Cypress CY14B108K/CY14B108M：8M位nvSRAM與實(shí)時(shí)時(shí)鐘的完美結(jié)合

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，非易失性靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（nvSRAM）與實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）的組合常常是關(guān)鍵的一環(huán)。Cypress的CY14B108K和CY14B108M系列產(chǎn)品，將8M位的nvSRAM與功能完備的RTC集成于一體，為工程師們帶來了高性能、高可靠性的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這兩款產(chǎn)品。

文件下載：CY14B108M-ZSP25XIT.pdf

產(chǎn)品概述

CY14B108K和CY14B108M分別提供1024K×8（CY14B108K）和512K×16（CY14B108M）的存儲(chǔ)容量，具有25ns和45ns的快速訪問時(shí)間。其內(nèi)部采用了QuantumTrap技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)，同時(shí)具備無限次的讀寫和召回操作，以及高達(dá)100萬次的存儲(chǔ)操作，數(shù)據(jù)保留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20年。此外，該系列產(chǎn)品還集成了功能豐富的RTC，包括看門狗定時(shí)器、可編程鬧鐘、電容或電池備份等功能，適用于工業(yè)溫度范圍。

功能特性

非易失性存儲(chǔ)

CY14B108K/CY14B108M采用了獨(dú)特的架構(gòu)，將SRAM存儲(chǔ)單元與非易失性QuantumTrap單元配對(duì)在同一物理單元中。數(shù)據(jù)可以在SRAM和非易失性單元之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)（STORE）和召回（RECALL）操作。在存儲(chǔ)和召回操作期間，SRAM的讀寫操作將被禁止，以確保數(shù)據(jù)的完整性。

自動(dòng)存儲(chǔ)（AutoStore）

AutoStore是QuantumTrap技術(shù)的一大特色，默認(rèn)情況下該功能是啟用的。在正常工作時(shí)，設(shè)備會(huì)從VCC引腳獲取電流，為連接到VCAP引腳的電容充電。當(dāng)VCC引腳的電壓下降到VSWITCH以下時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)斷開VCAP引腳與VCC的連接，并利用電容存儲(chǔ)的電荷進(jìn)行一次存儲(chǔ)操作，將SRAM中的數(shù)據(jù)保存到非易失性單元中。需要注意的是，如果沒有連接電容到VCAP引腳，則必須使用軟件序列禁用AutoStore功能，否則可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。

硬件存儲(chǔ)（HSB）

HSB引腳用于控制和確認(rèn)存儲(chǔ)操作。當(dāng)HSB引腳被拉低時(shí)，設(shè)備會(huì)在tDELAY時(shí)間后有條件地啟動(dòng)存儲(chǔ)操作。只有在自上次存儲(chǔ)或召回周期以來發(fā)生過對(duì)SRAM的寫入操作時(shí)，才會(huì)真正開始存儲(chǔ)周期。在存儲(chǔ)操作進(jìn)行期間，HSB引腳會(huì)被拉低，表示設(shè)備處于忙碌狀態(tài)。

軟件存儲(chǔ)和召回

通過特定的軟件地址序列，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從SRAM到非易失性存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)操作，以及從非易失性存儲(chǔ)器到SRAM的召回操作。具體來說，需要按照特定的順序從六個(gè)特定地址位置執(zhí)行CE或OE控制的讀周期，以啟動(dòng)存儲(chǔ)或召回周期。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）

CY14B108K/CY14B108M的RTC功能提供了精確的時(shí)鐘，支持閏年跟蹤和可編程的高精度振蕩器。時(shí)鐘和鬧鐘寄存器以BCD格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，內(nèi)部采用雙緩沖機(jī)制，防止在讀寫操作期間訪問過渡性的內(nèi)部時(shí)鐘數(shù)據(jù)。此外，RTC還具備看門狗定時(shí)器、鬧鐘功能、電源監(jiān)控和中斷功能等。

電氣特性

工作范圍

該系列產(chǎn)品適用于工業(yè)溫度范圍（-40°C至+85°C），工作電壓范圍為2.7V至3.6V。

直流電氣特性

在不同的工作條件下，產(chǎn)品的直流電氣特性表現(xiàn)良好。例如，平均VCC電流在不同的訪問時(shí)間和工作模式下有所不同，待機(jī)電流較低，輸入和輸出的泄漏電流也在合理范圍內(nèi)。

交流電氣特性

交流電氣特性方面，產(chǎn)品具有快速的讀寫周期時(shí)間、地址訪問時(shí)間和輸出使能到數(shù)據(jù)有效時(shí)間等。同時(shí)，在不同的操作模式下，也有相應(yīng)的切換波形和時(shí)間參數(shù)。

PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

由于RTC晶體振蕩器是一個(gè)低電流、高阻抗的電路，其晶體引腳對(duì)電路板上的噪聲非常敏感。因此，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 晶體布局：將晶體盡可能靠近Xin和Xout引腳放置，保持晶體與RTC之間的走線長(zhǎng)度相等且盡可能短，以減少噪聲耦合的可能性。
• 走線寬度：Xin和Xout走線寬度應(yīng)小于8mil，以減小走線電容。
• 屏蔽保護(hù)：為晶體電路提供一個(gè)保護(hù)環(huán)，防止相鄰信號(hào)的噪聲耦合。
• 信號(hào)隔離：在RTC走線附近布線時(shí)，要注意與其他高速信號(hào)保持至少200mil的距離，避免噪聲干擾。
• 銅平面設(shè)計(jì)：在相鄰的PCB層創(chuàng)建一個(gè)隔離的實(shí)心銅平面，位于晶體電路下方，以防止來自其他信號(hào)層的噪聲耦合。

總結(jié)

Cypress的CY14B108K/CY14B108M系列產(chǎn)品為電子工程師們提供了一個(gè)高性能、高可靠性的nvSRAM與RTC解決方案。其豐富的功能特性、良好的電氣特性和詳細(xì)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，使得該系列產(chǎn)品在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)記錄、儀器儀表等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。不過，在使用過程中，也需要注意AutoStore Disable功能存在的問題，避免數(shù)據(jù)損壞。希望通過本文的介紹，能幫助工程師們更好地了解和應(yīng)用這兩款產(chǎn)品。

大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中有沒有遇到過類似產(chǎn)品的使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。