數(shù)據(jù)支持率，三種協(xié)議均支持XIP（片內(nèi)執(zhí)行）模式，因此擁有優(yōu)異的讀寫性能、高度應(yīng)用靈活性、高速讀取和低功耗等多種優(yōu)良性能，十分適合醫(yī)療電子的應(yīng)用，N25Q產(chǎn)品系列包括2.7V、3.6V電壓版本。

除了NOR閃存之外，醫(yī)療電子中也會(huì)用到存儲(chǔ)量更大的NAND閃存，以及Managed NAND。醫(yī)療電子中可以用到的產(chǎn)品有工業(yè)級(jí)CF存儲(chǔ)卡和工業(yè)/汽車eMMC存儲(chǔ)器，工業(yè)級(jí)產(chǎn)品可以更好的滿足醫(yī)療電子對(duì)工作溫度、平均無故障時(shí)間的要求。

除了上述產(chǎn)品，恒憶公司還推出了最新的存儲(chǔ)技術(shù)——相變存儲(chǔ)器（PCM），PCM集結(jié)了NOR、NAND和RAM的最佳特性，簡(jiǎn)化了存儲(chǔ)器產(chǎn)品，而且單個(gè)芯片具備更多性能，PCM的主要特性包括：
 
可變位性

與RAM 或EEPROM一樣，PCM具有可變位特性。 閃存技術(shù)在變更信息時(shí)需要單獨(dú)擦除步驟。而存儲(chǔ)在具有可變位特性存儲(chǔ)器中的信息能夠從1到0或從0到1進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而不需要單獨(dú)擦除步驟。

非易失性

與NOR閃存和NAND閃存一樣，PCM具有非易失性。 RAM需要連續(xù)的供電電源，例如備用電池系統(tǒng)來保存信息。恒憶在多兆位PCM陣列上所進(jìn)行的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)保存方面的早期測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)很好。

讀取快速

與RAM和NOR閃存一樣，此技術(shù)具有快速隨機(jī)存取時(shí)間的特性。 該特性使得存儲(chǔ)器可以直接進(jìn)行代碼執(zhí)行，無需臨時(shí)復(fù)制到RAM。 PCM的讀取等待時(shí)間可以與single bit per cell NOR閃存相媲美，并且讀取帶寬與DRAM不相上下。

寫入/擦除快速

PCM能夠?qū)崿F(xiàn)在更短的等待時(shí)間內(nèi)，比NAND更快的寫入速率。 與無單獨(dú)擦除步驟（即可變位特性）相結(jié)合，這些特性實(shí)現(xiàn)了比NOR和NAND更快速的寫入性能。
 
尺寸縮變性

尺寸縮變性是PCM與眾不同的第五個(gè)特征 NOR和NAND均采用浮動(dòng)?xùn)糯鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，其尺寸難以縮小變化。 當(dāng)閃存中存儲(chǔ)圓晶減少時(shí)，存儲(chǔ)在浮動(dòng)?xùn)派系碾娮訑?shù)量也隨之減少。 據(jù)估計(jì)，45納米的NAND閃存在“1”和“0”之間進(jìn)行描述時(shí)使用的電子不到100個(gè)。 45納米以下，電子數(shù)量將持續(xù)出現(xiàn)較高的位錯(cuò)誤率和較低的可靠性。 因?yàn)镻CM不存儲(chǔ)電荷（電子），所以并不存在電荷存儲(chǔ)多少的問題。 事實(shí)上是更小的光刻尺寸改善了PCM技術(shù)！